Saturday, September 2, 2023 11:10 PM IST
ഡോ. ജിമ്മി സെബാസ്റ്റ‍്യൻ
സൗരയൂഥത്തിലെ ഏറ്റവും അടുത്തുള്ള നക്ഷത്രവും ഏറ്റവും വലിയ വസ്തുവുമാണ് നമ്മുടെ സൂര്യൻ. സൂര്യന്‍റെ പ്രായം ഏകേദശം 450 കോടി വർഷമാണ്. ഭൂമിയിൽനിന്ന് സൂര്യനിലേക്കുള്ള ദൂരം ഏകദേശം 15 കോടി കിലോമീറ്ററാണ്. ഇത് നമ്മുടെ സൗരയൂഥത്തിന്‍റെ ഊർജസ്രോതസാണ്. സൗരോർജം കൂടാതെ ഭൂമിയിലെ ജീവൻ, നമുക്കറിയാവുന്നതുപോലെ, നിലനിൽക്കില്ല. സൂര്യന്‍റെ ഗുരുത്വാകർഷണം സൗരയൂഥത്തിലെ എല്ലാ വസ്തുക്കളെയും ഒരുമിച്ച് നിർത്തുന്നു.
‘കോർ’ എന്നറിയപ്പെടുന്ന സൂര്യന്‍റെ മധ്യഭാഗത്ത് താപനില 1.5 കോടി ഡിഗ്രി സെൽഷസ് വരെ എത്താം. ഈ ഊഷ്മാവിൽ, ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ എന്നു വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു പ്രക്രിയ സൂര്യനെ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്ന കാന്പിൽ നടക്കുന്നു. ഫോട്ടോസ്ഫിയർ എന്നറിയപ്പെടുന്ന സൂര്യന്‍റെ ദൃശ്യമായ ഉപരിതലം താരതമ്യേന തണുപ്പുള്ളതും ഏകദേശം 5,500 ഡിഗ്രി സെൽഷസ് താപനിലയുള്ളതുമാണ്.
ആദിത്യ എൽ 1
ആദിത്യ എൽ 1 ഉപയോഗിച്ച് ഐഎസ്ആർഒ സൂര്യനെക്കുറിച്ച് പഠിക്കാനുള്ള ബഹിരാകാശ അധിഷ്ഠിത ഇന്ത്യൻ സോളാർ ദൗത്യത്തിന് തുടക്കമിട്ടു. ഐഎസ്ആർഒയുടെ സൗരോർജ ദൗത്യങ്ങൾക്കായുള്ള ആദ്യത്തെ ബഹിരാകാശ നിരീക്ഷണ കേന്ദ്രമാണിത്. ബഹിരാകാശപേടകം ഭൂമിയിൽനിന്ന് ഏകദേശം 15 ലക്ഷം കിലോമീറ്റർ അകലെ സൂര്യ-ഭൗമ വ്യവസ്ഥയുടെ ലഗ്രാൻജ് പോയിന്റ് 1 (L1)ന് ചുറ്റുമുള്ള പരിക്രമണപഥത്തിൽ (ഹാലോ ഓർബിറ്റ്) സ്ഥാപിക്കും. L1ന് സമീപം, പേടകം ഒരു തടസവുമില്ലാതെ തുടർച്ചയായി സൂര്യനെ നിരീക്ഷിക്കും. വൈദ്യുതകാന്തിക, കണികാ ഡിറ്റക്ടറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സൂര്യന്‍റെ പുറംഭാഗങ്ങളായ ഫോട്ടോസ്ഫിയർ, ക്രോമോസ്ഫിയർ, സൂര്യന്‍റെ ഏറ്റവും പുറംപാളികൾ (കൊറോണ) എന്നിവ നിരീക്ഷിക്കാൻ പേടകം ഏഴ് പേലോഡുകൾ വഹിക്കും. നാല് പേലോഡുകൾ നേരിട്ട് സൂര്യനെ വീക്ഷിക്കും. ശേഷിക്കുന്ന മൂന്ന് പേലോഡുകൾ ലഗ്രാഞ്ച് പോയിന്റ് എൽ 1ൽ കണങ്ങളെയും ഫീൽഡുകളെയുംകുറിച്ച് പഠനം നടത്തും.
