भारताचे मार्स ऑर्बिटर मिशन पहिल्याच प्रयत्नात ₹४५० कोटींत मंगळाच्या कक्षेत पोहोचले आणि सहा महिन्यांच्या योजनेवर सात वर्षांहून अधिक काळ चालले

भारताच्या मार्स ऑर्बिटर मिशनने, ज्याला मंगळयान म्हणतात, २४ सप्टेंबर २०१४ च्या सकाळी आपले मुख्य इंजिन सुमारे २४ मिनिटे पेटवले आणि ते मंगळाभोवतीच्या कक्षेत स्थिरावले. इस्रोचे अभिलेख निवेदन म्हणते की पहिल्याच प्रयत्नात हे करणारा भारत पहिला देश ठरला. भारतीय अंतराळ संशोधन संस्था खर्च ₹४५० कोटी आणि रचलेले आयुष्य सहा महिने सांगते.

सप्टेंबर २०२१ मध्ये, पोहोचल्यानंतर सात वर्षांनीही, यान काम करत होते. इस्रोच्या ३ ऑक्टोबर २०२२ च्या अद्ययावत माहितीत त्याला पुनर्प्राप्त न करता येणारे घोषित करण्यात आले.

पृथ्वी सोडण्यासाठी सहा ज्वलने

इस्रो मंगळयानाला आपली पहिली आंतरग्रहीय मोहीम म्हणते, चांद्रयान-१ चंद्रावर गेल्यानंतरची. पोलर सॅटेलाइट लाँच व्हेईकल, पीएसएलव्ही-सी२५, ५ नोव्हेंबर २०१३ रोजी दुपारी २:३८ वाजता श्रीहरिकोटा येथून झेपावले. इस्रोच्या दीर्घकालीन अभिलेख निवेदनानुसार त्याने यानाला पृथ्वीभोवतीच्या लंबवर्तुळाकार कक्षेत सोडले, जी सर्वात जवळच्या बिंदूपाशी २४८.४ किमी आणि सर्वात दूरच्या बिंदूपाशी २३,५५० किमी होती, आणि विषुववृत्ताशी १९.२७ अंशांनी कललेली होती. ते रॉकेट यानाला थेट मंगळावर पाठवू शकत नव्हते. ऑर्बिटरच्या स्वतःच्या ४४० न्यूटन द्रवरूप इंजिनाला कक्षेचा उंच बिंदू टप्प्याटप्प्याने वाढवावा लागला.

इस्रोच्या मोजणीनुसार कक्षा वाढवणारी सहा हालचाल झाली. पहिल्या तीन, ७, ८ आणि ९ नोव्हेंबर २०१३ रोजी, उंच बिंदू अनुक्रमे २८,८५२ किमी, ४०,१८६ किमी आणि ७१,६३६ किमी इतका वाढवला, असे अमेरिकास्पेस कळवते.

कमी पडलेले चौथे ज्वलन

११ नोव्हेंबरच्या पहाटे, चौथ्या ज्वलनाने नियोजित १३० च्या ऐवजी सुमारे ३५ मीटर प्रति सेकंद अतिरिक्त वेग दिला, आणि उंच बिंदू १,००,००० किमीच्या पुढे जाण्याऐवजी ७८,२७६ किमीवर राहिला (अमेरिकास्पेस). नेचरने इस्रोचे स्पष्टीकरण कळवले की मुख्य आणि राखीव सोलेनॉइड गुंडाळ्या एकत्र सक्रिय केल्याने द्रवरूप इंजिनाचा प्रवाह थांबला होता.

१२ नोव्हेंबर रोजी ३०३.८ सेकंदांच्या पूरक ज्वलनाने उंच बिंदू १,१८,६४२ किमीवर नेला. पृथ्वीच्या कक्षेतील शेवटचे ज्वलन, १६ नोव्हेंबर रोजी, २४३.५ सेकंद चालले आणि त्याने तो १,९२,८७४ किमीवर नेला, असे युनिव्हर्स टुडेने कळवले.

