मंगल की कक्षा में दशकों से डटे नासा के ओडिसी और MRO ऑर्बिटर, जानिए कैसे काम कर रही इनकी तकनीक और क्या है आगे का भविष्य

वैज्ञानिक डेटा जुटाने के अलावा, ओडिसी और MRO एक अन्य अत्यंत critical कार्य भी संभालते हैं। ये दोनों यान मंगल की सतह पर काम कर रहे नासा के रोवर्स के लिए संचार रिले के रूप में कार्य करते हैं। सतह पर मौजूद रोवर्स में सीधे पृथ्वी तक सिग्नल भेजने के लिए पर्याप्त शक्ति और बड़े एंटेना नहीं होते, इसलिए वे अपने डेटा को पहले इन ऑर्बिटर्स तक पहुंचाते हैं, जो फिर उसे पृथ्वी पर नासा के डीप स्पेस नेटवर्क को भेजते हैं। इस प्रकार, ये ऑर्बिटर मंगल की सतह पर मौजूद मानवीय मशीनों और पृथ्वी के नियंत्रण कक्ष के बीच एक मजबूत सेतु बने हुए हैं।

अंतरिक्ष का क्रूर वातावरण और स्वायत्तता की मजबूरी

गहरे अंतरिक्ष में किसी भी मशीन को जीवित रखना एक अत्यंत कठिन चुनौती है। अंतरिक्ष में उच्च-ऊर्जा कणों और सौर विकिरण की लगातार बौछार होती रहती है। यदि कोई शक्तिशाली कण किसी नाजुक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण से टकरा जाए, तो पूरा अंतरिक्ष यान निष्क्रिय हो सकता है। पृथ्वी की कक्षा में घूम रहे उपग्रहों पर इंजीनियर 24 घंटे नज़र रख सकते हैं और खराबी आने पर तुरंत निर्देश भेज सकते हैं। इसके विपरीत, मंगल और पृथ्वी के बीच की दूरी के कारण बैंडविड्थ बेहद सीमित होती है। कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के ग्रह और अंतरिक्ष भौतिक विज्ञानी रोब लिलीज़, जिन्होंने मंगल के कई अभियानों पर काम किया है, बताते हैं कि विज्ञान अंतरिक्ष यान केवल सप्ताह में एक या दो बार ही पृथ्वी से विस्तृत निर्देश प्राप्त करते हैं।

इसी वजह से रोब लिलीज़ का कहना है, "एक मंगल यान को अपने स्तर पर ही प्रबंधन करने में सक्षम होना पड़ता है।" यदि अंतरिक्ष यान का कोई वैज्ञानिक उपकरण खराब होता है, तो मिशन जारी रह सकता है। लेकिन यदि पावर सिस्टम या मुख्य कंप्यूटर बंद हो जाए, तो पूरा अंतरिक्ष यान हमेशा के लिए एक बेकार मलबा बन सकता है। इससे बचने के लिए नासा अपने यानों में सुरक्षा की दोहरी प्रणाली (रिडंडेंसी) अपनाता है। महत्वपूर्ण कलपुर्जों के दो सेट लगाए जाते हैं ताकि यदि एक मुख्य भाग विफल हो जाए, तो इंजीनियरों द्वारा समस्या को हल किए जाने तक स्पेयर पार्ट यान का संचालन संभाल सके।

गन-पॉइंट जैसी चुनौतियां: खगोलीय नक्शों से लेकर ईंधन के एक-एक कतरे तक

दशकों तक अंतरिक्ष में रहने के कारण इन यानों के सामने कई अनोखी चुनौतियां आई हैं। MRO अपनी सटीक स्थिति और दिशा (ओरिएंटेशन) का पता लगाने के लिए अपने ऑन-बोर्ड कैमरों द्वारा देखे गए तारों की तुलना एक डिजिटल तारामंडल नक्शे से करता है। लेकिन पिछले साल इंजीनियरों के सामने एक अजीब समस्या आई। नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (JPL) के मुख्य इंजीनियर पॉल फीसलर ने खुलासा किया कि MRO इतना पुराना हो चुका है कि रात के आकाश में कुछ तारे अपनी मूल जगह से बहुत सूक्ष्म रूप से खिसक गए हैं। तारों के इस मामूली बदलाव ने यान के नेविगेशन सिस्टम को भ्रमित कर दिया था। इसके समाधान के लिए पिछले वर्ष इंजीनियरों ने पृथ्वी से एक नया, अपडेटेड स्टार मैप अंतरिक्ष में भेजा ताकि MRO सही दिशा में टिका रहे।

दूसरी ओर, 2001 मार्स ओडिसी के लिए सबसे बड़ा खतरा इसका घटता हुआ ईंधन है। यान अंतरिक्ष में अपनी स्थिति को बनाए रखने के लिए छोटे थ्रस्टर्स का उपयोग करता है, जिसके लिए प्रोपेलेंट की आवश्यकता होती है। गुरुत्वाकर्षण की अनुपस्थिति में ईंधन टैंक के निचले हिस्से में जमा नहीं होता, जिससे ईंधन की सही मात्रा मापने के लिए कोई मानक गेज काम नहीं करता। नासा के इंजीनियरों के पास इसका सटीक आंकड़ा नहीं है कि टैंक में कितना ईंधन बचा है। इस अनिश्चितता के बावजूद, जेपीएल में ओडिसी के मिशन मैनेजर ग्लेन हेवेन्स और उनकी टीम ने ऐसी अभिनव उड़ान तकनीकें विकसित की हैं, जिससे यान को ईंधन के महज कुछ कतरों का उपयोग करके कई और वर्षों तक संचालित किया जा सके।

