पाठीमागे किल्ले जीवधन, नाणेघाट

पाठीमागे किल्ले जीवधन, नाणेघाट

Friday, July 22, 2011

अवकाशातील कचरा ( Space Debris )



वकाशातील कचरा

विविध प्रकारचा कचरा मग तो घनकचरा असो, कारकाखान्यातून रसायनमिश्रीत तयार झालेला टाकावू द्रव पदार्थ असो, ई-कचरा असो किंवा किरणोत्सारी कचरा असो. कच-याचे विविध प्रकार आणि त्यामुळे निर्माण होणा-या समस्या आता सर्वच देशांची डोकेदुखी बनत चाललेल्या आहेत. विकसित किंवा भारत-चीन सारख्या विकसनशील देशात तर ई-कचरा आणि त्याची विल्हेवाट ही एक नवीन गंभीर समस्या बनली आहे. त्यात आता नव्या कच-याची भर पडत चालली आहे, तो म्हणजे अवकाशातील कचरा. या कच-यामुळे अवकाश कार्यक्रम हाती घेतलेल्या देशांची झोप उडण्यासारखी परिस्थिती निर्माण होण्याच्या मार्गावर आहे.

अर्थात अवकाशातील कचरा पृथ्वीबाहेरील वातावरणात, पृथ्वीच्या भोवती तयार होत असल्याने सर्वसामान्यांना याचा थेट फटका अजून तरी बसलेला नाही. त्यामुळे सर्वसामान्य याबद्दल अद्याप अनभिज्ञ आहेत.  

वकाशातील कचरा कसा तयार होतो?

१९५७ मध्ये सोव्हिएत रशियाने स्फुटनिक हा पहिला कृत्रिम उपग्रह पाठवला आणि विज्ञानाचे  नवे दालनच खुले झाले. त्यापोठापाठ अमेरिकेनेही तोडीसतोड स्पर्धक म्हणून उडी घेतली. त्यानंतर इंग्लंड, कॅनडा, इटली, फ्रान्स, चीन, भारत अशा एकूण 53 देशांनी स्वबळावर किंवा दुस-या देशांच्या मदतीने आत्तापर्यंत तब्बल 6,500 पेक्षा अधिक विविध प्रकारचे उपग्रह सोडले आहेत. तर २५० पेक्षा जास्त मानवसहीत अवकाश मोहिमा आत्तापर्यंत झाल्या आहेत.


प्रक्षेपकाचे अवशेष

या सर्व मोहिमांत विविध प्रकारचे प्रक्षेपक किंवा रॉकेट वापरले जातात. साधारण तीन ते चार टप्प्यात रॉकेटमधील इंधनाचे ज्वलन होते. एका टप्प्याचे ज्वलन झाले की रॉकेटचा तो भाग मुख्य भागापासून वेगळा होतो आणि पुढच्या टप्प्याचे ज्वलन सुरु होते. हे भाग पृथ्वीच्या साधारण 160 किलोमीटरच्या वर राहिल्यास सहसा पृथ्वीवर परतत नाहीत. तर ते त्या उंचीवर पृथ्वीभोवती फिरत रहातात.

अनेकदा उंचावर गेल्यावर एखाद्या टप्पा पार करतांना किंवा सुरू होतांना दुर्घटना होते आणि रॉकेटचा स्फोट होतो त्यामुळेही अंतराळ कच-यात वाढ होते. तर काही मानवी मोहिमां काही उपकरणे Space Walk  करतांना नियंत्रणातून सुटू ती अवकाशात गेल्याच्याही घटना आहेत. उदा. प्रसिद्ध अंतराळवीरंगना सुनिता विल्यम्सच्या हातून स्पेस वॉक करतांना कॅमेरा निसटला होता आणि तो आता पृथ्वीच्या कक्षेभोवती फिरत आहे.  

वापरात नसलेले कृत्रिम उपग्रह 

कृत्रिम उपग्रहांचा कार्यकाल हा काही महिन्यांपासून ते 10 ते 15 वर्षांपर्यंत निश्चित केलेला असतो. सुरुवातीच्या मोहिमांमध्ये उपग्रह हे अनेकदा भरकटले जायचे किंवा हव्या त्या कक्षेत पाठवण्यास अपयश यायचे. त अनेक उपग्रहांचा कार्यकाल संपल्यावर त्याचा वापर बंद केला जायचा. असे अनेक वापरात नसलेले उपग्रह, भरकटलेले उपग्रह आजही पृथ्वीभोवती विविध कक्षेतून फिरत आहेत.