ലഗ്രാഞ്ച് പോയിന്റുകൾ
സൂര്യനും ഭൂമിയും തമ്മിലുള്ള ഗുരുത്വാകർഷണ സംവിധാനത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, ബഹിരാകാശത്ത് ഒരു ചെറിയ വസ്തുവിനെ വച്ചാൽ അത് തങ്ങിനിൽക്കുന്ന സ്ഥാനങ്ങളെ ലഗ്രാഞ്ച് പോയിന്റുകൾ എന്നു വിളിക്കുന്നു. വളരെ കുറച്ച് ഇന്ധനം ഉപയോഗിച്ചുകൊണ്ട് ബഹിരാകാശ പേടകത്തിന് ഈ പോയിന്റുകളിൽ തുടരാനാകും. രണ്ട്-ആകാശഗോള ഗുരുത്വാകർഷണ സംവിധാനങ്ങൾക്ക് L1, L2, L3, L4, L5 എന്നിങ്ങനെ സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന അഞ്ച് ലഗ്രാഞ്ച് പോയിന്റുകൾ ഉണ്ടാകും. ലഗ്രാഞ്ച് പോയിന്റ് L1 സൂര്യനും ഭൂമിക്കും ഇടയിലാണ് സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത്. ഭൂമിയിൽനിന്നുള്ള L1ന്‍റെ ദൂരം ഭൂമി-സൂര്യൻ ദൂരത്തിന്‍റെ ഏകേദശം ഒരു ശതമാനമാണ്. ഇറ്റാലിയൻ ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജോസഫ്-ലൂയിസ് ലഗ്രാഞ്ചിന്‍റെ പേരിലാണ് ഈ പേര്.
ശ്രീഹരിക്കോട്ടയിലെ സതീഷ് ധവാൻ സ്പേസ് സെന്‍ററിൽനിന്നാണ് ഐഎസ്ആർഒ ആദിത്യ എൽ1 ബഹിരാകാശത്തേക്ക് വിക്ഷേപിച്ചത്. തുടക്കത്തിൽ ലോ എർത്ത് ഓർബിറ്റിലാണ് പേടകം സ്ഥാപിക്കുക. തുടർന്ന്, ഭ്രമണപഥം കൂടുതൽ ദീർഘവൃത്താകൃതിയിലാക്കുകയും പിന്നീട് ഓണ്ബോർഡ് പ്രൊപ്പൽഷൻ ഉപയോഗിച്ച് ബഹിരാകാശപേടകം ലഗ്രാഞ്ച് പോയിന്റിലേക്ക് (L1) വിക്ഷേപിക്കുകയും ചെയ്യും.
ബഹിരാകാശപേടകം L1ലേക്ക് നീങ്ങുന്പോൾ, അത് ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വാകർഷണ സ്വാധീനമേഖല (സ്ഫിയർ ഓഫ് ഇൻഫ്ളുവൻസിൽ നിന്ന് SOI) പുറത്തുകടക്കും. ഇങ്ങനെ പുറത്തു കടന്നശേഷം, ക്രൂയിസ് ഘട്ടം ആരംഭിക്കും. തുടർന്ന് ബഹിരാകാശപേടകം L1ന് ചുറ്റുമുള്ള ഒരു ഹാലോ ഭ്രമണപഥത്തിലേക്ക് നീങ്ങും. ആദിത്യ-L1 വിക്ഷേപണം മുതൽ L1ൽ എത്താൻ ഏകദേശം നാല് മാസത്തെ യാത്രയുണ്ടാകും.
ശാസ്ത്രലക്ഷ്യങ്ങൾ
1. സൂര്യന്‍റെ കൊറോണയുടെ താപനം, സൗരവാതത്തിന്‍റെ ത്വരണം.
2. സൗരാന്തരീക്ഷത്തിന്‍റെ സംയോജനവും ചലനാത്മകതയും.
3. സൗരവാതത്തിന്‍റെ വിതരണവും അസമമായ താപനിലയും.
4. കൊറോണൽ മാസ് ഇജക്‌ഷൻ (CME) ആരംഭിക്കൽ. സൗരജ്വാലകൾ, ഭൂമിക്ക് സമീപമുള്ള ബഹിരാകാശ കാലാവസ്ഥ.
Payload 1 (VELC-Visible Emission Line Coronagraph)
ആദിത്യ എൽ 1ലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട പേലോഡാണ് VELC പേലോഡ്. സൂര്യന്‍റെ പുറംഭാഗത്ത് ചിത്രമെടുക്കൽ, സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി, സ്പെക്‌ട്രോ പോളാരിമ്രെടി എന്നിവ ഒരേസമയം ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന ഒരു സോളാർ കൊറോണഗാഫ് ആണ് ഇത്. സോളാർ കൊറോണ, അതിന്‍റെ ചലനാത്മകത, കൊറോണൽ ദ്രവ്യത്തിന്‍റെ പുറന്തള്ളലിന്‍റെ ഉത്ഭവം, സോളാർ കൊറോണയുടെ കാന്തികവലയങ്ങളുടെ അളവുകൾ എന്നിവയെപ്പറ്റി പഠിക്കാൻ VELC പേലോഡ് വഴി ലഭിച്ച ചിത്രവും സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പിക് നിരീക്ഷണങ്ങളും സഹായിക്കും.