निघण्यासाठी एक दीर्घ ज्वलन, मग प्रतीक्षा

मंगळाकडे नेणारे प्रक्षेपण (ट्रान्स-मार्स इंजेक्शन) १ डिसेंबर २०१३ रोजी भारतीय प्रमाणवेळेनुसार रात्री १२:४९ वाजता सुरू झाले. ४४० न्यूटन इंजिन १,३२८.८९ सेकंद चालले आणि त्याने ६४७.९६ मीटर प्रति सेकंद वेग जोडला, असे अमेरिकास्पेसने इस्रोच्या पत्रकातून कळवले. इस्रोच्या अभिलेख निवेदनानुसार, यान त्यानंतर सूर्याभोवतीच्या ६८० दशलक्ष किमी लांबीच्या मार्गावर होते, आणि मंगळापर्यंतच्या प्रवासाला ३०० दिवस लागले.

त्यानंतर मुख्य इंजिन निष्क्रिय राहिले. ते शेवटचे १ डिसेंबर २०१३ रोजी पेटले होते, असे युनिव्हर्स टुडे म्हणते. २२ सप्टेंबर २०१४ रोजी भारतीय प्रमाणवेळेनुसार दुपारी २:३० वाजता इस्रोने ते ३.९६८ सेकंद पेटवले, ज्याने यानाचा वेग २.१८ मीटर प्रति सेकंदाने बदलला. ही चाचणी अंतिम मार्गसुधारणाही होती, आणि इस्रोने सांगितले की यामुळे इंजिन कक्षाप्रवेश ज्वलनासाठी सज्ज असल्याची खात्री झाली.

२४ मिनिटांचे ज्वलन

हालचालीच्या काही काळात मंगळाने रेडिओ दुवा अडवला, आणि मंगळावरून सिग्नल पृथ्वीवर पोहोचायला सुमारे १२.५ मिनिटे लागली, त्यामुळे यानाने ज्वलन स्वतःहून पार पाडले. ४४० न्यूटन इंजिनासोबत आठ २२ न्यूटन थ्रस्टर पेटले. अमेरिकास्पेस ज्वलनाची सुरुवात भारतीय प्रमाणवेळेनुसार सकाळी ७:१७:३२ आणि समाप्ती ७:४१:४६ अशी देते, ज्वलनाने यानाचा वेग १,०९९ मीटर प्रति सेकंदाने कमी केला आणि सुमारे २४९.५ किलो इंधन वापरले.

कालावधीबद्दलचे वृत्तांत थोडे वेगळे आहेत. अमेरिकास्पेसने कळवल्यानुसार इस्रोचा आकडा १,३८८.६७ सेकंद पेटण्याचा आहे, आणि वृत्तवाहिन्या सुमारे २४ मिनिटे म्हणतात. सुमारे एका मिनिटाच्या या फरकाचे स्पष्टीकरण स्रोत देत नाहीत.

परिणामी कक्षेचा सर्वात जवळचा बिंदू ४२१.७ किमी, सर्वात दूरचा बिंदू ७६,९९३.६ किमी, मंगळाच्या विषुववृत्ताशी १५० अंशांचा कल, आणि आवर्तनकाळ ७२ तास ५१ मिनिटे ५१ सेकंद होता. पंतप्रधान नरेंद्र मोदींनी बंगळुरूमधील इस्रोच्या ट्रॅकिंग केंद्रातून, इस्ट्रॅकमधून, हे पाहिले आणि “आज इतिहास घडला आहे” असे म्हटले, असे स्पेसफ्लाइट नाऊने कळवले. त्यांनी असेही म्हटले की सर्व मंगळ मोहिमांपैकी निम्म्याहून अधिक अयशस्वी झाल्या आहेत, युनिव्हर्स टुडेनुसार. सोव्हिएत युनियन, अमेरिका आणि युरोपीय अंतराळ संस्था यांच्यानंतर मंगळाच्या कक्षेत यान ठेवणारी इस्रो चौथी अंतराळ संस्था बनली.

पाच उपकरणे, सुमारे १४ किलो

यानावर पाच उपकरणे होती, त्यांचे एकत्रित वस्तुमान सुमारे १४ किलो होते, असे इस्रोचे अभिलेख निवेदन सांगते. अहमदाबादच्या स्पेस ॲप्लिकेशन्स सेंटरने त्यापैकी तीन बनवली: मार्स कलर कॅमेरा, मिथेन सेन्सर फॉर मार्स आणि थर्मल इन्फ्रारेड इमेजिंग स्पेक्ट्रोमीटर, जे दिवसा आणि रात्री पृष्ठभागाचे तापमान मोजते. मार्स एक्झोस्फेरिक न्यूट्रल कंपोझिशन ॲनालायझर (मेंका), मंगळाच्या विरळ बाह्य वातावरणातील वायुकण ओळखणारा वस्तुमान वर्णपटमापक, विक्रम साराभाई अंतराळ केंद्रातील स्पेस फिजिक्स लॅबोरेटरीकडून आला. लायमन अल्फा फोटोमीटर (एलएपी), जो वरच्या वातावरणातील ड्युटेरियम आणि हायड्रोजनचे गुणोत्तर मोजण्यासाठी बनवला होता, बंगळुरूच्या लॅबोरेटरी फॉर इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल सिस्टीम्सकडून आला.

