चंद्रावर ठेवलेले पहिले पाऊल ते चंद्रावरील ‘जायंट’ झेप; कसा आहे भारतीय अंतराळाचा प्रवास? जाणून घ्या

डॉ. अनिल लचके

अंतराळाला गवसणी घालणे ही माणसाची महत्त्वाकांक्षा खरीच. याच महत्त्वाकांक्षेपायी अथक प्रयत्न करून मानवाने चंद्रावर पाऊल ठेवले. ‘जायंट लीप’ म्हणून इतिहासात कायमचे स्थान मिळवलेल्या या सीमोल्लंघनाच्या निमित्ताने झालेल्या आणि त्यानंतर आजतागायत सुरू असलेल्या संशोधनाचे माणसाला नेमके काय फायदे मिळाले... याचा हा वेध.

गेल्या शतकातील सर्वात महत्त्वाचा ऐतिहासिक क्षण कोणता? या प्रश्नाचे उत्तर एकच येईल. ते म्हणजे मानवाने चंद्रावर पहिले पाऊल ठेवले होते तो क्षण! ते काही क्षण ऐतिहासिक आणि सर्वात संस्मरणीय असतील यात शंका नाही. नासाचे अपोलो ११चे कमांड सर्व्हिस मोड्यूल ३ लाख ८३ हजार २३ किलोमीटरचे अंतर पार करून चंद्राच्या प्रांगणात गेले. त्यामधून नेलेले ल्यूनार मोड्यूल (चांद्रयान) ईगल २० जुलै १९६९ रोजी नील आर्मस्ट्रॉँग यांनी चंद्रावर कौशल्यपूर्वक उतरवले.

त्यानंतर काही तासांनी, २१ जुलै १९६९ रोजी नील आर्मस्ट्रॉँग यांनी चंद्रावर आपले पाऊल उमटवले आणि काही मिनिटांनी बझ आल्ड्रिन यांनीही चंद्रावर पदार्पण केले.

मानव चंद्रावर उतरला ही अभूतपूर्व घटना घडताच नील आर्मस्ट्रॉँग यांनी उत्स्फूर्तपणे उच्चारलेले वाक्यदेखील ऐतिहासिक ठरले – “दॅट इज वन स्मॉल स्टेप ऑफ ए मॅन, ए जायंट लीप फॉर मॅनकाइंड!”

एका मानवाचं हे एक छोटे पाऊल आहे, तरी मानवतेच्या दृष्टीने ही मोठी झेप आहे, हे वाक्य तत्काळ खरं ठरलं, असं म्हटलं तर वावगं ठरणार नाही. कारण मानवाचं चंद्रावर पाऊल पडत असताना पृथ्वीवरील अब्जावधी माणसं त्या अपूर्व क्षणांची अनुभूती घेत होती.

ते सगळे अंतराळवीरांच्या जिवाची काळजी करत होते. ते सुखरूप परत यावेत यासाठी प्रार्थना करत होते. विश्वबंधुत्वाच्या भावनेनं जगानं असं एकवटून येणं, हे मानवतेला पोषक असं वातावरण नव्हतं का? ‘मॅनकाइंड’ म्हणजे काय; तर जगातील सर्व लोकांची एकत्रितपणे अनुभवायला मिळालेली सहृदयता, प्रेम, आत्मीयता.

तथापि, ‘जायंट लीप’ या शब्दाचा अर्थ बराच व्यापक आहे. ही झेप लांब जाणारी असेल. अनेक क्षेत्रामध्ये जायंट लीप आपला प्रभाव दाखवेल म्हणून ती व्यापक असणार आहे. मानवतेच्या या अभूतपूर्व झेपेमागे सर्वसामान्य जनांच्या काही आशा-आकांक्षा नक्कीच आहेत.

चंद्रावर ही ‘जायंट’ झेप घेताना असंख्य लोकांची मदत झाली आहे. त्यात वैज्ञानिक, इंजिनिअर, गणिती, तंत्रज्ञ आदींचे मोठे योगदान आहेच, पण या प्रकल्पासाठी करदात्यांचा पैसा खर्च झाला आहे, असंख्य लोकांचे आशीर्वाद आणि शुभेच्छापण आहेत.

