Tuesday, December 29, 2020

कार्यकाल संपलेल्या / निकामी झालेल्या कृत्रिम उपग्रहांचे पुढे नेमकं काय होतं ?




#कुतूहल #curiosity #satellite

1957 पासून पृथ्वीच्या कक्षेबाहेर विविध कृत्रिम उपग्रह पाठवण्याचा सपाटा माणसाने लावला आहे. बहुतांश कृत्रिम उपग्रह हे पृथ्वीभोवती पाठवण्यात आले तर काही पृथ्वीपासून लांब इतर ग्रह - सूर्याच्या दिशेने पाठवण्यात आले. 1971 पासून तर विविध स्पेस स्टेशन - अवकाश स्थानके सुद्धा पाठवायला सुरुवात झाली आहे. या स्पेस स्टेशन्सकडे सामानांची ने आण करण्यासाठी आता कार्गो व्हेहीकलची सुद्धा भर पडली आहे. पृथ्वीभोवती पाठवण्यात आलेल्या कृत्रिम उपग्रहांचा कार्यकाल हा विविध महिन्यांचा - वर्षांचा होता /असतो. त्यानंतर कार्यकाल संपलेल्या - बिघाड झालेल्या उपग्रहांची जागा नवे उपग्रह घेतात. तेव्हा या राहिलेल्या उपग्रहांचे, अवकाश स्थानकांचे, कार्गो व्हेहीकलचे पुढे नेमके काय होते ?

उपग्रहांच्या साधारण 3 प्रकारच्या कक्षा असतात. 

1..Low Earth Orbit -  पृथ्वीपासून साधारण 500 किलोमीटर उंचीपासून ते 2000 किमी उंचीपर्यंत. या कक्षेत पृथ्वीवरील विविध भूभागाची छायाचित्रे काढणारे उपग्रह असतात. लष्कर उपयोगी उपग्रहसुद्धा याच उंचीवर असतात. 

2.. Medium Earth Orbit - 2000 किमी ते 35 हजार किमी 700 किमी. या कक्षेमध्ये 22 हजार किमी उंचीवर अमेरिकेची GPS सेवा देणारे उपग्रह आहेत.

3..High Earth Orbit - या कक्षेतील उपग्रह हे पृथ्वीपासून 35,700 किमी उंचीवर असतात. या कक्षेत कमी अधिक उंचीवर भुस्थिर उपग्रह असतात. आपल्या सर्व टीव्ही यंत्रणा चालवणारे, संदेशवहन करणारे, हवामानाची 24 तास स्थिती सांगणारे, भारताची दिशा दर्शक प्रणाली ( 'नाविक' )असलेले कृत्रिम उपग्रह या उंचीवर असतात.

काही उपग्रह हे आणखी वेगळ्या कक्षेत असतात. पृथ्वीपासून खूप दूर पण पृथ्वीच्या कक्षेत सुर्याला प्रदक्षणा घालणारे असतात. तर आंतरराष्ट्रीय अवकाश स्थानक हे 410 ते 420 किमी उंचीवरून फिरत असते. 

आत्तापर्यंत 40 पेक्षा जास्त देशांचे विविध 8,500 पेक्षा जास्त उपग्रह पृथ्वीभोवती पाठवण्यात आले आहेत. यापैकी आत्ता सुमारे 2000 उपग्रह हे कार्यरत आहेत. यापैकी Low Earth Orbit मध्ये 63 टक्के, Medium Earth Orbit मध्ये 6 टक्के आणि High Earth Orbit मध्ये 30 टक्के उपग्रह आहेत असा अंदाज आहे.
 
आता एवढ्या विविध उंचीवर असलेल्या उपग्रहांचे पुढे काय होते ? कार्यकाल संपलेल्या, निकामी झालेल्या उपग्रहांचे होतं काय ?