दृश्य उत्पादन बहुतेक कॅमेऱ्यातून येते. इस्रो १,१००हून अधिक छायाचित्रे आणि एक मंगळाचा नकाशासंग्रह, आणि संपूर्ण मोहिमेतून ३५हून अधिक समवयस्क-परीक्षित शोधनिबंध कळवते. इस्रोची २०२२ ची अद्ययावत माहिती सांगते की लंबवर्तुळाकार कक्षेमुळे मंगळाची पूर्ण चकतीची प्रतिमा घेता आली आणि मंगळाच्या दोन लहान चंद्रांपैकी डीमॉसच्या दूरच्या बाजूचे प्रथमच छायाचित्र घेतले गेले. २०१६ चे अभिलेख निवेदन जोडते की फोबॉस आणि डीमॉस यांच्या छायाचित्रणाने दोघांचे नवे तपशील उघड केले.

इस्रोच्या प्रमुख वैज्ञानिक निष्कर्षांच्या यादीत पाच शोधनिबंध आहेत:

• जागतिक धुळीच्या वादळादरम्यान मंगळाच्या वातावरणाचे वाढलेले निसटणे (जर्नल ऑफ जिओफिजिकल रिसर्च: प्लॅनेट्स, २०२०);
• बाह्य वातावरणातील सुप्राथर्मल “तप्त” आर्गन (जिओफिजिकल रिसर्च लेटर्स, २०१७);
• सूर्यसमीप स्थितीतील संध्याकाळच्या तासांत सुमारे २७० किमी उंचीवर ऑक्सिजनचे कार्बन डायऑक्साइडपेक्षा जास्त असणे (जिओफिजिकल रिसर्च लेटर्स, २०१६);
• व्हॅलेस मरिनेरिसच्या दक्षिण भिंतीवरील लि-वेव्ह ढग (इकारस, २०१५);
• मंगळयानाच्या रेडिओ सिग्नलद्वारे अभ्यासलेली सौर कोरोनाची गतिशीलता (मंथ्ली नोटिसेस ऑफ द रॉयल अॅस्ट्रॉनॉमिकल सोसायटी, २०२२).

२०१६ चे निवेदन हेही कळवते की कॅमेऱ्याच्या माहितीने मंगळावर उत्तर उन्हाळा सुरू होताना उत्तर ध्रुवावरील कार्बन डायऑक्साइड आणि पाण्याचा बर्फ कसा बदलतो याचा अभ्यास करण्यास मदत केली, आणि उंच भूभागावर तसेच व्हॅलेस मरिनेरिसवर धुळीच्या थराची सरासरी उंची सुमारे १.५ किमी असल्याचा अंदाज बांधला गेला. २०२२ पर्यंत मोहिमेची माहिती उतरवून घेण्यासाठी सुमारे ७,२०० वापरकर्त्यांनी नोंदणी केली होती, आणि विज्ञान-माहितीचे सुमारे २७,००० डाउनलोड झाले होते.

खर्च किती आला, आणि इतरांनी कसा मोजला

इस्रोचे मोहीम पान ₹४५० कोटी देते. युनिव्हर्स टुडेने यानाची किंमत ७३ दशलक्ष डॉलर मांडली. मोदी म्हणाले की खर्च नासाच्या मेव्हन ऑर्बिटरच्या सुमारे एक दशांश होता, जे दोन दिवस आधी मंगळावर पोहोचले आणि ज्याची किंमत स्पेसफ्लाइट नाऊने ६७१ दशलक्ष डॉलर मांडली. त्या प्रत्येक आकड्यात काय समाविष्ट आहे हे स्रोत सांगत नाहीत, म्हणून हे गुणोत्तर पंतप्रधानांनी केलेली तुलना आहे, लेखापरीक्षित नव्हे. विस्तृत अर्थसंकल्पीय चित्र इस्रोच्या काटकसरी वाटचालीवरील आमच्या लेखात आहे.