यामुळे काही लोक असे विचारतील, की प्रचंड आर्थिक निधी अंतरिक्षात वापरला तर रिक्षात बसून जाणाऱ्या सामान्य व्यक्तींचा काय फायदा होणार आहे? जिथं हवा-पाणी नाही अशा अंतरिक्षात किंवा चंद्रावर जायचं तरी कशाला? त्यापेक्षा जनकल्याणासाठी पैसे वापरा! वरकरणी मुद्दा ठीक वाटतो.

पण अंतराळातील आणि चंद्रावरती केलेल्या मोहिमांमुळे अनेक कल्याणकारी गोष्टी निर्माण झाल्या आणि आता त्या आपल्या वापरात आहेत. अवकाशातील सफरींमुळे आणि चंद्रावरील पदार्पणामुळे जी नवीन सामग्री आणि तंत्रज्ञान वापरलं गेलं, ते आपल्या घरापर्यंत येऊन पोहोचलेलं आहे. खरंतर ही ‘जायंट’ झेप आहे.

अजून अनेक प्रकारच्या सुविधा सामान्य जनतेपर्यंत येऊन पोहोचणार आहेत. मात्र हे तंत्रज्ञान सुरुवातीला अंतराळातील सफरींसाठी आणि चंद्रावर पदस्पर्श करण्यासाठी विकसित करण्यात आले होते. काही तंत्रज्ञान आपण नित्यनेमाने वापरतो म्हणून अंगवळणी पडलंय. ते कोणते हे काही आपल्या सहजासहजी लक्षात येत नाही.

आपल्या वसुंधरेवर भरपूर हवा आहे. हवेच्या वजनामुळे सर्वत्र दाब आहे. शिवाय येथे गुरुत्वाकर्षणही आहे.

अवकाश मात्र या तिन्ही घटकांपासून मुक्त आहे. कारण तिथं फक्त अतिशीत पोकळी आहे. ही परिस्थिती प्रयोगशाळेमध्ये एखादा विलक्षण प्रयोग करण्यासाठी उत्तम असली तरी पृथ्वीवर ही स्थिती अगदी छोट्या जागीदेखील निर्माण करता येणं अतिशय खर्चिक बाब आहे.

हे लक्षात घेऊन काही संशोधकांनी निवडक प्रयोग अंतराळवीरांमार्फत करून घ्यायचं ठरवलं आहे. काही निवडक वस्तूंची निर्मिती गुरुत्वाकर्षण विरहित जागी म्हणजे अवकाशात केली तर ती अचूक होते.

त्यामध्ये औद्योगिक क्षेत्राला लागणाऱ्या दर्जेदार रसायनांचा समावेश आहे. तसेच इंजिनिअरिंग क्षेत्रात उपयोगी ठरणाऱ्या काही गोष्टी आहेत.

अवकाशामध्ये प्रयोग किंवा एखादे उत्पादन करताना पाहिजे तेव्हा सूर्यप्रकाशातील उष्णता एकवटून उच्च तापमान मिळवता येतं.

जेव्हा अतिशीत तापमान गरजेचं असतं तेव्हा प्रयोग फक्त सावलीत केला तरी चालतो. अशा तऱ्हेने अंतराळात तयार केलेल्या वस्तूंवर अत्युच्च दर्जा दर्शविण्यासाठी ‘मेड इन स्पेस’ असा शिक्का मारला जाईल.

मिश्रधातूंची निर्मिती

मिश्रधातू निर्माण करताना सर्वात मोठा अडथळा गुरुत्वाकर्षणाचा असतो. दोन किंवा अधिक धातूंचे मिश्रण तयार करताना त्यातल्या त्यात जो धातू जड असतो तो ‘खाली बसतो’. उदाहरणार्थ, जर्मेनियम आणि सोनं यांचा मिश्रधातू बनवणं खूप अवघड असतं. अशा तऱ्हेचं मिश्रण एकसंध-एकजीव होत नाही. त्यात अपेक्षित गुणधर्म निर्माण होत नाहीत.

त्या मिश्रधातूंचा दर्जा कमी होतो, कारण मिश्रधातूंचे स्फटिकीकरण होत असताना त्यांच्या शिखा किंवा टोकं एकमेकात गुंतत नाहीत. वजनविरहित वातावरणात निसर्गतःच मिश्रधातूंची संरचना अशी शिखायुक्त रसायनात होते. त्यामुळे ते मिश्रधातू उच्च दर्जाचे होतात. काही वर्षांनी तंत्रज्ञ अंतराळामध्ये आश्चर्यकारक गुणधर्माचे मिश्रधातू तयार करू लागतील आणि ते टिकाऊ असतील.