Payload 2 (SUIT - Solar Ultra-violet Imaging Telescope)
SUIT നടത്താൻ പോകുന്ന നിരീക്ഷണങ്ങൾ, പ്രകാശത്തിന്‍റെ അൾട്രാവയലറ്റ് മേഖലയിൽ സൂര്യനെ നിരീക്ഷിച്ച മുൻനിര രാജ്യങ്ങളുടെ പട്ടികയിൽ ഇന്ത്യയെ എത്തിക്കും. ഇത് 2000 - 4000 ആഗ്സ്ട്രോം തരംഗദൈർഘ്യശ്രേണിയിലുള്ള പൂർണസൂര്യന്‍റെ വിശദമായ ചിത്രങ്ങൾ നൽകും. മുഴുവൻ തരംഗദൈർഘ്യ ശ്രേണിയിലുള്ള പൂർണസൂര്യന്‍റെ ചിത്രങ്ങൾ ഇതുവരെ ലഭിച്ചിട്ടില്ല. കഴിഞ്ഞ പത്ത് വർഷത്തിനിടെ 200ലധികം ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ സഹായത്തോടെയാണ് SUIT ഉപകരണം നിർമിച്ചത്.
Payload 3 (SoLEXS: Solar Low Energy X-ray Spectrometer)
സൂര്യന്‍റെ ജ്വാലകൾ നിരീക്ഷിക്കുന്നതിനുള്ള കുറഞ്ഞ ഊർജ സോളാർ എക്സ്-റേ സ്പെക്‌ട്രോമീറ്ററാണിത്. അതിന്‍റെ പ്രധാന ദൗത്യം (i) ഡിസി ചൂടാക്കൽ മെക്കാനിസത്തിന്‍റെ വേഗത കുറഞ്ഞ പ്രക്രിയയെക്കുറിച്ചുള്ള ഡാറ്റ ശേഖരിക്കുക, (ii) കൊറോണൽ മാസ് ഇജക്‌ഷനുമായുള്ള ബന്ധത്തോടൊപ്പം സൗരജ്വാലകളുടെ ഭൗതിക സവിശേഷതകൾ പഠിക്കുക, (iii) കൊറോണൽ താപനില കൃത്യമായി അളക്കുക.
Payload 4 (HEL1OS: -High Energy L1 Orbiting X-ray Spectrometer)
ഒരു സോളാർ ജ്വാലയുടെ താപവും താപേതര ഘടകങ്ങളും ചേരുന്ന ഭാഗം പഠിക്കുന്നതിനുള്ള ഉയർന്ന ഊർജമുള്ള എക്സ്-റേ സ്പെക്‌ട്രോമീറ്ററാണിത്. സൗരജ്വാലകളിൽ, ഊർജം പെട്ടെന്ന് പുറത്തുവരുന്നു, ഭാഗികമായി ചൂടുള്ള പ്ലാസ്മകളുടെ താപ ഊർജമായും ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ താപേതര കണങ്ങളുടെ ഗതികോർജമായും പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഈ ഉപകരണം സോളാർ കൊറോണയിലെ ചലനാത്മക സംഭവങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കുകയും പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്ന സംഭവങ്ങളിൽ കണങ്ങളെ ത്വരിതപ്പെടുത്താൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഊർജത്തിന്‍റെ ഒരു കണക്ക് നൽകുകയും ചെയ്യും.
Payload 5 (ASPEX:- Aditya Solar wind Particle Experiment)
എൽ 1 പോയിന്‍റിൽനിന്ന് സൗരവാത കണങ്ങളെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നതിലും ഊർജസ്വലമാക്കുന്നതിലും ഷോക്ക് ഇഫക്റ്റുകൾ, തരംഗ-കണിക ഇടപെടലുകൾ തുടങ്ങിയ സൗര, ഗ്രഹാന്തര പ്രകിയകളുടെ ബന്ധം മനസിലാക്കുക എന്നതാണ് ASPEXന്‍റെ പ്രാഥമിക ലക്ഷ്യം. ഈ ലക്ഷ്യങ്ങൾ കൈവരിക്കുന്നതിന്, സൗരവാതത്തിന്‍റെ വേഗം കുറഞ്ഞതും വേഗമേറിയതുമായ ഘടകങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന താഴ്ന്നതും ഉയർന്നതുമായ ഊർജകണങ്ങളെ ASPEX അളക്കുന്നു.
