અવકાશ વિજ્ઞાન સામાન્ય પરિચય Introduction Of Space Science

પરિચય (Introduction)

• સ્પેસ ટેકનોલોજી : જ્યારે માણસ પૃથ્વીની સપાટીને અથવા વાતાવરણને છડીને અવકાશને લગતા સંશોધનો કરે છે તેનો સમાવેશ સ્પેસ ટેક્નોલોજી અથવા અવકાશ વિજ્ઞાનમાં કરવામાં આવે છે. આજે 21મી સદી એટલે કે વિજ્ઞાન અને ટેક્નોલોજીની સદી જેમા માણસે પોતાની સિદ્ધિઓને આકાશે આંબતી કરી છે ત્યારે અવકાશ વિજ્ઞાન પણ તેમાંથી બાકાત નથી. અવકાશ વિજ્ઞાનની શરૂઆત ન્યૂટનના મૃત્યુ બાદ 100 વર્ષ પછી થઈ છે.
• ન્યૂટનના મૃત્યુ બાદ 100 વર્ષ પછી પ્રસિદ્ધ થયેલી કેટલીક વૈજ્ઞાનિક દંતકથાઓમાં અવકાશી ઉડ્ડયનો વિશે રસપ્રદ વર્ણનો કરવામાં આવ્યાં હતાં. 1865 માં જગવિખ્યાત ફ્રેંચ લેખક જુલે વર્નની અત્યંત લોકપ્રિય નવલકથા 'From the Earth to the Moon' માં શકિતશાળી તોપની મદદથી પૃથ્વી પરથી ચંદ્ર સુધીની યાત્રા કરતા અવકાશયાન અંગે કલ્પના કરવામાં આવી હતી. 1857 માં એડવર્ડ હેઈલની લખેલી 'Brick Moon' નામની નવલકથામાં જળશકિત વડે ફરતા રાક્ષસી કદના વજનદાર ચક્રની મદદથી ઉપગ્રહને આકાશમાં ફેંકવાની કલ્પના કરવામાં આવી હતી. ત્યાર બાદ, પ્રખ્યાત બ્રિટિશ લેખક એચ. જી. વેલ્સની વૈજ્ઞાનિક દંતકથાઓ The War of the Worlds'(1898) અને 'The first Men in the Moon' (1901) પણ અત્યંત લોકપ્રિય થઈ હતી. આ બધી દંતકથાઓ તથા વીસમી સદીની શરૂઆતમાં વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીમાં થયેલી પ્રગતિને લીધે ઘણા લોકો એમ માનતા હતા કે ચંદ્ર પર જવાનું શકય છે.
• વૈશ્વિક સ્તરે અવકાશ વિજ્ઞાનના પ્રયત્નો દ્વિતીય વિશ્વયુદ્ધ પછી શરૂ કરવામાં આવ્યા હતા. જે નીચે મુજબ છે :

આંતરરાષ્ટ્રીય વૈજ્ઞાનિક કાર્યક્રમ (International Science Programme)

• 1950ના દશકા દરમિયાન એક મહત્વનો આંતરરાષ્ટ્રીય સહકારી વૈજ્ઞાનિક કાર્યક્રમ આયોજિત કરવામાં આવ્યો હતો. એ કાર્યક્રમ પ્રમાણે જુલાઈ 1957 થી ડિસેમ્બર 1958ના 18 મહિનાના સમયગાળાને 'આંતરરાષ્ટ્રીય ભૂ- ભૌતિકવૈજ્ઞાનિક વર્ષ' (International Geophysical Year-IGY) તરીકે જાહેર કરવામાં આવ્યું હતું.
• આ કાર્યક્રમમાં દુનિયાના ઘણા દેશોમાં પૃથ્વી સાથે સંબંધ ધરાવતા ભૂ-ભૌતિકવિજ્ઞાનનાં જુદાં જુદાં ક્ષેત્રોમાં ભૂમિ પરનાં સાધનો, બલૂન(ગુબ્બારા) તથા રોકેટની મદદથી પૃથ્વીના ઉચ્ચ વાતાવરણનાં વૈજ્ઞાનિક અવલોકનો લેવાનું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. એ સમયે અમેરિકા અને રશિયાએ મોટાં, શકિતશાળી રોકેટ બનાવ્યાં હતાં. જે વધારે વજનનાં ઉપકરણોને 300-400 કિ.મી.ની ઊંચાઈ સુધી લઈ જવાની ક્ષમતા ધરાવતાં હતાં. આ પ્રકારના રોકેટનો ઉપયોગ કરીને વૈજ્ઞાનિક ઉપકરણો ધરાવતા કૃત્રિમ ઉપગ્રહને પૃથ્વીની કક્ષામાં ફરતો મૂકવાની શકયતા અંગે પણ વિચારવામાં આવ્યું હતું. તથા 'આંતરરાષ્ટ્રીય ભૂ-ભૌતિકવૈજ્ઞાનિક વર્ષ' ના સમગ્ર કાર્યક્રમના એક મહત્વના ભાગ રