मंगल के दो छोटे चाँद और उनके जन्म का बड़ा रहस्य

आसान शब्दों में

जापान का एक अंतरिक्ष अभियान मंगल के दो छोटे चाँदों, फ़ोबोस और डीमोस, को करीब से समझने निकला है। यह फ़ोबोस पर एक छोटी गाड़ी उतारेगा और वहाँ की मिट्टी का नमूना लेकर पृथ्वी पर लौटेगा। नमूने और दूसरी जाँचों से वैज्ञानिक जान पाएँगे कि ये चाँद कभी अंतरिक्ष में भटकते पत्थर थे या मंगल पर हुई किसी बड़ी टक्कर के बाद बने।

दो छोटे चाँद, कई बड़े सवाल

मंगल के चारों ओर दो अनियमित आकार वाले चाँद घूमते हैं। इनकी खोज 1877 में हुई थी, लेकिन कई दशकों तक इनके पास से गुज़रने और तस्वीरें लेने वाले अंतरिक्ष यानों के बावजूद इनके जन्म का रहस्य नहीं सुलझा। दोनों में बड़ा फ़ोबोस चट्टानों के ढेर जैसा दिखता है और इसकी लंबाई करीब 26 किलोमीटर है। डीमोस की लंबाई लगभग 16 किलोमीटर है। आकार में छोटे होने पर भी ये चाँद मंगल के इतिहास और उसके आसपास मौजूद पिंडों को समझने में अहम हैं।

जापान की अंतरिक्ष एजेंसी जाक्सा इस अभियान को चला रही है। इसका संक्षिप्त नाम एमएमएक्स है। मंगल तक पहुँचने में करीब 1 साल लगेगा। वहाँ पहुँचने के बाद यान मंगल की कक्षा में घूमेगा और फ़ोबोस के करीब जाकर उसका अध्ययन करेगा। वह फ़ोबोस की सतह की बनावट मापेगा और उसका नक्शा बनाएगा, ताकि उतरने के लिए ठीक जगह चुनी जा सके। इस दौरान यान डीमोस को भी बीच-बीच में दूर से देखेगा।

उतरने की जगह चुनना कोई छोटी बात नहीं है। फ़ोबोस की सतह समतल मैदान जैसी नहीं है और वहाँ गुरुत्वाकर्षण भी बहुत कम है। इसलिए सुरक्षित उतरने और मिट्टी के साथ काम करने के लिए पहले से सावधानीपूर्वक योजना बनानी होगी। पृथ्वी पर मौजूद इंजीनियर जगह तय करेंगे, फिर यान एक छोटी गाड़ी को सतह की खोज के लिए छोड़ेगा। इसके बाद मुख्य यान खुद नीचे उतरकर सतह से नमूना इकट्ठा करेगा। योजना के मुताबिक, यह नमूना 2031 में पृथ्वी पर लाया जाएगा, जहाँ ऐसे उन्नत उपकरणों से उसकी जाँच होगी जिन्हें अंतरिक्ष में भेजना संभव नहीं है।

अनजानी दुनिया में छोटी गाड़ी

इस अभियान में इडेफिक्स नाम की एक छोटी चलती गाड़ी भी है। इसका नाम फ्रांसीसी एस्टेरिक्स चित्र-कथाओं के एक छोटे कुत्ते से लिया गया है। इसे फ्रांस के राष्ट्रीय अंतरिक्ष अध्ययन केंद्र सीएनईएस और जर्मन एयरोस्पेस केंद्र डीएलआर ने मिलकर बनाया है। पृथ्वी पर इसका वज़न करीब 24 किलोग्राम है, यानी इसका आकार करीब-करीब एक बड़े जूते के डिब्बे जितना है। इसके सौर पैनल खुलने पर इसकी लंबाई 1 मीटर से थोड़ी अधिक हो जाती है।

अगर इसकी उतराई सफल रही, तो इडेफिक्स इतने छोटे खगोलीय पिंड पर जाने वाली पहली पहियों वाली गाड़ी होगी। उतरने की प्रक्रिया में पहले अंतरिक्ष यान अपनी गति कम करके फ़ोबोस से 40 से 100 मीटर की ऊँचाई पर रहेगा। फिर वह गाड़ी को छोड़ेगा। फ़ोबोस का गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का केवल एक हज़ारवाँ हिस्सा है, इसलिए गाड़ी धीरे-धीरे नीचे जाएगी। इतनी कम ऊँचाई से उतरने में भी कई मिनट लग सकते हैं।