Payload 6 (PAPA:- Plasma Analyser Package for Aditya)
PAPAയിൽ രണ്ട് സെൻസറുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു; സോളാർ വിൻഡ് ഇലക്‌ട്രോണ്‍ എനർജി പ്രോബ് (SWEEP), സോളാർ വിൻഡ് അയോണ്‍ കോന്പോസിഷൻ അനലൈസർ (SWICAR), ഇത് സൗരവാതത്തിന്‍റെ ഇലക്‌ട്രോൺ ഫ്ളക്സും സൗരവാതത്തിന്‍റെ അയോണ്‍ ഫ്ളക്സും അതിന്‍റെ ദിശയും ഊർജവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് ഘടനയും അളക്കും. പ്രോട്ടോണുകൾ, ആൽഫ കണികകൾ, ഇലക്‌ട്രോണുകൾ, ഭാരമേറിയ അയൊണൈസ്ഡ് ആറ്റങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ചാർജുള്ള കണങ്ങൾ അടങ്ങിയ കാന്തികവത്കരിച്ച പ്ലാസ്മയാണ് സൗരവാതം (Solar Wind). ഗ്രഹങ്ങൾക്ക് ചുറ്റുമുള്ള കാന്തികവലയങ്ങളുടെ രൂപത്തിനും ഇത് ഉത്തരവാദിയാണ്. സൗരവാതം രൂപപ്പെടുന്നതിന്‍റെ കൃത്യമായ സംവിധാനം അജ്ഞാതമാണ്. സൗരവാതത്തിന്‍റെ ഘടനയിൽ സൗരവാത പ്രക്രിയകളാൽ പരിഷ്കരിച്ച സോളാർ കൊറോണയുടെ ഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. സൗരവാതത്തിന്‍റെ ഘടന കൃത്യമായി അളക്കുന്നത് കൊറോണയുടെ യഥാർഥ ഘടനയിൽനിന്ന് വ്യത്യസ്ത പ്രക്രിയകളുടെ ഫലങ്ങളെ വേർതിരിക്കാൻ നമ്മെ സഹായിക്കും.
Payload 7 (MAG:- Magnetometer)
മാഗ്നെറ്റോമീറ്റർ അല്ലെങ്കിൽ ഫ്ളക്സ്ഗേറ്റ് ഡിജിറ്റൽ മാഗ്നെറ്റോമീറ്റർ (എഫ്ജിഎം) ഉപകരണത്തിന്‍റെ സൈറ്റിലെ കാന്തികവലയം അളക്കാൻ ഉപേയാഗിക്കുന്നു. സൗരവാതവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട കാന്തികവലയം അളക്കേണ്ട ആദിത്യ എൽ 1ലെ മറ്റ് ശാസ്ത്രീയ പരീക്ഷണങ്ങളെ സഹായിക്കാൻ ഇതാവശ്യമാണ്. രണ്ട് സൈറ്റ് സെൻസറുകൾ (ടൈ-ആക്സിയൽ ഓരോന്നും) അതിൽ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒന്ന് അഗ്രഭാഗത്തും (പേടകത്തിൽനിന്ന് ആറു മീറ്റർ അകലെ) മറ്റൊന്ന്, മധ്യഭാഗത്തും (പേടകത്തിൽ നിന്ന് മൂന്നു മീറ്റർ അകെല). ഈ പരീക്ഷണത്തിന്‍റെ പ്രധാന ശാസ്ത്രലക്ഷ്യം ഇന്‍റർപ്ലാനറ്ററി മാഗ്നെറ്റിക് ഫീൽഡിന്‍റെ (ഐഎംഎഫ്) വ്യാപ്തിയും സ്വഭാവവും പ്രാദേശികമായി അളക്കുക എന്നതാണ്.