उपग्रह विरोधी चाचण्या

शीतयुद्धाच्या काळात टेहळणी, हेरगिरी उपग्रहांमुळे अमेरिका आणि रशिया देशांची झोप उडाली होती. चेह-याचा फोटो काढता येईल, गाडीची नंबर प्लेट वाचता येईल इतक्या उत्कृष्ट प्रतिचे फोटो घेणारे उपग्रह या काळात विकसित झाले. हे उपग्रह पृथ्वीभोवती घिरट्या घालत शत्रुच्या एकेक हालचाल टिपत असत. तेव्हा असे उपग्रह नष्ट करणारे तंत्रज्ञान सोव्हिएत रशिया, अमरिकेने विकसित केले त्याला उपग्रह विरोधी क्षेपणास्त्र या नावाने ओळखले जाऊ लागले. चीनने 2007 ला चाचणी घेऊन त्यांचा वापरात नसलेला आणि 865 किलोमीटर उंचीवरुन भ्रमण करणारा एक कृत्रिम उपग्रह जमिनीवरुन क्षेपणास्त्र डागून नष्ट केला. मात्र त्यामुळे गोल्फ बॉलच्या तुकड्यापासून अनेक मोठ्या आकाराचे असे 2,000 पेक्षा कितीतरी जास्त तुकडे अवकाशातच विखुरले गेले आणि या तुकड्यांपासून विविध उपग्रहांना धोका निर्माण झाला.  


उपग्रहांची टक्कर

एक अशक्यप्राय घटना 10 फेब्रुवारी 2009 ला घडली. अमरिकेचा वापरात असलेला इरिडियम-33 हा दळणवळण उपग्रह आणि रशियचा कार्यकाल संपलेला कोसमोस-2251 ह्यांची 789 किलोमीटर उंचीवर टक्कर झाली. यामुळे 1740 पेक्षा जास्त तुकडे होत मोठा कचरा अवकाशात पसरला. वापरात नसलेल्या रशियाच्या उपग्रहाची कक्षा बदलली गेल्याने हा अपघात झाला. या कच-यामुळे इतर उपग्रहांना, अवकाश मोहिमांना धोका निर्माण झाल्याची भिती व्यक्त होत आहे. अशा घटना अवकाश कचरा निर्माण होण्यास कारणीभूत ठरतात.


वकाश कच-याचे प्रमाण आणि व्याप्ती 



साधारण 160 किलोमीटरपासून ते 2000 किलोमीटर अंतरापर्यंतच्या उंचीला Low Earth Orbit  असे म्हणतात. बहुतेक सर्व उपग्रह, आंतरराष्ट्रीय अवकाश स्थानक या कक्षेत फिरत आहेत. या भागात कच-याचे प्रमाण सर्वाधिक आहे. किंबहुना ९८ टक्के अवकाश कचरा हा याच भागात असल्याचे शास्त्रज्ञांचे म्हणणे आहे. १ सेंटीमीटरपेक्षा कमी आकाराच्या लांबीचे लक्षावधी तुकडे, १ सेमी ते १० सेमी पर्यंतच्या आकाराचे सुमारे ५ लाख तुकडे आणि  १० सेमीपेक्षा जास्त लांबीचे १९,००० तुकडे यात असावेस असा शास्त्रज्ञांचा अंदाज आहे.

यापैकी फिरण्याची कक्षा आणि वेग माहीत असलेल्यांची तुकड्यांची संख्या आहे फक्त ९,०००. ( या ज्ञात कच-याचे वजन तब्बल ५,५०० टनाच्या घरात असल्याचा शास्त्रज्ञांचा अंदाज आहे.म्हणजेच अवकाश कच-यातील कितीतरी म्हणजे ९८ टक्क्यांपेक्षा जास्त वस्तुंची अद्याप महितीच उपलब्ध नाही. याचा अर्थ अपघात झाल्यावरच, घटना घडल्यावर किंवा फिरणारा अज्ञात तुकडा जवळ आल्यावर अनेक तुकड्यांची माहिती होते.

अमेरिकेने  १७ मार्च १९५८ ला पाठवलेला Vanguard 1 नावाचा उपग्रह म्हणजे अवकाशात माणसाने पाठवलेली आणि अस्तित्वात असलेली सर्वात जूनी वस्तू ठरली आहे. १९६४ ला या उपग्रहाशी संपर्क तुटला. ही वस्तु आजही पृथ्वीभोवती प्रदक्षणा घालत असून पुढील २४० वर्षे अवकाशात राहील असा अंदाज आहे.

