पाठीमागे किल्ले जीवधन, नाणेघाट

पाठीमागे किल्ले जीवधन, नाणेघाट

Sunday, November 6, 2011

भारताची स्वदेशी " जीपीएस " यंत्रणा २०१४ पर्यंत


नुकतीच एक जाहिरात एका मोबाईल कंपनीची टीव्हीवर झळकली होती. यामध्ये एक तरुणी तिच्या मैत्रिणीच्या घरी जात असते, तिला पत्ता माहित नसतो. तेव्हा ती मोबाईलवर असलेल्या जीपीएस यंत्रणेच्या  सहाय्याने रस्ता शोधत  घरी पोहचते. " आता जीपीएस सुविधा मोबाईलमध्येही  "अशी ती खरी जाहिरात होती. संरक्षण व्यवस्थेसाठी वापरली जाणारी यंत्रणा सर्वसामान्यांसाठी खुली केल्यावर त्याचे किती फायदे होतात त्याचे हे एक उदाहरण म्हणावे लागेल.

जीपीएस म्हणजेच Global Positioning System  ( GPS )  हा एक मोबाईलप्रमाणे सर्वांच्या माहितीतला शब्द होत आहे.  खरं तर ४५ वर्षे सोव्हिएत रशिया आणि अमेरिका यामध्ये झालेल्या शीतयुद्धातले " जीपीएस " हे एक अपत्य.२० पेक्षा जास्त  संदेशवहन करणा-या  उपग्रहांची एक श्रुंखला म्हणजे जीपीएस यंत्रणा. स्वतःची अवाढव्य संरक्षण व्यवस्था सुरळित सुरु रहावी यासाठी अमेरिकेने १९७3 पासून ही यंत्रणा विकसित करायला सुरुवात केली.  तेव्हा भारताच्या विकसित होणा-या स्वदेशी  जीपीएस  यंत्रणेबद्दल माहिती घेण्याआधी अमेरिकेची जीपीएस यंत्रणा तसंच इतर देशांच्या " जीपीएस " सदृश्य यंत्रणेबद्दल माहिती घेऊया.
 
अमेरिकेची " जीपीएस " यंत्रणा

अमेरिका आणि सोव्हिएत रशिया ह्यांच्यामध्ये १९४५ पासून शीतयुद्धाला सुरुवात झाली. १९५७ ला जगातील पहिला कृत्रिम उपग्रह सोडत रशियाने शीतयुद्धाची दुसरी बाजू खूली केली. या काळात हे दोन्ही देश लांब पल्ल्याचे क्षेपणास्त्र ( पल्ला ८ ,००० किमी पेक्षा जास्त )  विकसित करत होते. ही क्षेपणास्त्रे जमिनीवरुन, हवेतून ( विमानातून) आणि पाण्याखालून ( पाणबुडीतून ) डागण्याची क्षमता दोन्ही देश विकसित करत होते.

समजा  आता एखादे क्षेपणास्त्र अमेरिकेच्या हवाई दलाचा
 तळ असलेल्या कॅलिफोर्निया भागातून डागत ते मॉस्को किंवा रशियातील एखाद्या महत्त्वाच्या शहरावर फेकायचे आहे, तर त्या क्षेपणास्त्राची अचुकता महत्त्वाची ठरणार. ते क्षेपणास्त्र अचूक लक्ष्याच्या ठिकाणी पडावे यासाठी अमेरिकेने सोव्हिएत रशियाच्या सीमेलगतच्या मित्र राष्ट्रांच्या हद्दीत रडाराची एक श्रुंखला विकसित केली होती.  असे असले तरी अचुकता ही १०० टक्के नव्हती.   विशेषतः अथांग खोल समुद्रात गस्त घालणा-या पाणबुड्यांच्या क्षेपणास्त्राला अचुकतेसाठी योग्य मार्गदर्शन होणं गरजेचं आहे. १९७३ ला अमेरिकेच्या संरक्षण दलातील अति वरिष्ठ अधिका-यांनी डोकेफोड करत एक यंत्रणा विकसित करायचा निर्णय घेतला आणि जीपीएसचा जन्म झाला.

