भारताच्या पहिल्या चंद्रमोहिमेला ₹३८६ कोटी खर्च आला आणि तिच्यावर चंद्राच्या पृष्ठभागावर पाणी शोधणारे नासाचे उपकरण होते

२२ ऑक्टोबर २००८ रोजी UT प्रमाणे ००:५२ वाजता, म्हणजे भारतात सकाळी ६.२२ वाजता, एका PSLV-XL रॉकेटने श्रीहरिकोटाहून उड्डाण केले, ज्यावर देशाची पहिली चंद्रमोहीम चांद्रयान-१ होते. २४ सप्टेंबर २००९ रोजी नासाने जाहीर केले की यानावरील एका उपकरणाने चंद्राच्या पृष्ठभागावर पाणी आणि हायड्रॉक्सिल शोधले आहे, म्हणजे एक ऑक्सिजन अणू आणि एक हायड्रोजन अणू यांचा रेणू. सायन्स नियतकालिकातील शोधनिबंधाचे नेतृत्व ब्राउन विद्यापीठाच्या कार्ले पीटर्स यांनी केले, त्यांच्यासोबत २८ सहलेखक होते.

तोपर्यंत ऑर्बिटर जवळपास एक महिना शांत होता. नियोजित दोन वर्षांच्या मोहिमेच्या सुमारे दहा महिन्यांनंतर इस्रोचा त्याच्याशी संपर्क तुटला.

अकरा उपकरणे, त्यांतील पाच भारतीय

इस्रोचे मोहीम पान अकरा वैज्ञानिक उपकरणांची यादी देते, जी भारत, अमेरिका, युनायटेड किंगडम, जर्मनी, स्वीडन आणि बल्गेरियात बनली होती. पाच भारतीय होती: टेरेन मॅपिंग कॅमेरा, हायपर स्पेक्ट्रल इमेजर, लूनर लेझर रेंजिंग इन्स्ट्रुमेंट, हाय एनर्जी एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर आणि मून इम्पॅक्ट प्रोब. बाकीची सहा परदेशातून आली. ESA म्हणते की युरोपने तीन पुरवली, एक एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर (C1XS), एक कण विश्लेषक (SARA) आणि एक जवळ-अवरक्त स्पेक्ट्रोमीटर (SIR-2). नासाने मून मिनरॅलॉजी मॅपर, ज्याला M3 म्हणतात, आणि मिनी-SAR नावाचे रडार पुरवले. बल्गेरियाने RADOM, किरणोत्सर्गाची मात्रा मोजणारे उपकरण, पुरवले.

यान १.५ मीटर बाजूचा घन होते, इस्रोच्या रिमोट-सेन्सिंग उपग्रहांच्या त्याच बसवर बांधलेले, आणि उड्डाणाच्या वेळी त्याचे वजन १,३८० किलोग्रॅम होते. ही कल्पना प्रथम १९९९ मधील इंडियन अकॅडमी ऑफ सायन्सेसच्या एका बैठकीत मांडली गेली, आणि सरकारने नोव्हेंबर २००३ मध्ये मोहिमेला मंजुरी दिली, असे इस्रो सांगते. इतक्या दूरच्या मोहिमेला तिच्याशी बोलण्याचा मार्गही हवा होता. इस्रोने प्रक्षेपणापूर्वी इंडियन डीप स्पेस नेटवर्क उभारले, बंगळुरूजवळील बयालालू येथे ३२ मीटर आणि १८ मीटरच्या डिशसह.

खर्च ₹३८६ कोटी होता. पंतप्रधान कार्यालयातील राज्यमंत्री पृथ्वीराज चव्हाण यांनी १८ डिसेंबर २००८ रोजी राज्यसभेला दिलेल्या लेखी उत्तरात हा आकडा सांगितला, आणि त्यात डीप स्पेस नेटवर्कचा समावेश असल्याचे ते म्हणाले. एबीसी न्यूजने ऑगस्ट २००९ मध्ये त्याचे वर्णन ८ कोटी डॉलरचे यान असे केले. इस्रोने कमी अंदाजपत्रकात मंगळ आणि चंद्र कसे साधले हा त्याच्या काटकसरी अभियांत्रिकीवरील आमच्या लेखाचा विषय आहे.