സൂര്യനിൽനിന്നുള്ള കൊറോണൽ മാസ് ഇജക്‌ഷനുകൾ (സിഎംഇ) കണ്ടെത്തി അസ്വസ്ഥമായ കാന്തിക അവസ്ഥകളും ത്രീവ സൗര സംഭവങ്ങളും ഇതു പഠിക്കും. എൽ 1 പോയിന്‍റിൽ സോളാർ കൊറോണയിൽനിന്നു പുറപ്പെടുന്ന കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയിലുള്ള പ്ലാസ്മ തരംഗങ്ങൾ കണ്ടെത്തുക എന്നതാണ് നിർദിഷ്ട ദ്വിതീയ ശാസ്ത്ര ലക്ഷ്യങ്ങൾ. ഇത് ഗ്രഹാന്തര ബഹിരാകാശത്തെ ബാധിക്കുന്ന സൂര്യനെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ നൽകും.
ഇതൊരു സന്പൂർണ ദൗത്യമാണോ? വ്യക്തമായ ഉത്തരം ‘ഇല്ല’ എന്നതാണ്
പേലോഡ് വഹിക്കുന്ന ബഹിരാകാശ പേടകത്തിന് പരിമിതമായ വലിപ്പമായതിനാൽ പരിമിതമായ ഉപകരണങ്ങൾ മാത്രമേ പേടകത്തിൽ സ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയൂ.ആദിത്യ എൽ 1ന്‍റെ കാര്യത്തിൽ, എല്ലാ നിരീക്ഷണങ്ങളും L1ൽ നിന്നായിരിക്കും. സൂര്യന്‍റെ വിവിധ പ്രതിഭാസങ്ങൾ മൾട്ടി-ഡയറക്‌ഷണൽ ആണ്. അതിനാൽ സ്ഫോടനാത്മക പ്രതിഭാസങ്ങളുടെ ഊർജത്തിന്‍റെ ദിശാപരമായ വിതരണം ആദിത്യ എൽ 1 ഉപേയാഗിച്ച് മാത്രം പഠിക്കാൻ കഴിയില്ല. അതിനാൽ തുടർപഠനങ്ങൾക്ക് ഭാവി ദൗത്യങ്ങൾ ആവശ്യമായി വരും.
എന്തിനാണ് സൂര്യനെ പഠിക്കുന്നത്
ഭൂമിയുടെ ആവാസവ്യവസ്ഥയിൽ സൂര്യന്‍റെ സ്വാധീനം അവിശ്വസനീയമാംവിധം സങ്കീർണമാണ്. റേഡിയേഷന്‍റെ അളവിനെ ആശ്രയിച്ച്, ഇത് ജീവൻ നിലനിർത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു അനുഗ്രഹമോ ഭൂമിയിലെ ജീവന് അത്യന്തം അപകടകരമോ ആകാം. ഈ വികിരണത്തിന്‍റെയും സൂര്യൻ അയയ്ക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളുടെയും ഊർജം വളരെ തീവ്രവും ചലനാത്മകവുമാണ്. ഇത് നമുക്കു ചുറ്റുമുള്ള ബഹിരാകാശ കാലാവസ്ഥയിൽ മാറ്റങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും ഭൂമിയിലെ നമ്മുടെ ആശയവിനിമയ സംവിധാനങ്ങളെയും ബഹിരാകാശ സാങ്കേതികവിദ്യയെയും തടസപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, അത്തരം സംഭവങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള മുൻകൂർ മുന്നറിയിപ്പ് മുൻകൂർ തിരുത്തൽ നടപടികൾ സ്വീകരിക്കുന്നതിന് പ്രധാനമാണ്.
ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷവും അതിന്‍റെ കാന്തികക്ഷേത്രവും ഒരു സംരക്ഷണകവചമായി പ്രവർത്തിക്കുകയും സൂര്യനിൽനിന്നുള്ള കണങ്ങളും ഫീൽഡുകളും ഉൾപ്പെടെ നിരവധി ദോഷകരമായ വികിരണങ്ങളെ തടയുകയും ചെയ്യുന്നു. വിവിധ വികിരണങ്ങൾ ഭൂമിയിൽ എത്താത്തതിനാൽ, ഭൂമിയിൽനിന്നുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്ക് അത്തരം വികിരണം കണ്ടെത്താൻ കഴിയില്ല. കൂടാതെ, ഈ വികിരണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സോളാർ പഠനങ്ങൾ നടത്താനും കഴിയില്ല. എന്നിരുന്നാലും, ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിനു പുറത്തുനിന്ന്, അതായത് ബഹിരാകാശത്തുനിന്ന് നിരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി അത്തരം പഠനങ്ങൾ നടത്താം.
(തേവര സേക്രഡ് ഹാർട്ട് കോളജ് ഫിസിക്സ് ഡിപ്പാർട്ട്മെന്‍റിൽ അസി. പ്രഫസറാണ് ലേഖകൻ)