अवकाश कचरा धोकादायक का ?

Low Earth Orbit  मधील फिरणारे तुकडे, वापरात नसलेले उपग्रह यांचा वेग हा ७ ते ८ किलोमीटर प्रति सेकंद एवढा प्रचंड असतो. एवढा प्रचंड वेग असल्यानेच हे अवशेष पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे पृथ्वीकडे खेचले जात नाहीत आणि कित्येक महिने-वर्षे फिरत रहातात. एवढ्या वेगाने फिरणारा तुकडा, वस्तु जेव्हा दुस-या गोष्टीवर आदळेल तेव्हा तीचे कल्पनेपलिकडे नुकसान होणार यात शंका नाही. त्यातच मानवी अवकाश मोहिमेदरम्यान असं काही विपरित घडलं तर! ही भितीची टांगती तलवार शास्त्रज्ञांच्या मानेवर नेहमी असणार. उपग्रहांना तर या अपघातांचा धोका कायम असतो. त्यामुळे काही कोटींचा उपग्रह आणि कित्येक कोटी खर्च करुन पूर्ण झालेली अवकाश मोहयावर क्षणार्धात पाणी फिरू शकते. एकवेळ हा फटका सहन करता येईल, पण तो उपग्रह दळववळण(Communication ), दूरसंवेदक उपग्रह(Remote Sensing )  असेल, तर त्याचा कितीतरी मोठा फटका हा पृथ्वीवरील संबंधित व्यवसायाला बसेल. म्हणनूच हा अवकाशातील कचरा सर्वच अवकाश मोहिमांसाठी आता एक आव्हान ठरला आहे.

तर Low Earth Orbit च्या वर किंवा भुस्थिर उपग्रहाच्या उंचीपर्यंत असलेल्या अवकाश कच-याचा वेग हा काहीसा कमी म्हणजे २ किलोमीटर प्रति सेकंद एवढा असतो. तरीही तो धोकादायक झालाच.

साधारण ६०० किलोमीटरपर्यंतच्या उंचावरचे अवशेष पृथ्वीच्या दिशेन खेचले जातात. मात्र त्यासाठी काही वर्षांचा कालावधी लागतो. त्यापेक्षा उंचावरचे तुकडे हे निदान काही शतके पृथ्वीभोवती फिरत रहाणार. ज्यांचा वेग विशिष्ट मर्यादेपेक्षा कमी असतो ते पृथ्वीकडे खेचले जातात आणि वातावरणात जळून नष्ट होतात. मात्र पृथ्वीवर पडणारा तुकडा हा मोठा असेल तर तो वातावरणात नष्ट न होता पृथ्वीवर कोसळून माणासाचे, संपत्तीचे नुकसान करू  शकतो.

हे सर्व धोके मानव निर्मिती आहेत. मात्र हा धोका इथेच थांबत नाही. अवकाशात भरकटलेले आणि पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामध्ये सापडलेले अनेक लघुग्रह पृथ्वीभोवती फिरत असतात. त्याचा आकार हा लहान तुकड्यापासून काही मीटर मोठा एवढा असतो. तेव्हा हा सुद्धा एक प्रकारे निसर्ग निर्मित पण मानवाच्या दृष्टीने कचरा असून तो अवकाश मोहिमांसाठी धोकादायक ठरला आहे.


अपघात होऊ नये यासाठी जास्त दणकट आणि जाड जादा धातूचा थर देण्याचा प्रयत्न केला गेला आहे. पण तो एक तात्त्पुरता उपाय ठरत आहे, कारण मोठा तुकडा आदळला तर अपघात निश्चित आहे. पण जड धातूचा थर वापरल्याने उपग्रहाचे वजन वाढत असून समस्या वाढली आहे. 
        

अवकाश कच-यामुळे नुकसान

१२ जुलै १९८९ ला इंग्लडने अवकाशात पाठवलेला  Olympus - 1 हा त्या वेळचा सर्वात मोठा दळणवळण उपग्रह एका छोट्या लघुग्रहाचा तुकडा आदळल्याने निकामी झाला.

24 जुलै 1996 ला Cerise नावाचा फ्रान्सचा छोटा कृत्रिम हेरगिरी उपग्रह ( Micro Satellite ) हा Arian Rocket चा तुकडा आदळल्याने  निकामी झाला. 


