इसरो का आदित्य-एल1 सौर मिशन: भारत अंतरिक्ष से सूर्य का अध्ययन कैसे करता है?

2 सितंबर 2023 को, चंद्रमा के दक्षिणी ध्रुव पर चंद्रयान-3 की ऐतिहासिक लैंडिंग के ठीक 10 दिन बाद, इसरो ने श्रीहरिकोटा के सतीश धवन अंतरिक्ष केंद्र से PSLV-C57 रॉकेट को प्रक्षेपित किया।

रॉकेट के शीर्ष पर था 1,475 किलोग्राम वजनी आदित्य-एल1 उपग्रह — जो किसी चंद्रमा या ग्रह की ओर नहीं, बल्कि गहरे अंतरिक्ष में स्थित एक अदृश्य गुरुत्वाकर्षण संतुलन बिंदु की यात्रा पर निकला था।

जनवरी 2024 में, चार महीने की यात्रा और 15 लाख किलोमीटर की दूरी तय करने के बाद, आदित्य-एल1 ने सफलतापूर्वक लैग्रेंज बिंदु 1 (L1) की हेलो कक्षा में प्रवेश किया।

आइए समझते हैं कि भारत का यह सौर पहरेदार अंतरिक्ष के सबसे बड़े भभकते आग के गोले पर कैसे नजर रखता है।

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1. लैग्रेंज बिंदु 1 (L1) क्या है और इसे ही क्यों चुना गया?

यदि आप किसी उपग्रह को सीधे पृथ्वी और सूर्य के बीच में छोड़ दें, तो दो गुरुत्वाकर्षण बल विपरीत दिशाओं में काम करेंगे:

• सूर्य का विशाल गुरुत्वाकर्षण उसे अपनी ओर खींचेगा।
• पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण उसे वापस अपनी ओर खींचेगा।

1772 में इतालवी-फ्रांसीसी गणितज्ञ जोसेफ-लुई लैग्रेंज (Joseph-Louis Lagrange) ने गणना की कि दो खगोलीय पिंडों के तंत्र में ऐसे 5 स्थिर संतुलन बिंदु (Lagrange Points) होते हैं, जहां दोनों पिंडों का गुरुत्वाकर्षण खिंचाव और उपग्रह का अपकेंद्रीय बल (Centrifugal Force) ठीक एक बराबर हो जाते हैं।

        [सूर्य] <--- 14.85 करोड़ किमी ---> [ L1 ] <--- 15 लाख किमी ---> [पृथ्वी]
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                              हेलो कक्षा में आदित्य-एल1

L1 बिंदु के तीन अद्वितीय लाभ:

1. 24 घंटे बिना ग्रहण का नजारा: पृथ्वी की निचली कक्षा वाले उपग्रह (जैसे हबल टेलिस्कोप) हर 90 मिनट में पृथ्वी की छाया में आ जाते हैं। लेकिन L1 बिंदु पर कभी कोई ग्रहण नहीं लगता। उपग्रह साल के 365 दिन, 24 घंटे बिना रुके सूर्य को देख सकता है।
2. पृथ्वी के चुंबकीय सुरक्षा घेरे से बाहर: पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर सौर हवाओं को रोक लेता है। L1 पर रहकर उपग्रह सूर्य से निकलने वाले मौलिक प्लाज्मा और कणों का सीधा अध्ययन कर सकता है।
3. कम ईंधन की खपत: L1 के चारों ओर त्रि-आयामी हेलो कक्षा (Halo Orbit) में चक्कर लगाने से उपग्रह को 5 वर्षों के अपने जीवनकाल में बहुत कम ईंधन खर्च करना पड़ता है।

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2. आदित्य-एल1 के 7 वैज्ञानिक पेलोड (उपकरण)

आदित्य-एल1 पर इसरो, इंडियन इंस्टीट्यूट ऑफ एस्ट्रोफिजिक्स (IIA बेंगलुरु) और आयुका (IUCAA पुणे) द्वारा विकसित 7 अत्याधुनिक वैज्ञानिक उपकरण लगे हैं:

VELC की इंजीनियरिंग महारत

VELC इस मिशन का सबसे प्रमुख उपकरण है। सूर्य का कोरोना उसकी सतह से लाखों गुना मंद होता है। इसलिए सूर्य की चकाचौंध को छुपाने के लिए VELC के अंदर एक कृत्रिम पर्दा (Occulter Disk) लगाया गया है, जो उपकरण के भीतर कृत्रिम पूर्ण सूर्यग्रहण पैदा करता है।