पृथ्वी सोडायला तेरा दिवस, ध्रुवावर आदळायला एक प्रोब

प्रक्षेपणानंतर १३ दिवसांत इंजिनाच्या पाच ज्वलनांनी यानाची कक्षा लांबवली, असे ESA सांगते. ८ नोव्हेंबरच्या अंतिम ज्वलनाने ते चंद्राच्या कक्षेत गेले, आणि पुढच्या चार दिवसांत ते पृष्ठभागापासून सुमारे १०० किलोमीटर वरच्या ध्रुवीय कक्षेत स्थिरावले.

१४ नोव्हेंबर २००८ रोजी मून इम्पॅक्ट प्रोब ऑर्बिटरपासून वेगळा झाला. नासाचे मोहीम पान सांगते की त्याने एक लहान कक्षा-उतार मोटर चालवली, तीन उपकरणांकडून वाचने पाठवत मुक्तपणे खाली पडला, आणि दक्षिण ध्रुवावरील शॅकलटन विवराजवळ UT प्रमाणे १५:०१ वाजता आदळला. ती उपकरणे रडार अल्टिमीटर, एक व्हिडिओ कॅमेरा आणि CHASE नावाचा मास स्पेक्ट्रोमीटर होती. प्रेस इन्फॉर्मेशन ब्युरोच्या २००८ च्या उत्तरात उतरण भारतीय वेळेनुसार २०:३५ वाजता पूर्ण झाल्याची नोंद आहे.

ESA लिहिते की या आघाताने “भारताला चंद्राच्या पृष्ठभागावर पोहोचणारे चौथे राष्ट्र म्हणून अधिकृतपणे चिन्हांकित केले.” भारतीय शास्त्रज्ञांनी नोंदवले की CHASE च्या आकडेवारीवरून चंद्राच्या विरळ वातावरणात पाण्याचे सूचन होते. नासाचे पान पुढील पडताळणीशिवाय तो निकाल अनिर्णायक म्हणते.

मून मिनरॅलॉजी मॅपरने काय पाहिले

M3 हे नासाच्या जेट प्रोपल्शन लॅबोरेटरीत बनवलेले अवरक्त इमेजिंग स्पेक्ट्रोमीटर होते, ज्याच्या मुख्य संशोधक पीटर्स होत्या. ते परावर्तित सूर्यप्रकाशाला ४३० ते ३,००० नॅनोमीटरच्या तरंगलांबींमध्ये विभागत असे, आणि JPL त्याचे वर्णन चांद्रयान-१ वरचे पाहुणे उपकरण असे करते. पाणी आणि हायड्रॉक्सिल ३ मायक्रोमीटरच्या आसपास प्रकाश शोषतात, त्यामुळे ते वर्णपटात एक खळगा सोडतात.

सायन्स मधील शोधनिबंध चंद्रावर सर्वत्र २.८ ते ३.० मायक्रोमीटर दरम्यान शोषण वैशिष्ट्ये नोंदवतो. संकेत सर्वत्र पसरलेला आहे आणि थंड उच्च अक्षांशांवर आणि काही नव्या विवरांत सर्वात प्रबळ आहे. रेणू मातीच्या वरच्या काही मिलिमीटरमध्ये असतात, असे नासा सांगते. हायड्रॉक्सिल आणि पाणी अजूनही तयार होत आहे आणि पृष्ठभागावर टिकवले जात आहे, आणि माती मानवी संशोधनासाठी बाष्पशील पदार्थांचा स्रोत ठरू शकते, असे लेखक सुचवतात. मानवी चंद्र संशोधन हा नासाच्या आर्टेमिस उड्डाणांवरील आमच्या लेखाचा विषय आहे.

प्रमाण पीटर्स यांनी स्वतःच ठरवून दिले. “आम्ही ‘चंद्रावर पाणी’ म्हणतो तेव्हा आम्ही सरोवरे, महासागर किंवा डबकीसुद्धा सांगत नाही,” असे त्या नासाच्या प्रसिद्धीपत्रकात म्हणाल्या.