उम्मीद है कि गाड़ी सतह को छूते समय 1 मीटर प्रति सेकंड से कम रफ़्तार से उतरेगी—यह करीब-करीब इंसान के चलने की गति है। लेकिन धीमी गति होने से उतरना पूरी तरह सुरक्षित नहीं हो जाता। नीचे पहुँचने के बाद गाड़ी किस दिशा में गिरेगी या किस तरह टिकेगी, इस पर पूरा नियंत्रण संभव नहीं है। इसलिए उसके चलने वाले हिस्से इस तरह बनाए गए हैं कि वह किसी भी तरफ गिरने पर खुद को सीधा कर सके। फिर उसके पहिए सतह पर टिकेंगे और वह आगे बढ़ पाएगी।

फ़ोबोस का गुरुत्वाकर्षण बताता है कि वहाँ काम करना कितना अनोखा होगा। इस गाड़ी का वज़न वहाँ केवल करीब 15 ग्राम होगा, यानी लगभग आधा औंस। तुलना करें तो पृथ्वी पर एक गौरैया का वज़न इसका करीब दोगुना होता है। गाड़ी का काम सिर्फ़ अच्छी तस्वीरें लेना नहीं है। वह सतह का तापमान मापेगी और वहाँ मौजूद खनिजों की जाँच करेगी। साथ ही, वह अपने पहियों के बनाए निशानों की तस्वीरें भी लेगी। इन निशानों से वैज्ञानिक मिट्टी के कणों का आकार और उनकी आपसी पकड़ समझ सकते हैं। इससे पता चलेगा कि चाँद की सतह को ढकने वाली सामग्री कैसी है।

पिसी हुई मिट्टी में छिपे टक्करों के निशान

यान जिस पदार्थ का नमूना लेने की कोशिश करेगा, उसे रेगोलिथ कहते हैं। यह सतह पर फैली ढीली, टूटी-फूटी सामग्री की परत होती है। इसमें उल्कापिंडों की टक्करों से टूटे पत्थर और कण होते हैं; तापमान में बदलाव भी इस परत को प्रभावित करता है। पहली नज़र में यह बस धूल जैसी लग सकती है, लेकिन इसमें फ़ोबोस पर हुई घटनाओं के निशान छिपे हैं। कणों का आकार और उनका आपस में जुड़ाव मापने के बाद, पृथ्वी पर लाए गए नमूने की जाँच से वैज्ञानिक जान सकेंगे कि सतह समय के साथ कैसे बदली। इससे यह भी पता चल सकता है कि फ़ोबोस एक ठोस पिंड है या कई चट्टानी टुकड़ों का ढीला जमाव।

फ़ोबोस का घनत्व किसी ठोस चट्टानी पिंड की अपेक्षा कम है। इसी वजह से वैज्ञानिक मानते हैं कि कम से कम इसका कुछ हिस्सा मलबे के ढेर जैसा हो सकता है—बहुत से टुकड़े पास-पास हों और आपसी गुरुत्वाकर्षण उन्हें साथ बाँधे रखता हो। छोटे क्षुद्रग्रहों में ऐसी बनावट वाले पिंड आम हैं, लेकिन उनके बनने की पूरी कहानी अब भी शोध का विषय है। एक संभावना यह है कि किसी बड़ी टक्कर ने चट्टानी पिंड को तोड़ दिया, लेकिन उसके टुकड़े पूरी तरह बिखरे नहीं। बाद में गुरुत्वाकर्षण के कारण वे फिर इकट्ठा हो गए।

अगर फ़ोबोस इसी तरह बना है, तो उसकी सतह और भीतरी बनावट के गुण मापकर वैज्ञानिक यह जाँच सकेंगे कि टक्कर के बाद छोटे पिंड किस तरह बदलते हैं। अभियान केवल यह नहीं देखेगा कि सतह पर कौन-सी सामग्री है। उससे मिलने वाले आँकड़े यह भी परखने में मदद करेंगे कि क्या चाँद कभी आंशिक रूप से टूटा और फिर दोबारा जुड़ा था, और उस प्रक्रिया ने उसके आकार और घनत्व को कैसे बदला।

क्या मंगल ने दो क्षुद्रग्रहों को अपना चाँद बना लिया?