रशियाचा Express AM11 नावाच्या उपग्रहाने २००६ मध्ये एका अज्ञात वस्तुची अवकाशात धडक बसल्याने कक्षा बदलली होती. सुदैवाने त्यामध्ये नुकसान झाले नाही आणि उपग्रहाला परत त्याच्या कक्षेत आणण्यात आले.


सप्टेंबर १९९१ ला रशियाच्या कॉसमॉस-९५५ या उपग्रहाचा कचरा मार्गात आल्याने अपघात टाळण्यासाठी अमेरिकेच्या स्पेस शटलला जागा बदलणे भाग पडले होते.


PayLoad Assist Model हा अमेरिकेच्या रॉकेटचा एक भाग. याचा आकार हा एका १०० लीटरच्या पाण्याच्या टाकीपेक्षा जरा मोठा आहे. १२ जानेवारी २००१ ला सौदी अरेबियाच्या वाळवंटात PayLoad Assist Model चा पूर्ण भाग अवकाशातून पडला. हा भाग ज्या रॉकेटवर बसवलेला होता ते रॉकेट एक कृत्रिम उपग्रह सोडण्यासाठी १९९३ ला सोडण्यात आला  होता . म्हणजे आठ वर्षे पृथ्वीभोवती फिरत राहिल्यावर या (महा) भ्हागाने भागाने सुदैवाने कोणाला न इजा होता जमीन गाठली.

आणखी एक धक्कादायक घटनेची नोंद २७ मार्च २००७ ला झाली. चिली देशाचे एक प्रवासी विमान(AirBus A340), २७० प्रवाशांना घेत प्रशांत महासागरावरुन चिली ते न्युझीलंड असा प्रवास करत होते. तेव्हा वैमानिकाने Sonic Boom (ध्वनीपेक्षा जास्त वेगाने एखादी वस्तू गेल्यावर जो आवाज निर्माण होतो त्याला सोनिक बूम म्हणतात) ऐकायला आला. नंतर माहिती मिळाली की, रशियाचा निकामी झालेला एक हेरगिरी उपग्रह आणि त्याचे अवशेष हे प्रशांत महासागरात विमानपासून 8 किलोमीटरच्या परिघात कोसळले. थोडक्यात काय एक मोठी दुर्घटना टळली.

वकाशातील कच-यामुळे माणसाला दुखापत झाल्याची आत्तापर्यंत एकच घटना घडली आहे. 1997 ला अमेरिकेतील Oklahoma या ठिकाणी एक महिला 10 बाय 13 सेंटिमीटर आकाराचा एक धातूचा तुकडा लागून जखमी झाली. धातूचा अभ्यास केल्यावर समजले की 1996 Delt 2 या रॉकेटद्वारे एक उपग्रह सोडण्यात आला होता, त्या रॉकेटचा हा तुकडा होता.

एवढच नाही तर अमेरिकने महत्वकांक्षी अपोलो मोहीम हाती घेण्यापूर्वी अंतराळातील कचरा किंवा लघुग्रहांद्वारे अपघात होण्याची शक्यता लक्षात घेतली होती. त्यासाठी एक विशेष मोहीम आखत काही मोठे सोलर पॅनल असणारे उपग्रह सोड तुकड्यापासून होणा-या आघाताचा अभ्यास केला होता.


स्पेस शटलला अनेकदा अंतराळातील तुकड्यांचा आघात सहन करावा लागला आहे. अर्थात त्याने मोठे नुकसान झाले नसले तरी दणकट काचेवर काही मिलीमीटर तर इतर भागांवर डोळ्याने दिसतील एवढे मोठे व्रण किंवा खड्डे झालेले आहेत. २००६ ला अटलांटिस या स्पेस शटलच्या वाहकाला काही सेंटीमीटर एवढा खड्डा अवकाश कच-यातील एक एज्ञात तुकडा आदळल्याने झाला होता.

अंतराळ कचरा हो नये यासाठी कायदा

बोटावर मोजता येईल एवढ्याच देशांनी स्वबळावर उपग्रह पाठवण्याचे कौशल्य मिळवले आहे.
यात रशिया, अमेरिका, फ्रान्स, जपान, चीन, इंग्लंड, भारत, युक्रेन आणि इराण यांचा समावेश आहे. असे असले तरी वकाश कचरा होऊ नये यासाठी सर्वसामावेशक असा कायदा अजून अस्तित्वातच आलेला नाही. अमेरिकेचे नासा, युरोपियन युनियन ह्यांनी काही नियम ठरवले आहेत. मात्र बाकीचे देश यापासून दूर आहेत किंवा या संकटाच्या गांभीर्याची जाणीव त्या देशांना अद्याप व्हायची आहे.