‘निर्दोष’ बॉल बेअरिंगची निर्मिती

बॉल बेअरिंगचा वापर लहान मुलांच्या खेळण्यापासून अगदी जम्बो जेटच्या इंजिनापर्यंत होतो. त्यातल्या गोळ्या तंतोतंत गोल नसतात. कारण त्यांची पृथ्वीवर जडणघडण होताना त्यांच्यावर गुरुत्वाकर्षणाचा परिणाम होतो.

त्यामुळे यंत्रात गोलगोल फिरणाऱ्या गोळ्यांना किंचित अवरोध होतो. वजनविरहित अवस्थेत द्रवाच्या पृष्ठीय ताणामुळे निर्दोष गोल बनू शकतो. मग त्या गोळ्या अवरोध टाळून वेगाने फिरू शकतात. परिणामी संपूर्ण यंत्रणेची कार्यक्षमता वाढून इंधनाची बचत होते.

अंतरिक्षात काहीशा पोकळ गोळ्या बनवता येतात. त्यामुळे धातूची बचत होते. त्यांचे वजन कमी राहते पण मजबुतीमध्ये सुधारणा होते. बॉल पेनच्या रिफिलीत एक अगदी लहान बॉल असतो.

तो रिफिलींमधील शाईसकट भराभर गोल फिरतो. जर तो बॉल पूर्णतः गोल असेल तर लिहिणं आताच्या पेक्षा जास्त सुलभ असेल. कदाचित अक्षरही सुंदर येईल.

निवडक रसायनांचा थर

काही इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये निवडक रसायनांचा अतिशय पातळ थर दिलेला असतो. याचा उपयोग इलेक्ट्रॉनिक सर्किटमध्ये सर्रास करतात. या थराची ‘जाडी’ काही वेळेला फक्त एका रेणूएवढीच पातळ असते.

याला द्विमितीय पदार्थ म्हणतात. गॅलियम अर्सेनाइड आणि अल्युमिनियम गॅलियम अर्सेनाईड या संयुगाचे काही गुणधर्म तर सिलिकॉनपेक्षा उजवे आहेत. मंगळावरती चालवण्यासाठी तयार केलेल्या वाहनात गॅलियम अर्सेनाईडचे सौर विद्युतघट वापरलेले होते.

अशा तऱ्हेचे स्मार्ट मटेरिअल अवकाशात बनवलं तर ते अत्युच्च दर्जाचे होईल. यासाठी रीतसर प्रयोग केले पाहिजेत म्हणून इंटरनॅशनल स्पेस सेंटरवर ‘फ्लुईड सायन्स लॅबोरेटरी’ची स्थापना केली आहे.

वैद्यकशास्त्र

अवकाश यात्रा करताना किंवा चंद्रावरच्या मोहिमा करताना अनेक समस्या सोडवाव्या लागतात. उदाहरणार्थ, अंतराळवीराची तब्येत बिघडली तर डॉक्टर कुठून आणणार? याकरिता टेलिमेडिसीन तंत्र वापरण्याची सुविधा विकसित होत गेली.

दूर अंतरावरून वैद्यकीय सल्ला-मसलत करता येणं शक्य झालं. त्यासाठी वैद्यकीय उपकरणे दळणवळण यंत्रणांना जोडण्याचे तंत्र विकसित झालं. खेडेगावच्या रुग्णाला दूर शहरात प्रॅक्टिस करणाऱ्या निष्णात डॉक्टरांचा सल्ला मिळू लागला. सॉफ्टवेअरच्या साह्याने शस्त्रक्रिया करता येऊ लागल्या.

हे साध्य करण्यासाठी योग्य असे रोबोट (यंत्रमानव) तयार होऊ लागले आहेत. डोळ्यांसारख्या नाजूक इंद्रियांची शस्त्रक्रिया करताना सॉफ्टवेअर प्रोग्रॅम आणि रोबोट (यंत्रमानव) यांचे साहाय्य मिळू शकेल. रोबोट शस्त्रक्रिया करताना आवश्यक तेवढाच कट घेतो. त्यामुळे रक्त वाहत नाही. जखम लवकर बरी होते.