मंगल क्षुद्रग्रहों के मुख्य घेरे के भीतरी किनारे के पास है। इसलिए एक विचार यह है कि फ़ोबोस और डीमोस कभी क्षुद्रग्रह थे, जो मंगल के पास आए और उसके गुरुत्वाकर्षण ने उन्हें अपनी कक्षा में बाँध लिया। इस संभावना के पक्ष में यह बात जाती है कि दोनों चाँदों की बनावट कुछ आम तरह के क्षुद्रग्रहों जैसी है। मगर पदार्थों में समानता से सबसे बड़ी मुश्किल दूर नहीं होती: किसी गुजरते हुए पिंड को ग्रह का चाँद बना देना आसान नहीं है।

मंगल के पास से गुज़र रहे किसी क्षुद्रग्रह को अपनी कक्षा में रोकने के लिए उसकी गति का बड़ा हिस्सा कम होना ज़रूरी है। एक संभावना यह है कि क्षुद्रग्रह मंगल के ऊपरी वायुमंडल से बिल्कुल सही रास्ते पर गुज़रे और इतना धीमा हो जाए कि ग्रह की कक्षा में बँध सके। उसे न तो मंगल पर गिरना चाहिए, न ही अपनी राह पर आगे निकल जाना चाहिए। ऐसी सटीक स्थिति असंभव नहीं है, लेकिन इससे किसी पिंड के सीधे पकड़ लिए जाने की बात समझाना कठिन हो जाता है।

अगर आने वाला पिंड दो क्षुद्रग्रहों की जोड़ी हो और वे एक-दूसरे की परिक्रमा कर रहे हों, तो मंगल के लिए उनमें से एक को पकड़ना आसान हो सकता है। ऐसी स्थिति में एक क्षुद्रग्रह मंगल के गुरुत्वाकर्षण में फँस सकता है, जबकि उसका साथी अतिरिक्त ऊर्जा का कुछ हिस्सा लेकर दूर चला जाए। फिर भी, दो चाँद होने का मतलब यह नहीं कि मंगल ने उन्हें एक ही घटना में पकड़ा था। फ़ोबोस और डीमोस की कक्षाएँ साफ़ तौर पर अलग हैं। फ़ोबोस मंगल की सतह से करीब 6000 किलोमीटर ऊपर घूमता है, जबकि डीमोस सतह से 20 हज़ार किलोमीटर से कुछ अधिक दूरी पर है। इसलिए अगर यह विचार सही भी हो, तो संभव है कि दोनों को अलग-अलग घटनाओं में पकड़ा गया हो।

दोनों चाँदों की कक्षाओं का आकार भी एक सवाल खड़ा करता है। वे मंगल के भूमध्य रेखा के ऊपर लगभग गोल कक्षाओं में घूमते हैं। लेकिन हाल में पकड़े गए किसी क्षुद्रग्रह से उम्मीद होगी कि उसकी कक्षा ज़्यादा लंबी और झुकी हुई हो। सिद्धांत के मुताबिक, मंगल के वायुमंडल का खिंचाव और उसके गुरुत्वाकर्षण का असर समय के साथ कक्षा को अधिक गोल बना सकते हैं। मगर यह प्रक्रिया बहुत धीमी है और इसमें अरबों साल लग सकते हैं। इसलिए यह सवाल बना हुआ है कि क्या डीमोस को अपनी मौजूदा कक्षा में स्थिर होने के लिए इतना समय मिला था।

पुरानी टक्कर का मलबा, या टूट गया कोई चाँद

एक दूसरी संभावना दोनों चाँदों को मंगल पर हुई किसी घटना से जोड़ती है। किसी विशाल क्षुद्रग्रह की टक्कर मंगल की चट्टानी सामग्री को अंतरिक्ष में उछाल सकती थी। बाद में यह सामग्री इकट्ठा होकर चाँद बना सकती थी। पृथ्वी के चाँद को लेकर भी ऐसा ही एक उदाहरण माना जाता है। वैज्ञानिकों का विचार है कि जब पृथ्वी नई-नई बनी थी, तब मंगल के आकार के एक पिंड की उससे टक्कर हुई थी। इससे बड़ी मात्रा में चट्टानें बाहर निकलीं और अंततः पृथ्वी की कक्षा में इकट्ठा होकर चाँद बनीं।

कुछ संकेत बताते हैं कि मंगल और उसके दोनों चाँदों की बनावट में समानताएँ हैं। इससे यह संभावना कुछ अधिक विश्वसनीय लगती है कि उनका जन्म एक ही जगह से या एक ही घटना से जुड़ा हो। लेकिन अगर वे उसी टक्कर में बने, तो उनकी कक्षाएँ एक-दूसरे से इतनी अलग क्यों हैं? हो सकता है कि उस घटना में मंगल के आसपास कई पिंड बने हों और समय के साथ उनमें से केवल फ़ोबोस और डीमोस बचे हों। इसके अलावा भी जवाब हो सकते हैं, जो अभी साफ़ नहीं हैं। सतह की तस्वीरें अकेले हमेशा यह नहीं बता सकतीं कि कोई पिंड कैसे बना।

