मंगल की राह में पृथ्वी का चुंबकीय रहस्य: दो यानों की अनोखी अंतरिक्ष-यात्रा

आसान शब्दों में

मंगल जा रहे दो छोटे अंतरिक्ष यानों ने सीधा रास्ता नहीं चुना। वे पहले लंबा चक्कर लगाकर पृथ्वी के पास लौटे और अपने इंजन चलाकर मंगल की ओर बढ़े। इस रास्ते में उन्होंने पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की दूर तक फैली पूँछ के बारे में भी अहम जानकारी जुटाई।

जब मंगल तक पहुँचने का सही समय निकल गया

पृथ्वी से मंगल तक जाने की यात्रा का समय दोनों ग्रहों की कक्षाओं में उनकी जगह पर निर्भर करता है। दोनों के बीच सफ़र के लिए अनुकूल स्थितियाँ लगभग हर 26 महीने में ही बनती हैं। इसीलिए अंतरिक्ष अभियानों की रवानगी अक्सर एक सीमित समय को ध्यान में रखकर तय की जाती है। एस्केपेड मिशन को अक्टूबर 2024 में रवाना होना था, जब दोनों ग्रहों की कक्षीय स्थिति यात्रा के लिए ठीक थी। लेकिन ब्लू ओरिजिन कंपनी के न्यू ग्लेन रॉकेट में देरी हुई और तय समय पर उड़ान संभव नहीं हो सकी।

अगले सामान्य अवसर तक पृथ्वी पर इंतज़ार करने के बजाय, मिशन की योजना बनाने वालों ने एक अलग रास्ता चुना। दोनों यान नवंबर 2025 में न्यू ग्लेन रॉकेट की दूसरी उड़ान के साथ रवाना हुए। इसके बाद उन्हें एक लंबे कक्षीय रास्ते पर भेजा गया, जहाँ वे अंतरिक्ष में कुछ समय बिताकर बाद में पृथ्वी के आसपास लौट सकते थे। इस तरह की योजना को कक्षीय चक्कर या कक्षीय ठहराव कहते हैं। यानों का रास्ता सेम के दाने जैसी बड़ी लूप के रूप में बनाया गया था और वह पृथ्वी तथा सूर्य के बीच स्थित दूसरे लैग्रांज बिंदु से होकर गुज़रा, जिसे संक्षेप में एल2 कहते हैं।

दोनों यान पृथ्वी के पास की सामान्य कक्षा में चक्कर नहीं लगा रहे थे। इसके बजाय वे एल2 के आसपास एक विशाल रास्ते से गुज़रे और नवंबर 2026 की शुरुआत में पृथ्वी की ओर लौटे। इस तरह इंतज़ार का समय मिशन का बाकायदा उपयोगी हिस्सा बन गया, न कि बिना किसी काम का विराम। इससे इंजीनियरों को सही समय पर पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का लाभ लेने का मौका मिला। साथ ही, यान अंतरिक्ष के ऐसे हिस्सों से गुज़रे जहाँ पृथ्वी के आसपास के चुंबकीय माहौल का अध्ययन किया जा सकता था।

पृथ्वी के पास से गुज़रते समय इंजन चलाने की चुनौती

पृथ्वी के पास लौटने पर दोनों यानों को एक अहम पड़ाव पार करना था। किसी बड़े ग्रह के पास से गुज़रने पर उसका गुरुत्वाकर्षण यान का रास्ता बदल सकता है। अंतरिक्ष अभियानों में इस असर का इस्तेमाल करके यानों को नई दिशा दी जाती है। लेकिन एस्केपेड ने केवल पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण पर भरोसा नहीं किया। हर यान को पृथ्वी के पास से गुज़रते हुए अपना इंजन भी चलाना था, ताकि गुरुत्वाकर्षण के असर के साथ इंजन से मिलने वाला धक्का भी उसकी गति और दिशा बदलने में काम आए।