आणखी दोन यानांनी तेच उत्तर गाठले

सायन्स च्या त्याच अंकात आणखी दोन शोधनिबंध आले, प्रत्येक वेगळ्या यानातून. अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षणाच्या रॉजर क्लार्क यांनी नासाच्या कॅसिनी प्रोबच्या १९९९ च्या फ्लायबायचा डेटा पुन्हा तपासला आणि शोषित पाण्यामुळे ३ मायक्रोमीटरच्या आसपास शोषण आढळले, अंदाजे १० ते १,००० भाग प्रति दशलक्ष. मेरीलँड विद्यापीठाच्या जेसिका सनशाइन आणि सहकाऱ्यांनी EPOXI म्हणून उडणारे डीप इम्पॅक्ट यान वापरले, ज्याने जून २००९ मध्ये चंद्राचे निरीक्षण केले. त्यांना आढळले की चंद्र-दिवसाच्या काही भागात पृष्ठभाग जलयुक्त होता, आणि प्रमाण वजनाने ०.५ टक्क्यांपेक्षा कमी पाण्याशी सुसंगत होते. एका चंद्र-दिवसात तापमानाबरोबर जलयुक्तता वाढत आणि घटत होती.

नासाचे प्रसिद्धीपत्रक सांगते की क्लार्क यांच्या श्रेणीच्या वरच्या टोकावर, मातीच्या सर्वात वरच्या थराच्या एका टनातून ३२ औंसपर्यंत पाणी मिळू शकेल.

अंधाऱ्या विवरांतील बर्फ

M3 ने सूर्यप्रकाशित जमीन मोजली. चांद्रयान-१ च्या दुसऱ्या उपकरणाने सावल्यांमध्ये पाहिले. नासाने १ मार्च २०१० रोजी जाहीर केले की मिनी-SAR या हलक्या रडारला उत्तर ध्रुवाजवळ ४० हून अधिक लहान विवरे आढळली ज्यांची रडार ओळख बर्फासारखी होती. विवरे २ ते १५ किलोमीटर रुंद आहेत, आणि प्रत्येक विवरात बर्फ किती जाड आहे यावर अवलंबून, चमूने किमान ६० कोटी मेट्रिक टन पाण्याच्या बर्फाचा अंदाज केला. निकाल जिओफिजिकल रिसर्च लेटर्स मध्ये आला. नासाच्या जेसन क्रूसन यांनी त्याला “पाण्याच्या बर्फाचे प्रबळ सूचन” म्हटले, आणि प्रसिद्धीपत्रक स्वतः म्हणते की साठ्यांची रडार वैशिष्ट्ये “बर्फासारखी” आहेत, जे अनुमान आहे, नमुना नव्हे.

ESA सांगते की M3 च्या डेटाच्या अधिक सखोल विश्लेषणात नंतर कायमच्या सावलीतील प्रदेशांत अनेक जागी पाण्याचा बर्फ आढळला. त्यामागचा शोधनिबंध, २०१८ मध्ये प्रोसिडिंग्ज ऑफ द नॅशनल अकॅडमी ऑफ सायन्सेसमध्ये ली आणि सहकाऱ्यांचा, M3 च्या अनेक हजार पिक्सेलमध्ये उघडा बर्फ आढळला, प्रत्येक सुमारे २८० मीटर रुंद, सर्व ध्रुवांच्या २० अंशांच्या आत. त्याने तपासलेल्या कोल्ड ट्रॅप्सपैकी, म्हणजे बर्फ धरून ठेवण्याइतक्या थंड कायमच्या सावलीतील जागांपैकी, फक्त सुमारे ३.५ टक्क्यांत तो आढळला.