तर असे उपग्रह हे त्याच कक्षेत राहिले तर ते इतर उपग्रहांना अडचणीचे ठरू शकतात. कारण पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षण शक्तीमुळे उपग्रहांची उंची ही काही किलोमीटरनी कमी होत असते. जोपर्यंत उपग्रह कार्यरत आहे तोपर्यंत ठराविक काळानंतर उपग्रह हे पूर्वस्थितीत नेले जातात. मात्र एकदा कार्यकाल संपल्यावर  उपग्रहाला सुरक्षित कक्षेत वर खाली नेले नाही तर ते इतर उपग्रहांना अडणीचे ठरू शकतात. विशेषतः Low Earth Orbit मध्ये जिथे उपग्रहांची संख्या मोठ्या प्रमाणात आहे तिथे हा धोका आहे. खास करून दोन उपग्रहांची किंवा अन्य अवकाशीय कचऱ्याची - Space Debris शी टक्कर उपग्रहाशी झाली तर निर्माण झालेले - वेगवेगळ्या दिशेने गेलेले तुकडे हे इतर उपग्रहांना आणखी धोकादायक ठरू शकतात.

उपग्रह कोणताही असू दे जर कोणताही अडथळा आला नाही तर तो उपग्रह एखाद्या कक्षेत अनेक वर्षे, अगदी हजारो वर्षे पृथ्वीभोवती फिरू शकतो. जोपर्यंत पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षण शक्तीमुळे त्याची पृथ्वीपासूनची उंची कमी होत पृथ्वीच्या वातावरणात येत नाही तोपर्यंत उपग्रह पृथ्वीभोवती फिरत रहाणार.

वस्तुस्थिती ही आहे की निकामी झालेल्या - कार्यकाल संपलेल्या कृत्रिम उपग्रहांची विल्हेवाट लावण्याचा कुठलाही नियम - कायदा - सक्ती जगामध्ये नाहीये ही एक मोठी दुर्देवाची गोष्ट आहे. त्यामुळे ज्यांना शक्य आहे ते देश किंवा संबंधित कंपनी हे उपग्रहाचा कालावधी संपल्यावर ठराविक पद्धतीने उंची कमी करत उपग्रहाला पृथ्वीच्या वातावरणाच्या दिशेने आणतात आणि त्यानंतर संबंधित उपग्रह वातावरणात जळून नष्ट होतो. किंवा एक सुरक्षित पण कमी उंचीवर आणल्यावर काही ठराविक काळानंतर गुरुत्वाकर्षणामुळे उंची कमी होत उपग्रहवातावरणात जळून नष्ट होतो. 

अर्थात अशी सक्ती  किंवा नियम नसला तरी अमेरिकासारख्या देशांनी किंवा या देशातील कंपन्यांनी उपग्रहांची विल्हेवाट लावण्याचा मान्य केलं आहे. 

इतर देश त्यांच्या उपग्रहांचे काय करतात ? तर माहीत नाही. स्वयंस्फूर्तीने असं कोणी करत असेलही पण अशी नेमक्या किती उपग्रहांची विल्हेवाट लावली आहे याची कोणतीही माहिती - आकडेवारी उपलब्ध नाही. 

आता आपली इस्रो काय करते ? तर माहीत नाही. इस्रोने असं काही जाहीर केल्याचं तरी ऐकिवात नाही.

अर्थात Low Earth Orbit मध्ये असलेल्या उपग्रहांबाबत वर उल्लेख केलेली प्रक्रिया करणे हे लगेच शक्य आहे, काहीसं सोपं आहे. पण मग Medium / High Earth Orbit - भुस्थिर कक्षेत असलेल्या उपग्रहांबद्दल काय ? एक तर त्याच उंचीवर उपग्रहाला त्याच्या नशिबावर सोडून देतात किंवा मग त्या उपग्रहांना आणखी वरच्या कक्षेत नेतात आणि त्या कक्षेत सोडून देतात. या कक्षेला graveyard orbit  म्हणतात. तर काही वेळेला त्या उंचीवर काही काळ ठेवल्यावर उपग्रहाची उंची कमी करत पृथ्वीच्या वातावरणात आणून नष्ट करतात, अर्थात याला बऱ्याच महिन्यांचा / वर्षांचा कालावधी लागतो.

Medium /High Earth Orbit मध्ये असलेल्या उपग्रहांची संख्या ही Low Earth Orbit मध्ये असलेल्या उपग्रहांपेक्षा खूपच - कितीतरी कमी आहे. त्यामुळे Medium / High Earth Orbit मध्ये उपग्रहांची गर्दी नसते. या कक्षेत खूपच मोकळी जागा - space असते. 