सहा महिन्यांचे सात वर्षे झाले

इस्रोच्या स्वतःच्या पानांवर सहा महिने हे रचनात्मक लक्ष्य होते, आणि तिची २०२२ ची अद्ययावत माहिती या मोहिमेचे वर्णन तंत्रज्ञान प्रात्यक्षिक असे करते. ऑर्बिटरने २४ सप्टेंबर २०२१ रोजी सात वर्षे पूर्ण केली, असे ती कळवते. २०१५ च्या सौर संयोगात, २७ मे ते १ जुलै दरम्यान सूर्य मंगळ आणि पृथ्वी यांच्यामध्ये असताना, यान ३५ दिवस कोणत्याही संपर्काविना पूर्णपणे स्वायत्तपणे चालले.

शेवट एका दीर्घ ग्रहणाने आला. २७ सप्टेंबर रोजी झालेल्या राष्ट्रीय बैठकीनंतर लिहिलेल्या आपल्या ३ ऑक्टोबर २०२२ च्या अद्ययावत माहितीत, इस्रो म्हणते की एप्रिल २०२२ मधील दीर्घ ग्रहणानंतर भू-केंद्राशी संपर्क तुटला. ती म्हणते की इंधन संपले असावे, त्यामुळे यान वीजनिर्मितीसाठी लागणारी दिशा राखू शकले नाही, आणि ती त्याला पुनर्प्राप्त न करता येणारे आणि आयुष्याच्या शेवटी पोहोचलेले घोषित करते.

नाव न सांगता पीटीआयशी बोललेल्या अधिकाऱ्यांनी अधिक तपशील दिला. ते म्हणाले की बॅटरी सुमारे एक तास ४० मिनिटांच्या ग्रहणांसाठी बनवली होती, आणि सलग ग्रहणांनी, त्यातील एक साडेसात तासांचे, ती संपवली. त्याच अधिकाऱ्यांनी सांगितले की ग्रहण टाळण्यासाठी कक्षा हलवताना इस्रोने आधी इंधन खर्च केले होते. इस्रोचे पान हे आकडे पुन्हा सांगत नाही, आणि शेवटच्या संपर्काची नेमकी तारीख आम्ही उघडू शकलेल्या स्रोतांत दिलेली नाही.

मंगळयान-२

दुसरे मंगळ ऑर्बिटर २०१६ पासूनच चर्चेत होते, जेव्हा इस्रोने शास्त्रज्ञांकडून प्रयोगांचे प्रस्ताव मागवले, असे द वीकने कळवले. ऑक्टोबर २०२५ मध्ये स्पेस ॲप्लिकेशन्स सेंटरचे संचालक नीलेश एम. देसाई यांनी एएनआयला सांगितले की दुसरी मोहीम २०२८ ते २०३० दरम्यान होणार आहे, सुमारे दहा महिन्यांच्या प्रवासासह आणि पॅराशूट व मोटरचलित अवतरण वाहनांचा वापर करून उतरण्याच्या प्रयत्नासह. इंडिया टीव्हीने कळवले की इस्रो अध्यक्ष व्ही. नारायणन यांनी सांगितले की मोहीम २०३० मध्ये होईल आणि भारताचे मंगळावरील पहिले सॉफ्ट लँडिंग करण्याचा प्रयत्न करेल, आणि नाव न सांगितलेल्या अधिकाऱ्यांचा दाखला देत एका ऑर्बिटर, एका लँडर आणि एका रोव्हरचा उल्लेख केला, जे अजूनही व्यवहार्यता अभ्यासाखाली आहेत.

११ मार्च २०२६ रोजी बंगळुरूमधील स्टार्ट २०२६ कार्यक्रमात नारायणन म्हणाले की इस्रो मंगळावर उतरण्याच्या मोहिमेवर काम करत आहे, असे द हितवादाने कळवले. आम्हाला सापडलेले स्रोत मुलाखती आणि भाषणे आहेत, प्रकाशित मोहीम आराखडा नव्हे, आणि तारखेबाबत त्यांच्यात फरक आहे: देसाई यांच्या वृत्तांतात २०२८ ते २०३०, नारायणन यांच्या वक्तव्याच्या वृत्तात २०३०.