संपर्क तुटला, २८ ऑगस्ट २००९

इस्रोने मे २००९ मध्ये कक्षा २०० किलोमीटरवर उंचावली. नासाचे पान सांगते की असामान्यपणे उच्च तापमान नोव्हेंबर २००८ च्या अखेरीस सुरू झाले, आणि यान आपली दिशा शोधण्यासाठी वापरते तो स्टार सेन्सर कक्षेत नऊ महिन्यांनंतर निकामी झाला. रेडिओ संपर्क २८ ऑगस्ट २००९ रोजी UT प्रमाणे २०:०० वाजता संपला, जे भारतात २९ ऑगस्टला पहाटे १:३० होते. इस्रोचे पान २९ ऑगस्ट देते.

एबीसी न्यूजने इस्रोचे प्रवक्ते एस. सतीश यांचे वाक्य उद्धृत केले की संस्था समस्या शोधण्यासाठी टेलिमेट्रीचा अभ्यास करत आहे. यानाने चंद्राभोवती ३,४०० हून अधिक प्रदक्षिणा केल्या होत्या, असे इस्रो सांगते. नासाचे पान म्हणते की सर्वात संभाव्य कारण अतिउष्णतेमुळे विद्युत पुरवठा निकामी होणे हे होते. ESA आणि नासा दोघेही नोंदवतात की इस्रोने किमान ९५ टक्के मोहीम उद्दिष्टे साध्य झाली असे मानले.

रडारला तो पुन्हा सापडतो

जुलै २०१६ मध्ये, शेवटच्या संपर्कानंतर जवळपास सात वर्षांनी, JPL च्या मरीना ब्रोझोविच यांनी जमिनीवरील रडारने ऑर्बिटर शोधण्याच्या चाचणीचे नेतृत्व केले. २ जुलै २०१६ रोजी कॅलिफोर्नियातील नासाच्या ७० मीटरच्या गोल्डस्टोन डिशने चंद्राच्या उत्तर ध्रुवावर सुमारे १६० किलोमीटर वरच्या एका बिंदूकडे मायक्रोवेव्ह पाठवले, आणि वेस्ट व्हर्जिनियातील १०० मीटरच्या ग्रीन बँक दुर्बिणीने प्रतिध्वनी ऐकले.

चार तासांत, लहान यानाची रडार ओळख असलेली एक वस्तू किरणातून दोनदा गेली, आणि मधला अंतराल चांद्रयान-१ च्या अपेक्षित २ तास ८ मिनिटांच्या कक्षीय कालावधीशी जुळला. २००९ चा जुना कक्षा-अंदाज सुमारे १८० अंशांनी हलवावा लागला, असे JPL च्या रायन पार्क यांनी सांगितले. तीन महिन्यांतील आणखी सात प्रतिध्वनी दुरुस्त कक्षेशी जुळले, आणि अरेसिबो वेधशाळेने पाठपुराव्यात मदत केली. JPL ने ९ मार्च २०१७ रोजी निकाल जाहीर केला आणि ऑर्बिटरचे वर्णन निष्क्रिय असे केले. त्याच्या स्वतःच्या गणनांनी यान पृष्ठभागापासून सुमारे २०० किलोमीटर वर असल्याचे दाखवले होते.

त्यानंतर काय झाले

इस्रोच्या नंतरच्या चंद्रमोहिमा पृष्ठभागाकडेच गेल्या. इस्रोच्या म्हणण्यानुसार चांद्रयान-३ २३ ऑगस्ट २०२३ रोजी सुमारे ६९.३७ अंश दक्षिणेला, दक्षिणेकडील उच्च अक्षांशांत, सहज उतरले. त्या उतरणीनंतर दहा दिवसांनी, २ सप्टेंबर २०२३ रोजी, एका PSLV ने आदित्य-एल१ प्रक्षेपित केले, ही एक सौर वेधशाळा आहे ज्याची सात वैज्ञानिक पेलोड इस्रोने स्वतः आणि देशातील संशोधन प्रयोगशाळांनी विकसित केली, असे इस्रो सांगते, त्यांत बंगळुरूतील इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ अॅस्ट्रोफिजिक्स आणि पुण्यातील इंटर युनिव्हर्सिटी सेंटर फॉर अॅस्ट्रॉनॉमी अँड अॅस्ट्रोफिजिक्स यांचा समावेश आहे.