तेव्हा Low Earth Orbit मध्ये वापर नसलेल्या उपग्रहांची जेवढी समस्या आहे तेवढी वरच्या उंचीमध्ये 

अजिबात नाही किमान सध्या तरी नाही. 
आता हे झालं उपग्रहांबाबत, ज्यांचे सरासरी 3 टन वजन असते आणि बांधणीत भरभक्कम नसतात.

तर अवकाश स्थानके, अवकाश स्थानकांपर्यन्त वाहतूक करणारे -  सामानांची ने आन करणारे कार्गो व्हेहीकल हे 3 टन वजनापेक्षा जास्त वजनाचे असतात, बांधणीच्या बाबतीत अतिशय भरभक्कम असतात. या सर्व गोष्टींचा वावर हा 400  किमी उंचीपर्यंत असतो. ह्या सर्व गोष्टी कार्यकाल संपल्यावर - निकामी झाल्यावर पृथ्वीवर एका विशिष्ट ठिकाणी समुद्राच्या परिसरात नेऊन कोसळतात. कोसळतांना काही भाग पृथ्वीच्या वातावरणात नष्ट होतो, तर उर्वरित भाग समुद्रात पडतो. या भागाला Satellite Graveyard म्हणतात. हा भाग न्युझीलंडच्या पुर्वेला Point Nemo च्या परिसरात आहे. हाच का परिसर ? तर समुद्राच्या या भागात जलवाहतूक नाही, प्रवासी विमानांची वाहतूक नाही. मानवरहित असा हा समुद्राचा परिसर आहे. आत्तापर्यंत या भागात सोव्हिएत रशियाची 6 Salyut अवकाश स्थानके ( सर्व 18 टनापेक्षा जास्त वजनाची), मीर अवकाश स्थानक ( वजन 129 टन वजन ) कोसळवण्यात आली आहेत. एवढंच नाही तर सध्या आंतराष्ट्रीय अवकाश स्थानकात अंतराळवीरांसाठी आवश्यक सामान घेऊन जाणारे जपान, युरोपियन स्पेस एजन्सीची कार्गो व्हेहीकलसुद्धा याच भागात कोसळवण्यात येतात. 

थोडक्यात वर उल्लेख केल्या प्रकारे कृत्रिम उपग्रह, अवकाश स्थानके, कार्गो व्हेहीकल यांची विल्हेवाट लावली जाते. असं असलं तरी हे प्रमाण अत्यंत नगण्य आहे. आत्तापर्यंत किती उपग्रहांची विल्हेवाट लावली गेली आहे - जाणार आहे याबाबत ठोस माहिती उपलब्ध नाही. 

एवढंच नाही तर उपग्रह प्रक्षेपणा दरम्यान रॉकेट - प्रक्षेपक याचे अवशेष पृथ्वी भोवती फिरत रहातात ते वेगळे. असे निकामी उपग्रह आणि रॉकेटचे अवशेष यांना अवकाशीय कचरा - space debris म्हणहन ओळखलं जातं. हा एक वेगळा असा स्वतंत्र विषय आहे. ( यावर याआधी ब्लॉग लिहिला आहे त्याची लिंक.....https://bit.ly/3rFxVzW )

थोडक्यात कृत्रिम उपग्रहांचा वापर झाल्यावर त्यांचे भविष्यात काय करायचे याची कोणतीही ठोस योजना नाही. तेव्हा कृत्रिम उपग्रहांमुळे अवकाशात कचऱ्याचा प्रश्न भविष्यात निर्माण झाला, भविष्यातील अवकाश मोहिमा धोक्यात आल्या, इतर कार्यरत उपग्रहांना धोका निर्माण झाला तर आश्चर्य वाटायला नको……

No comments:

Post a Comment

गुरु आणि शनी ग्रहांचे आपल्यावर उपकार आहेत ?

#कुतूहल #curiosity गुरु आणि शनी ग्रहांचे आपल्यावर उपकार आहेत ? काही खगोल अभ्यासकांमध्ये असा एक मतप्रवाह आहे की गुरु ...