जीपीएसची कार्यपद्धती

जीपीएससाठी १९७४ पासून संदेशवहन कऱणारे  कृत्रिम उपग्रह सोडायला अमेरिकेने सुरुवात केली. या उपग्रहांची संख्या १० पर्यंत मर्यादीत होती, मात्र अधिक ताकदीचे उपग्रह सोडत १९९४ पर्यंत अमेरिकेच्या उपग्रहांनी संपु्र्ण पृथ्वी व्यापली, इंच इंच भाग व्यापला.

सध्याच्या अमेरिकेच्या जीपीएस यंत्रणेत ३० पेक्षा जास्त कृत्रिम उपग्रह पृथ्वीच्या अवकाश कक्षेत तब्बल 20,000 किमी उंचीवरुन, विशिष्ट कोन करत, साधारण १२ तासात एक पृथ्वीप्रदक्षिणा वेगाने घालत भ्रमण करत आहेत.  हे उपग्रह एक विशिष्ट सिग्नल सतत पाठवत असतात. पृथ्वीवर कुठल्याही ठिकाणी उभ्या असलेल्या व्यक्तिकडे जर जीपीएस रिसिव्हर असेल तर या संदेशाच्या सहाय्याने त्याला आपले स्थान शोधता येते. उपग्रहांची कक्षा आणि दिशा अशी विशिष्ट असते की त्या व्यक्तिला एकाच वेळी जास्तीत जास्त ८ ते ९ उपग्रहांचे संदेश मिळू शकतात. उपग्रहाकडून आलेला प्रत्येक संदेश ग्रहण करत रिसिव्हर त्याचे विश्लेषण करतो आणि  त्या व्यक्तिचे पृथ्वीवरील स्थान सांगतो. म्हणजे ती व्यक्ति जमिनीपासून किती उंचीवर कुठल्या अक्षांश-रेखांशच्या ठिकाणी उभी आहे, हे त्या विश्लेषणातून मिळालेले उत्तर सांगते , ते त्या व्यक्तिचे पृथ्वीवरील अचूक ठिकाण असते. ठिकाण नक्की समजण्यासाठी  कमीत कमी तीन उपग्रहांचे संदेश मात्र आवश्यक असतात.

१९७८ ला अमेरिकेने यी यंत्रणा वापरायला सुरुवात केली. क्षेपणास्त्रांना दिशा नक्की करण्यासाठी, लढाऊ आणि बॉम्बफेकी विमानांना तसंच अणु पाणबुड्यांना मार्गदर्शन कऱण्यासाठी या जीपीएसचा चांगलाच फायदा अमेरिकेला व्हायला सुरुवात झाली. सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे क्रुझ क्षेपणास्त्रासाठी ही यंत्रणा सर्वात महत्त्वाची ठरली. क्रुझ क्षेपणास्त्र  हे इतर क्षेपणास्त्रांसारखे पृथ्वीच्या कक्षेबाहेर जात परत कक्षेमध्ये प्रवेश करत नाही. क्रुझ क्षेपणास्त्र हे  काहीशा  कमी  पल्ल्याचे ( जास्तीत जास्त ३००० किमी ) समजले जाते. मात्र ते जमिनीपासून फक्त काही मीटर उंचीवरुन जात लक्ष्यवेध करत असते. क्रुझ क्षेपणास्त्रामध्ये त्याच्या लक्ष्यापर्यंत पोहचण्याचा मार्ग संगणक प्रणालीद्वारे नक्की केलेला असतो. जेव्हा क्रुझ क्षेपणास्त्र लक्ष्याकडे झेप घेते तेव्हा त्याच्यामध्ये " फिट " केलेला नकाशा वाचत "जीपीएस " च्या सहाय्याने उंची कमी जास्त करत अचुक वेध घेते. ( भारताचे " ब्राम्होस " हे क्रुझ क्षेपणास्त्र असेच  काम करते. ) . एवढंच नाही १९९० चे आखाती युद्ध हे जीपीएसचा वापर करत लढले गेलेले पहिले युद्ध ठरले. जीपीएसचा पुरेपुर फायदा या युद्धात अमेरिकेला झाला.  