पहले यान ने यह प्रक्रिया 7 नवंबर को पूरी की और दूसरे यान ने 9 नवंबर को अपना इंजन चलाया। नासा ने बताया कि दोनों बार काम योजना के मुताबिक सफल रहा। इस तरह मंगल की ओर जा रहे किसी अभियान में नासा ने पहली बार पृथ्वी के पास से गुज़रने और यान का इंजन चलाने की इस संयुक्त प्रक्रिया का इस्तेमाल किया। नासा के सौर भौतिकी विभाग में सहायक उड़ान निदेशक का कार्यभार संभाल रहीं असल नासरी ने कहा कि दो दिनों के भीतर दोनों यानों से यह प्रक्रिया सफलतापूर्वक पूरी कराना नासा के लिए पहली बार हुआ है।

इस प्रक्रिया की खास बात यह है कि यान केवल गुरुत्वाकर्षण के कारण मुड़ता नहीं है। पृथ्वी के पास से गुज़रते समय इंजन का धक्का भी तय ढंग से दिया जाता है, ताकि उस गुज़रने से होने वाले बदलाव को और ठीक से दिशा दी जा सके। इसके लिए यान की जगह, गति और दिशा की बहुत सटीक जानकारी चाहिए। इंजन चलाने का समय भी सावधानी से तय करना पड़ता है। इंजन के धक्के को यान की कक्षीय गति से अलग करके नहीं देखा जा सकता; पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में यह धक्का यान की गति के साथ मिलकर असर करता है। नतीजा यह होता है कि यान एक बदले हुए रास्ते पर निकलता है और बहुत दूर स्थित अपने लक्ष्य की ओर बढ़ता है।

योजना के अनुसार, रास्ते में अभी कुछ छोटे सुधार करने होंगे। दोनों यानों के सितंबर 2027 में मंगल पहुँचने की उम्मीद है। इसलिए नवंबर में दोनों यानों की प्रक्रिया सफल होने का अर्थ यह नहीं कि मिशन पूरा हो गया है। इसका मतलब है कि उड़ान के बीच दिशा तय करने का एक अहम परीक्षण सफल रहा और अब ग्रहों के बीच की लंबी यात्रा शुरू हो चुकी है। मंगल के पास पहुँचने तक रास्ते की सटीकता बनाए रखना और यानों पर नज़र रखना बेहद ज़रूरी होगा।

मंगल पर क्या जानना चाहते हैं दोनों यान

आखिरकार एस्केपेड का मकसद मंगल के चुंबकीय क्षेत्र का अध्ययन करना है। यह क्षेत्र किसी एक समान ढाल की तरह पूरे ग्रह को नहीं घेरे हुए है। इसका एक बड़ा हिस्सा सूर्य से आने वाले आवेशित कणों और मंगल के वायुमंडल की आपसी क्रिया से बनता है। इसके अलावा मंगल की सतह के नीचे की चट्टानों में कुछ स्थानीय हिस्से भी हैं जिनमें चुंबकीय गुण बहुत मज़बूत हैं। इन अलग-अलग पहलुओं को समझने से पता चलेगा कि मंगल के आसपास का वातावरण पास के अंतरिक्ष के साथ किस तरह प्रतिक्रिया करता है।

इस मिशन में एक जैसे दो यान हैं। हर यान का आकार लगभग दो रेफ्रिजरेटर जितना है और उसमें तीन वैज्ञानिक उपकरण तथा कई कैमरे लगे हैं। एक यान के बजाय दो यानों की मदद से एक ही समय में दो अलग-अलग जगहों से लिए गए मापों की तुलना की जा सकती है। अगर कोई घटना तेज़ी से बदल रही हो या बड़े इलाके में फैली हो, तो दोनों यानों के निरीक्षण से यह समझने में मदद मिल सकती है कि बदलाव केवल एक जगह पर हुआ है या वह किसी बड़े क्षेत्र में फैलाव और गति का हिस्सा है।

मंगल की ओर जाते हुए यानों को पृथ्वी के बारे में भी अध्ययन करने का मौका मिला। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र मंगल के चुंबकीय क्षेत्र से अधिक मज़बूत है और इसकी शुरुआत ग्रह के भीतर से होती है। फिर भी इस पर सौर हवा का असर पड़ता है। सौर हवा आवेशित कणों की वह धारा है जो लगातार सूर्य से बहती रहती है। ये कण पृथ्वी के सूर्य की ओर वाले हिस्से पर दबाव डालते हैं और चुंबकीय क्षेत्र को दूसरी ओर धकेलते हैं। इससे पृथ्वी के पीछे की तरफ चुंबकीय क्षेत्र एक लंबी संरचना के रूप में फैल जाता है, जिसे चुंबकीय पूँछ कहा जाता है।