यह उपकरण सूर्य के किनारे के बेहद करीब (1.05 सौर त्रिज्या तक) कोरोना का अध्ययन कर सकता है और प्रतिदिन 1,440 तस्वीरें धरती पर भेजता है।

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3. 150 साल पुराना रहस्य: 'कोरोनल हीटिंग' की पहेली

आदित्य-एल1 का सबसे बड़ा वैज्ञानिक लक्ष्य उस पहेली को सुलझाना है जिसे कोरोनल हीटिंग प्रॉब्लम (Coronal Heating Paradox) कहा जाता है:

• सूर्य के केंद्र का तापमान: ~1.5 करोड़ डिग्री सेल्सियस (जहां परमाणु संलयन होता है)
• सूर्य की सतह का तापमान (फोटोस्फीयर): लगभग 5,500 डिग्री सेल्सियस
• सूर्य का बाहरी वायुमंडल (कोरोना): 10 लाख से 30 लाख डिग्री सेल्सियस!

ऊष्मागतिकी (Thermodynamics) के दूसरे नियम के अनुसार, गर्मी हमेशा गर्म वस्तु से ठंडी वस्तु की ओर बहती है। यदि आप किसी अलाव या हीटर से दूर जाते हैं, तो ठंड बढ़नी चाहिए, गर्मी नहीं।

लेकिन सूर्य के मामले में, जब आप 5,500°C वाली सतह से ऊपर उठकर खाली अंतरिक्ष में जाते हैं, तो तापमान रहस्यमयी तरीके से लाखों डिग्री तक बढ़ जाता है!

वैज्ञानिकों का मानना है कि इसके पीछे दो संभावित कारण हैं:

1. नैनो-फ्लेयर्स (Nanoflares): सतह पर होने वाले अरबों सूक्ष्म चुंबकीय विस्फोट जो कोरोना में अपार ऊर्जा छोड़ते हैं।
2. अल्फवेन तरंगें (MHD Alfvén Waves): चुंबकीय रेखाओं के साथ चलने वाली ऊर्जा की शक्तिशाली तरंगें।

आदित्य-एल1 के उपकरण SUIT और VELC एक साथ नीचे की सतह और ऊपर के कोरोना को देखकर इस ऊर्जा के प्रवाह को रीयल-टाइम में ट्रैक कर रहे हैं।

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4. स्पेस वेदर: सौर तूफानों से पृथ्वी की रक्षा

अंतरिक्ष में बैठा यह उपग्रह आम इंसान के लिए क्यों जरूरी है? क्योंकि हमारी आधुनिक दुनिया बिजली ग्रिडों, इंटरनेट और GPS उपग्रहों पर टिकी है।

सूर्य से समय-समय पर विशाल सौर तूफान उठते हैं, जिन्हें कोरोनल मास इजेक्शन (CME) कहते हैं। इनमें अरबों टन चुंबकीय प्लाज्मा 3,000 किमी/सेकंड की रफ्तार से अंतरिक्ष में फेंका जाता है।

1859 का कैरिंगटन इवेंट (Carrington Event)

इतिहास का सबसे भयानक सौर तूफान 1859 में आया था। उस समय टेलीग्राफ के तारों में आग लग गई थी और ऑपरेटरों को बिजली के झटके लगे थे।

यदि आज वैसा कोई विशाल सौर तूफान पृथ्वी से टकराता है, तो:

• कई देशों के बिजली ग्रिड महीनों के लिए जल सकते हैं।
• सभी GPS और मोबाइल सैटेलाइट नष्ट हो सकते हैं।
• खरबों डॉलर का नुकसान हो सकता है।

चूंकि आदित्य-एल1 पृथ्वी से 15 लाख किलोमीटर आगे बैठा है, इसलिए इसके सेंसर सौर तूफानों की शॉकवेव को पृथ्वी तक पहुंचने से 30 से 60 मिनट पहले पकड़ लेते हैं। यह अग्रिम चेतावनी पृथ्वी के बिजली ग्रिडों और उपग्रहों को सुरक्षित 'सेफ मोड' में डालने का जीवन रक्षक समय देती है।

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:::disclaimer वैज्ञानिक संदर्भ: यह लेख भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन (ISRO), IIA और IUCAA द्वारा प्रकाशित आधिकारिक मिशन विवरणों और वैज्ञानिक प्राथमिकताओं पर आधारित शैक्षणिक विश्लेषण है। :::