अशा रितीने संरक्षण दलासाठी  उपयुक्त ठरलेल्या जीपीएस यंत्रणेचा वापर नागरी वापरासाठी  सुरु होण्यासाठी एक घटना कारणीभूत ठरली. १ सप्टेंबर १९८३ ला दक्षिण कोरियाचे एक प्रवासी विमान न्युयॉर्कहून सेऊलकडे जात होते. मात्र जपानजवळ ते मार्ग भरकटले आणि सोव्हिएत रशियाच्या हवाई हद्दीत शिरले. रशियाने हे विमान एका लढाऊ विमानाच्या सहाय्याने पाडले, या घटनेत २६९ प्रवासी मरण पावले. या घटनेनंतर अमेरिकेचे तत्कालिन  राष्ट्राध्यक्ष रोनाल्ड रिगन ह्यांनी " जीपीएस " चा वापर संरक्षण दलाबरोबर प्रवासी विमान सेवेसाठी खुला कऱण्याची परवानगी दिली. आता सर्वच प्रवासी विमानांमध्ये या यंत्रणेचा वापर होतो.
विशेषतः १९९१ नंतर शीत युद्ध समाप्तीनंतर विशिष्ट अटींवर विविध विभागात जीपीएसचा वापर अमेरिकेने खुला केला.

जीपीएसचा वापर

मोबाईलमध्ये. नकाशे बनवण्यासाठी जीपीएस यंत्रणेचा सर्वात मोठा फायदा होतो. जमिनीचा उंच सखलपणा, डोंगर-द-या यांची उंची निश्चित करण्यासाठी जीपीएसचा वापर केला जातो.  विविध वाहनांमध्ये मगे ती दूचाकी, चारचाकी,  नौका, विमान यांमध्ये जीपीएस रिसिव्हर बसवल्याने वाहनांचा ठावठिकाणा लगेच समजतो. आप्तकालिन व्यवस्थापनात शोध आणि सुटकेच्या मोहिमांमध्ये महत्त्वाचा वापर केला जातो.  रोबोटिक्समध्ये आणि कितीतरी विज्ञानाच्या विभागात जीपीएस यंत्रणेचा वापर होतो.

मात्र जीपीएस रिसिव्हरचे हक्क देतांना काही अटी
अमेरिकेने घातल्या आहेत. त्यापैकी सर्वात महत्त्वाची अट म्हणजे जमिनीपासून १८ किमी उंचीपेक्षा जास्त उंचीवर आणि ५०० मीटर प्रति सेकंद वेगाने जाणा-या वस्तुमध्ये ही यंत्रणा वापरायला अमेरिकेची परवानगी नाही. अर्थात या उंचीवर आणि  या वेगाने एखादे अति वेगवान लढाऊ विमान, लांब पल्ल्याचे क्षेणास्त्र जाऊ शकते. म्हणजेच या यंत्रणेचा  नागरी वापर करतांना लष्करी वापर होऊ नये यासाठी पुरेपुर खबरदारी अमरिकेने घेतली होती. भारताच्या  १९७४ आणि १९९८ च्या यशस्वी अणु स्फोट चाचणीनंतर अमेरिकेने जे निर्बंध घातले होते त्यापैकी " जीपीएस रिसिव्हर " हा एक त्यातील भाग होता.

थोडक्यात तंत्रज्ञान क्षेत्रात " जीपीएस " हा एक परावलीचा शब्द झाला असून त्याचा जगात अनेक ठिकाणी मोठ्या प्रमाणात वापर होत आहे, त्याचा फायदा घेतला जात आहे.

रशियाची GLONASS 

GLONASS म्हणजे Global Navigation Satellite System  ही अमेरिकेपाठोपाठ विकसित केलेली जीपीएस सदृश्य उपग्रह प्रणाली. १९८२ पासून ही यंत्रणा विकसित करायला जरी सुरुवात केली असली तरी डबघाईला आलेल्या अर्थव्यवस्थेमुळे १९९५ पर्यंत ही यंत्रणा जेमतेम पुर्णपणे कार्यरत झाली.  अर्थव्यवस्था सावरतांना या यंत्रणेच्या खर्चाकडे दुर्लक्ष कऱण्यात आले. मात्र पुन्हा एकदा २४ उपग्रहांच्या सहाय्याने २०११ च्या सुरुवातीला रशियाने ही यंत्रणा जीपीएसप्रमाणे पूर्णपणे कार्यान्वित केली. ( भारताने ही यंत्रणा पुन्हा कार्यरत होण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात अर्थसहाय्य केल्याचं म्हंटलं जात आहे ) . भारत आता लष्करी वापरासाठी या यंत्रणेचा पुरेपर वापर करत आहे.