पृथ्वी की चुंबकीय पूँछ: दूर अंतरिक्ष में फैली प्रयोगशाला

यह पूँछ किसी चित्र में बनी स्थिर आकृति जैसी नहीं रहती। इसमें हलचल होती रहती है, इसका आकार और स्थिति बदलते रहते हैं और इसके भीतर प्लाज़्मा बहता है। प्लाज़्मा आवेशित कणों से बना पदार्थ होता है। अलग-अलग अंतरिक्ष अभियानों ने इस पूँछ के कुछ हिस्सों को पृथ्वी से लगभग 800,000 मील, यानी करीब 1.27 मिलियन किलोमीटर दूर तक देखा है। इससे भी दूर के क्षेत्रों में क्या होता है, यह उतना साफ़ नहीं था। इतनी दूर तक पहुँचना और इतनी विशाल दूरी पर सीधे माप लेना बड़ी चुनौतियाँ पेश करता है।

एस्केपेड के दोनों यान इस चुंबकीय पूँछ के दूर स्थित एक हिस्से से गुज़रे। उस समय वे पृथ्वी से लगभग 1.19 मिलियन मील, यानी 1.91 मिलियन किलोमीटर दूर थे और करीब 10 दिनों तक उस इलाके में रहे। किसी एक यान से माप लेने के बजाय, दोनों जुड़वाँ यानों ने एक साथ आँकड़े जुटाए। इससे अलग-अलग जगहों पर रहते हुए उनके अवलोकनों की तुलना करना संभव हुआ। कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में ग्रह एवं अंतरिक्ष भौतिकी के शोधकर्ता और मिशन के मुख्य शोधकर्ता रॉब लिलिस ने इन आँकड़ों को दूर की चुंबकीय पूँछ की बनावट, उसकी गति और उसमें बहते प्लाज़्मा को देखने का एक अभूतपूर्व अवसर बताया।

एक ही समय पर लिए गए माप इसलिए अहम हैं, क्योंकि अकेला अवलोकन हमेशा यह नहीं बता पाता कि कोई चीज़ जगह-जगह कैसे बदल रही है। अगर एक यान चुंबकीय क्षेत्र में बदलाव दर्ज करे, तो हो सकता है कि पूँछ की संरचना खुद खिसकी हो। यह भी हो सकता है कि यान उस संरचना के भीतर किसी दूसरी जगह पहुँच गया हो। एक साथ दो यानों की मौजूदगी से एक ही घटना को देखने के दो नज़रिए मिलते हैं। इससे यान की अपनी गति के असर और चुंबकीय क्षेत्र तथा आवेशित पदार्थ में सचमुच हो रहे बदलावों को अलग-अलग समझना आसान होता है।

गर्मियों में मिशन को पृथ्वी की चुंबकीय पूँछ देखने का एक और मौका मिला। उस समय चंद्रमा भी इस संरचना से गुज़र रहा था। एस्केपेड के दोनों यानों ने चंद्रमा के पास मौजूद आर्टेमिस-थेमिस के दो यानों के साथ मिलकर अवलोकन किए। इससे एक या दो जगहों पर निर्भर रहने के बजाय, एक ही समय में चार अलग-अलग जगहों से जानकारी जुटाई जा सकी। जब एक साथ कई जगहों से माप मिलते हैं, तो चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं का आकार और उनकी गति समझने के साथ-साथ अलग-अलग इलाकों में प्लाज़्मा का बर्ताव भी अधिक ठीक से जाना जा सकता है।