1999 के हादसों से मिले सबक: कैसे बदली नासा की सोच

विशेषज्ञों के अनुसार, ओडिसी और MRO की यह अद्भुत लंबी उम्र असल में नासा के 1999 के दो भयानक हादसों का नतीजा है। 1990 के दशक के उत्तरार्ध में नासा ने "फास्टर, बेटर, चीपर" (तेज़, बेहतर, सस्ता) का नारा दिया था। लेकिन 1999 में नासा ने मंगल पर पहुंचने वाले दो बड़े मिशन गंवा दिए। सबसे पहले मार्स क्लाइमेट ऑर्बिटर मंगल के वायुमंडल में प्रवेश करते ही जलकर नष्ट हो गया, क्योंकि ग्राउंड कंट्रोल सिस्टम ब्रिटिश इकाइयों (पाउंड-फोर्स) का उपयोग कर रहा था जबकि अंतरिक्ष यान का सॉफ्टवेयर मीट्रिक इकाइयों (न्यूटन) पर चल रहा था। इसके कुछ ही महीनों बाद, मार्स पोलर लैंडर सॉफ्टवेयर में चूक के कारण मंगल की सतह पर दुर्घटनाग्रस्त हो गया।

इन दोनों त्रासदियों के बाद हुई जांच में सामने आया कि ये विफलताएं परीक्षण के दौरान ध्यान न देने और छोटी-मोटी मानवीय भूलों के कारण हुई थीं। ग्लेन हेवेन्स के अनुसार, 1999 के उन नुकसानों ने ओडिसी और MRO की डिजाइन टीमों को गहराई से प्रभावित किया। नासा ने इन यानों के प्रक्षेपण से पहले व्यापक परीक्षणों और मजबूती पर भारी निवेश किया। इस रणनीति का मुख्य सिद्धांत था "मार्जिन" रखना, यानी किसी भी आपात स्थिति के लिए अतिरिक्त संसाधन साथ लेकर चलना। यूनिवर्सिटी ऑफ मिशिगन के अंतरिक्ष यान इंजीनियर निलटन रेनो बताते हैं, "अप्रत्याशित चीजें हो सकती हैं, और आप यह सुनिश्चित करना चाहते हैं कि अंतरिक्ष यान जीवित रहे।" MRO को जरूरत से ज्यादा बड़ी बैटरी और अतिरिक्त प्रोपेलेंट के साथ लॉन्च किया गया था, जिसके दम पर नासा को उम्मीद है कि यह यान अगले एक दशक तक और सेवा दे सकेगा।

भावी अभियानों को लेकर चिंताएं और 'फास्टर, चीपर' का नया दौर

मंगल की कक्षा में किसी भी चीज़ को हमेशा के लिए सुरक्षित नहीं माना जा सकता। पिछले ही साल, नासा का 11 साल पुराना MAVEN (मार्स एटमॉस्फियर एंड वोलेटाइल इवोल्यूशन) ऑर्बिटर मंगल के पिछले हिस्से में अचानक बिजली की विफलता के कारण संपर्क खो बैठा। ओडिसी और MRO की ढलती उम्र को देखते हुए वैज्ञानिक इस बात से चिंतित हैं कि नासा के अगले मंगल ऑर्बिटर कौन से होंगे। नासा ने निजी कंपनी ब्लू ओरिजन को कम से कम पांच साल के लिए डेटा रिले करने वाले संचार उपग्रह बनाने का ठेका दिया है। लेकिन ओडिसी और MRO के विपरीत, जो मूल रूप से वैज्ञानिक मिशन थे, यह नया वाणिज्यिक उपग्रह केवल अन्य यानों के सिग्नल रिले करेगा और खुद कोई वैज्ञानिक अध्ययन नहीं करेगा।

इसके अलावा, नासा के आगामी मंगल वैज्ञानिक प्रोजेक्ट काफी सीमित बजट और छोटे आकार के हैं। उदाहरण के लिए, रोब लिलीज़ के नेतृत्व में 'एस्कापैड' (EscaPADE) मिशन के तहत दो छोटे ऑर्बिटर भेजे जा रहे हैं, जो सूर्य से आने वाले आवेशित कणों के साथ मंगल के वातावरण के संपर्क का अध्ययन करेंगे। हालांकि लिलीज़ खुद स्वीकार करते हैं कि यह मिशन अच्छा विज्ञान करने की न्यूनतम सीमा पर है। इसी तरह, 'स्काईफॉल' प्रोजेक्ट के तहत दो साल के भीतर एक परमाणु-संचालित यान से तीन छोटे हेलीकॉप्टर भेजने की योजना है, लेकिन इसकी वैज्ञानिक क्षमता बेहद सीमित है। ब्रियोनी होर्गन चेतावनी देती हैं कि नासा एक बार फिर "फास्टर, चीपर" दृष्टिकोण की ओर बढ़ रहा है, और "उस वातावरण में अच्छा विज्ञान करना बहुत अधिक चुनौतीपूर्ण होने वाला है।"