युरोपियन युनियनची गॅलिलिओ 

तब्बल २० अब्ज य़ुरो खर्चाचे बजेट आखत  युरोपियन युनियनमधल्या २५ देशांनी स्वबळावर जीपीएसला टक्कर देणारी यंत्रणा " गॅलिलिओ "  उभी करायचा निर्णय घेतला आहे. यामुळे भविष्यात  अमेरिका किंवा रशियावर  अवंलंबून न रहाता स्वबळावर विविध क्षेत्रात वापरासाठी  ही योजना आखली जात असून २०२० पर्यंत ही कार्यान्वित होण्याचा युरोपियन युनियनचा प्रयत्न आहे.

चीनची " कंपास " 

२००० पासून फक्त  चीन आणि परिसरात जीपीएसदृश्य  यंत्रणा विकसित करायला चीनने सुरुवात केली. सुमारे ३ उपग्रहांच्या सहाय्याने  २००३ मध्ये  चीनने  स्वतःच्या देशापुरती यंत्रणा  " Beidou " विकसित केली.  तर २०१२ पर्यंत सात उपग्रहांच्या सहाय्याने हा पल्ला चीनने आशिया-पॅसिफिक भागात विस्तारित करणार आहे. तर २४ उपग्रहांच्या सहाय्याने २०२० पर्यंत संपुर्ण पृथ्वी आपल्या टाचेखाली आणण्याची महत्वकांक्षा चीनने आखली असून त्या दिशने तयारीही सुरु झालीये.


भारत कुठे आहे ? 

Indian Regional Navigational Satellite System  ( IRNSS )
 नावाची स्वदेशी जीपीएससदृश्य यंत्रणा भारत विकसित करत आहे. यामध्ये सात उपग्रहांच्या सहाय्याने संपुर्ण भारत व्यापला जाणार आहे. प्रत्येक उपग्रहाची किंमत ही सुमारे १००० कोटी रुपयांच्या घरात असल्याचं  म्हंटलं जात आहे.  ही यंत्रणा कार्यान्वित झाल्यावर निश्चित  स्थान देण्यामध्ये २० मीटरची अचुकता असेल असे इस्त्रोने आत्ताच जाहिर केलं आहे. मात्र २०१० ला भारताच्या दोन महत्वकांक्षी  उपग्रह मोहिमेला  ( GSLV ) आलेल्या अपयशामुळे ही  IRNSS  यंत्रणेसाठी उपग्रह सोडण्याची प्रक्रिया उशीरा सुरु होण्याची भिती व्यक्त केली जात आहे. मात्र सर्व काही सुरळित पार पडले तर २०११ च्या अखेरीस या IRNSS यंत्रणेतील  पहिला उपग्रह सोडला जाईल. तर सहा महिन्यांच्या अंतराने उर्वरित सहा उपग्रह सोडत २०१४ पर्यंत " स्वदेशी जीपीएस " यंत्रणा कार्यान्वित होईल असा अंदाज आहे.

मात्र चीनची घोडेदौड पहाता भारताने चीनला गाठणे अशक्य आहे. कारण अर्थपुरवठा हेही महत्त्वाचे कारण आहे.   कारण संपुर्ण जगात स्वदेशी बनावटीची जीपीएस यंत्रणा विकसित करण्यापेक्षा दुस-या देशाचे सहाय्य घेणे कधीही भारतासारख्या देशाला परवडणारे आहे. म्हणुनच भारत अमेरिकेबरोबर रशियाची जीपीएस यंत्रणासुद्धा वापरत आहे.

भारताची IRNSS  यंत्रणा कार्यान्वित झाल्यावर त्याचा लष्करी फायदा भारताला होईलच पण मुक्त असा नागरी वापरही करणे शक्य़ होणार आहे. त्यापेक्षा स्वबळावर अशी य़ंत्रणा तयार करणे हीच भारतासाठी मोठी जमेची गोष्ट असेल.