दूर से देखने भर से काम क्यों नहीं चलता

खगोल विज्ञान की कई घटनाओं का अध्ययन दूर से किया जा सकता है, लेकिन चुंबकीय क्षेत्र और उसके आसपास के प्लाज़्मा को समझने के लिए अक्सर उनके बीच तक पहुँचना पड़ता है। उस क्षेत्र से गुज़रता यान अपने आसपास के कणों और चुंबकीय क्षेत्र के गुण सीधे माप सकता है। इस तरह जानकारी दूर से आने वाली रोशनी के आधार पर अनुमान लगाकर नहीं, बल्कि उसी जगह मौजूद उपकरणों से मिलती है। चुंबकीय पूँछ का रूप समय के साथ बदलता रहता है, इसलिए एक ही समय पर कई जगहों से लिए गए माप खास तौर पर उपयोगी होते हैं। वे घटना के अलग-अलग हिस्सों को एक ही पल में दिखाते हैं; इससे अलग-अलग समय पर ली गई तस्वीरों के बीच होने वाले अहम बदलाव छूट जाने की आशंका कम रहती है।

इस तरह मंगल की ओर बढ़ने से पहले किया गया लंबा चक्कर सिर्फ़ रवानगी में देरी के कारण अपनाया गया मजबूरी का रास्ता नहीं रहा। इससे पृथ्वी की चुंबकीय पूँछ के दूर के हिस्सों का अध्ययन करने का अतिरिक्त वैज्ञानिक लाभ मिला। आर्टेमिस-थेमिस के यानों की भागीदारी से वैज्ञानिकों को इस संरचना को चार अलग-अलग दिशाओं से देखने का मौका भी मिला। वहीं, मिशन का मूल लक्ष्य—मंगल के चुंबकीय वातावरण की जाँच—अब भी बाकी है। दोनों यानों के सितंबर 2027 में वहाँ पहुँचने की उम्मीद है।

अब तक यानों ने क्या हासिल किया है और आगे उनसे क्या पता चलेगा, इन दोनों बातों में फर्क समझना ज़रूरी है। इंजन चलाने की प्रक्रिया की सफलता यह साबित करती है कि उसे ठीक ढंग से पूरा किया गया, लेकिन यह अपने आप में मंगल के बारे में कोई नतीजा नहीं है। दोनों यान अभी वहाँ जा रहे हैं। इसी तरह पृथ्वी की चुंबकीय पूँछ के बारे में मिले आँकड़े यात्रा के पहले हिस्से की उपलब्धि हैं। मंगल के आसपास के वातावरण का अध्ययन तब शुरू होगा जब यान अपने लक्ष्य तक पहुँचकर वहाँ अवलोकन करने लगेंगे।

निष्कर्ष

एस्केपेड मिशन में उड़ान की एक नई प्रक्रिया और कई चरणों वाली वैज्ञानिक योजना दोनों शामिल हैं। अक्टूबर 2024 में, जब पृथ्वी और मंगल के बीच यात्रा के लिए अनुकूल समय आया और ऐसा अवसर हर 26 महीने में मिलता है, यान रवाना नहीं हो सके। इसके बाद दोनों यान नवंबर 2025 में उड़ान पर निकले, एल2 के इलाके से होकर लंबा रास्ता तय किया और फिर पृथ्वी के पास लौटे। 7 और 9 नवंबर 2026 को उन्होंने पृथ्वी के पास से गुज़रते हुए इंजन सफलतापूर्वक चलाए। नासा के अनुसार, मंगल की ओर जा रहे किसी मिशन में यह अपनी तरह की पहली प्रक्रिया थी।

इस यात्रा के दौरान दोनों यानों ने पृथ्वी से 1.19 मिलियन मील, यानी 1.91 मिलियन किलोमीटर दूर स्थित उसकी चुंबकीय पूँछ के एक हिस्से के माप एक साथ लिए। चंद्रमा के पास आर्टेमिस-थेमिस के दो यानों के साथ मिलकर उन्होंने चार जगहों से एक ही समय पर अवलोकन भी किए। अब रास्ते में कुछ छोटे सुधार किए जाने की उम्मीद है और दोनों यानों के सितंबर 2027 में मंगल पहुँचने की उम्मीद है। वहाँ से मिशन का मुख्य वैज्ञानिक काम शुरू होगा: मंगल के चुंबकीय क्षेत्र और सूर्य से आने वाले कणों के साथ ग्रह की प्रतिक्रिया से बने वातावरण का अध्ययन।