हल्ली निष्णात सर्जनदेखील रोबोटची मदत घेतात. हृदयाची, पोटाची किंवा प्रोस्टेटची शस्त्रक्रिया करण्यासाठी आता रोबोट उपयोगी पडतात. रोबोटिक शस्त्रक्रिया करताना कॅमेरा आर्म आणि मेकॅनिकल आर्म असे दोन मुख्य घटक असतात.

मेकॅनिकल आर्मला शस्त्रक्रियेची हत्यारे जोडलेली असतात. सुरुवातीला स्कायलॅबमधील अंतराळवीरांसाठी ज्या सर्वसामान्य वैद्यकीय सुविधा घडवण्यात आल्या होत्या त्याचा उपयोग आता पृथ्वीवासी रुग्णांना होतोय.

आत्ता दीडएक महिन्यांपूर्वी, १ फेब्रुवारी रोजी, इंटरनॅशनल स्पेस स्टेशनमध्ये मीरा (म्हणजे मिनिएचर्ड इन विवो रोबोटिक असिस्टंट) हा फक्त एक किलोग्रॅम वजनाचा यंत्रमानव दाखल झालाय. तो वजनविरहित अवस्थेत शस्त्रक्रिया करू शकतो.

रिचार्जेबल बॅटरी

अपोलो यानामधील कमांड मोड्यूलमध्ये रिचार्जेबल (पुनर्भारित करता येईल अशा) बॅटरीची गरज होती. मूळ बॅटरी सिल्व्हर आणि झिंकची होती. ती कमी वजनाची होती, पण रिचार्ज करता येत नसे. एका खासगी कंपनीने १९९६ साली लिथियम-आयनची रिचार्जेबल बॅटरी तयार केली होती.

ती श्रवण यंत्रामध्ये कानात बसवायची होती. परंतु ती चार्ज-रिचार्ज होताना गार-गरम व्हायची. लॅपटॉप, मोटार गाडी, कॅमेरा आदींसाठी ती ठीक होती. पण त्या कंपनीने एक हजार वेळा पुनर्भारित करता येईल अशी सिल्व्हर-झिंकची बॅटरी १९९९ साली तयार केली. अर्थातच ती पृथ्वीवर श्रवण यंत्रासाठी उत्तम ठरली आणि अंतराळातही त्या बॅटरीचा उपयोग अंतराळवीरांना होतोय.

सिलिकॉन वेफर्सचा जमाना

अंतराळ तंत्रज्ञानात जागतिक स्पर्धेमध्ये आघाडीवर राहायचे असेल तर कॉम्प्युटर हलके आणि कार्यक्षम असणं गरजेचं होतं. नील आर्मस्ट्राँग आणि त्याच्या सहकाऱ्यांनी वापरलेले कॉम्प्युटर जड आणि अत्यंत मामुली क्षमतेचे होते. त्यांची क्षमता ७४ केबी रॉम होती, आणि रँडम ॲक्सेस मेमरी ४ केबी होती!

आज आपल्या हातातील स्मार्टफोनचीही क्षमता त्यापेक्षा लाखो पटींनी जास्त आहे. अंतराळातील मोहिमांना वेग देण्यासाठी इंटिग्रेटेड सर्किट (आयसी) तयार करण्याची योजना आखण्यात आली. त्याकाळी सिलिकॉन चिपांचा बोलबाला झालेला होता.

अंतराळ स्पर्धेत अव्वल असावं म्हणून सिलिकॉन चिपा आणि आयसी यांचा वापर करून (त्यावेळचे) चांगल्या क्षमतेचे कॉम्प्युटर तयार झाले. अपोलो मोहिमांमध्ये त्यांचा उपयोग होत राहिल्यामुळे तर मायक्रोचिपचे महत्त्व जगाच्या लक्षात आले. नासा मायक्रोप्रोसेसरची मुख्य ग्राहक झाली.

त्यानंतर मायक्रोचिप अधिक अधिक लहान आणि वजनाने हलक्या होत गेल्या, पण त्यांची कार्यक्षमता मात्र अतोनात वाढतच गेली. जिथे डिजिटल तंत्रज्ञान आहे, तिथे मायक्रोचिप असतेच!