एक और विचार कुछ अलग संभावना बताता है। हो सकता है कि पहले एक ही चाँद बना हो—या तो मंगल के बनने के समय, या किसी बाद की टक्कर के कारण। फिर उस चाँद से कोई दूसरा पिंड टकराया हो और उसके टुकड़े हो गए हों। इस विचार के मुताबिक, आज के दोनों चाँद उस टक्कर के बाद बचे हुए टुकड़े हो सकते हैं। इससे यह समझने में मदद मिल सकती है कि उनकी कक्षाएँ मंगल के भूमध्य रेखा के ऊपर गोल क्यों हैं और दोनों की मंगल से ऊँचाई अलग-अलग क्यों है। हालांकि, यह अभी केवल एक संभावना है। इसे जाँचने के लिए नमूनों और सीधे मापों की ज़रूरत होगी।

पहले की नाकाम कोशिशों से सीखता अभियान

फ़ोबोस तक पहुँचने की कोशिश पहली बार नहीं हो रही है। सोवियत संघ के फ़ोबोस 1 और फ़ोबोस 2 अभियान पहले विफल हो गए थे। रूस और चीन का फ़ोबोस-ग्रंट अभियान भी अपने लक्ष्य तक नहीं पहुँच पाया। मंगल की ओर जाने वाले दूसरे अभियान भी नाकाम हुए हैं। इसी वजह से अंतरिक्ष जगत में एक काल्पनिक राक्षस की मज़ाकिया कहानी मशहूर हुई, जो यानों को वहाँ पहुँचने से पहले ही निगल जाता है। लेकिन यह मज़ाक इस सच्चाई को नहीं बदलता कि मंगल या उसके किसी चाँद तक यान भेजने के लिए बहुत-से जटिल और सटीक कदम पूरे करने पड़ते हैं।

इस अभियान का लक्ष्य उसकी मुश्किल और बढ़ा देता है। फ़ोबोस छोटा है और उसका गुरुत्वाकर्षण बहुत कमज़ोर है। उसके पास पहुँचना, सतह पर उतरना, नमूना लेना और फिर यान को दोबारा उड़ाना—ये सभी चरण एक-दूसरे पर निर्भर हैं। हर चरण की सफलता पिछले चरण पर टिकी है। उतरने की जगह चुनने से लेकर यह सुनिश्चित करने तक कि गाड़ी सही तरह टिककर काम कर सके, हर बात का ध्यान रखना होगा। इसी वजह से एमएमएक्स केवल तेज़ी से पास से गुज़रने या दूर से तस्वीरें लेने के बजाय कक्षा से सर्वेक्षण, सतह पर गाड़ी से खोज और नमूना पृथ्वी पर वापस लाने—तीनों तरीकों को एक अभियान में जोड़ता है।

निष्कर्ष

एमएमएक्स अभियान का मकसद फ़ोबोस और डीमोस को मंगल के पास दिखने वाले दो रहस्यमय बिंदुओं से आगे बढ़ाकर ऐसे संसारों के रूप में समझना है, जिनके जन्म की सबूतों के आधार पर जाँच की जा सके। यान फ़ोबोस के करीब जाएगा, उसका नक्शा बनाएगा और 24 किलोग्राम की इडेफिक्स गाड़ी को सतह पर उतारेगा। फिर वह मिट्टी का नमूना इकट्ठा करेगा, जिसे 2031 में पृथ्वी पर लाने की योजना है। इस यात्रा में डीमोस का दूर से अध्ययन भी किया जाएगा।

इन मापों की अहमियत इसलिए है कि फ़ोबोस और डीमोस के जन्म को लेकर कई अलग-अलग विचार हैं: वे मंगल द्वारा पकड़े गए क्षुद्रग्रह हो सकते हैं, मंगल पर हुई टक्कर से निकली सामग्री से बने हो सकते हैं, या किसी पुराने चाँद के टूटने के बाद बचे हिस्से हो सकते हैं। छोटा-सा नमूना शायद हर सवाल का जवाब न दे, लेकिन उससे वैज्ञानिकों को ऐसी सामग्री मिलेगी जिसकी सीधे जाँच और तुलना की जा सकती है। इससे दोनों चाँदों के इतिहास और छोटे चट्टानी पिंडों के बनने की प्रक्रिया को बेहतर समझने का रास्ता खुलेगा।