अमेरिका आणि युरोपमधील राष्ट्रे जेव्हा कृत्रिम उपग्रह पाठवता तेव्हा त्यामध्ये विशेष रचना केलेली असते, जास्त इंधन असते. त्यामुळे जेव्हा उपग्रहाचा कार्यकाल संपतो तेव्हा त्या उपग्रहावरील इंजिनाने उपग्रहाची दिशा बदलली जाते आणि तो पृथ्वीच्या दिशेने येत वातावरणात जळून नष्ट होतो.

तसंच या देशांमध्ये अवकाश मोहीम अमलात आणतांना कमीत कमी कचरा कसा होईल याकडे विशेष लक्ष दिले जाते.

वकाश कच-यावर नजर

वकाश कच-यावर नजर ठेवण्यासाठी जगात काही देशांमध्ये विविध यंत्रणा, रडार, दुर्बिणी कार्यरत आहेत. त्यात प्रामुख्याने अमेरिकचे US Strategic Command  ही यंत्रणा जगभरातून विविध ठिकाणाहून अवकाशात नजर ठेवते. खरे ही यंत्रणा तर लांब पल्ल्याची क्षेपणास्त्रे  जी पृथ्वीच्या कक्षेबाहेर जाऊन परततात.), उपग्रह विरोधी क्षेपणास्त्र, उपग्रहातून होणार हल्ला यांच्यावर नजर ठेवण्यासाठी आहे. मात्र त्याचा दुहेरी म्हणजे अवकाशातील कच-यावर लक्ष ठेवण्यासाठी वापर केला जातो.

तर ESA Space Debris Telescope (स्पेन), TIRA(System)(जर्मनी),  GodlStone Radar      (अमेरिका),  Haystack Radar(अमेरिका), Cobra Dane Radar(अलास्का-अमेरिका) अशा विविध ठिकाणच्या यंत्रणा अवकाशातील कच-यावर नजर ठेवून आहेत.

अवकाश मोहिमांमध्ये वाढ

गेल्या १० वर्षात अवकाश मोहिमांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वाढ झाली आहे. स्वबळावर उपग्रह सोडण्यासाठी काही देश प्रयत्न करत आहेत. चांद्र मोहिमांकडे सर्वांचे लक्ष लागले असून अमेरिका  तर चंद्रावर वसाहत स्थापण्याच्या दृष्टीने हलचाल करत आहे. भारत, जपानसारखे देश अवकाशात मानवी मोहम आखण्याच्या तयारीआहेत. चीन तर स्वतःचे अवकाश स्थानक बनवण्याच्या मागे लागला असून, बक्कळ पैसा असेल तर Space Tourism ही शक्य झाले आहे व त्याला सुरुवातही झाली आहे. ( अर्थव्यवस्था अडणीत असलेला ) रशिया तर पैसा उभारण्यासाठी Space Tourism ची अवकाश मोहिमेत मदत घेत आहे. अमेरिकेने तर अवकाश मोहिमांसाठी खाजगी कंपन्यांना प्रोत्साहन द्यायला सुरुवात केली आहे. यामुळे २०१६ पर्यंत अवकाशात जाऊन काही मिनिटे अवकाशाची सफर घडवत परत जमिनीवर येईल असे विमान एक खाजगी कंपनी तयार करेल असा अंदाज व्यक्त होत आहे.

थोडक्यात काय तर येत्या काही वर्षात प्रवासी विमानांच्या उड्डाणांप्रमाणे अवकाश मोहिमा आखल्या जातील अशी परिस्थिती निर्माण होईल. त्यामुळे अवकाश कच-यात भरच पडण्याची भिती व्यक्त होत असून, या कच-यामुळे भविष्यातील अवकाश मोहिमांनाही अधिक धोका निर्माण होईल. म्हणून अवकाश कच-यावर आत्तापासून नासासारख्या संस्थांने गंभीरपणे विचार करायला सुरुवात केलीये. .

3 comments:

  1. मला माहिती नसलेल्या माहितीचे अवकाश तू या ब्लॉगमधून उघडून दाखवले आहेस. त्याबद्दल खूप खूप धन्यवाद

    ReplyDelete
  2. That is very knowledgable to me and others also, thank you very much for adding these kind of things in my knowledge.

    ReplyDelete
  3. Amazing info has been shared to all of us.Keep it up

    ReplyDelete