लहान मुलांच्या खेळण्यापासून, कॅमेरा, मोटार, टीव्ही, स्मार्टफोन, लॅपटॉप, मोठी विमाने अशा सगळ्या उपकरणांमध्ये उच्चक्षमतेचे मायक्रोप्रोसेसर बसवलेले असतात. याचे मूळ अंतराळातील तंत्रज्ञानात आहे... आणि ही तर खूप मोठी ‘छलांग’ आहे!

छोटासा कॅमेरा

एडवर्ड व्हाइट हे एक अनुभवी अंतरिक्षवीर होते. त्यांचा १९६५ सालच्या जूनमध्ये काढलेला फोटो आहे. त्यांच्या हातात एक जुन्या काळचा जड आणि मोठा कॅमेरा पाहून आपल्याला आश्चर्य वाटेल. हा कॅमेरा नंतर लहान होत गेला.

कोडॅक कंपनीने पहिला डिजिटल कॅमेरा तयार केला. पण त्या आधी नासाच्या जेट प्रोपोल्जन लॅबोरेटरीने एक कॅमेरा १९६० साली तयार केला होता. जेव्हा एखादा फोटो काढायचा असतो तेव्हा त्या फ्रेमचे असंख्य छोटे भाग असतात.

त्या प्रत्येक भागाला किंवा तुकड्याला पिक्चर एलिमेंट म्हणजे पिक्सेल म्हणतात. प्रत्येक पिक्सेल निरनिराळ्या सेन्सरवर किंवा संवेदकांवर धडकवतात. हे सर्व पिक्सेल एकत्रित केल्यावर डिजिटल इमेज तयार होते. मायक्रोप्रोसेसर जसे लहान होत गेले तसे कॅमेरे पण लहान आणि हलके होत गेले.

आता अनेकांच्या हातात स्मार्ट कॅमेरा असतो आणि त्यातील कॅमेरा अगदी उत्तम फोटो तत्काळ काढून देतो. याला डेव्हलपिंग-प्रिंटिंग आणि एकही रसायन लागत नाही.

हे अंतरिक्षातील प्रयोगांसाठी बनवलेले तंत्रज्ञान आज अगदी ‘रिक्षात बसणाऱ्या’ सर्वसामान्यांच्या हातात आलंय. मग म्हणावेसे वाटते, की चंद्रावरच्या मानवाचे एक मानवाचे पाऊल म्हणजे खरोखरीच एक जायंट लीप झालीय.

अंतराळ विज्ञानामध्ये जगात आघाडीवर असणाऱ्या अतिप्रगत देशांनी नेत्रदीपक कामगिरी करून दाखवली आहे. भारताने मर्यादित निधी वापरून आपल्याला अभिमान वाटावा असा ठसा जगात उमटवलाय.

भारत पहिल्या प्रयत्नातच मंगळाच्या प्रांगणात जाऊन पोहोचला होता. चंद्रावर पाणी आहे, असं प्रथम भारतानेच जगाला सांगितलं. भारताने चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवानजीक चांद्रयान-३ अत्यंत अलगदपणे उतरवून दाखवले.

भारताने एकच रॉकेट वापरून १०४ उपग्रह त्यांच्या नियोजित कक्षांमध्ये अचूकपणे सोडले. त्यातील तीन उपग्रह भारताचे होते तर बाकी सर्व जगभरातल्या विविध प्रदेशांचे होते. यामुळे आपल्या तरुणांना या क्षेत्रात काहीतरी भरीव करून दाखवण्याची संधी आहे. या क्षेत्रात लघु आणि मध्यम उद्योजकांना पुरेसा वाव आहे.

यामुळे मोठ्या प्रमाणात रोजगार निर्मिती होऊ शकते. सहाजिकच भारताची अवकाश विज्ञान-तंत्रज्ञानामधील कामगिरी स्फूर्तिदायक आहे.

आपल्याला अभिमान वाटेल अशी आहे. आपला देश या आव्हानात्मक क्षेत्रात ‘जायंट लीप’ कशी घेऊ शकेल ते येणारा काळ ठरवेल; पण आपण दमदार वाटचाल करू शकतो, एवढा आत्मविश्वास आपण बाळगायला हरकत नाही.

-----------------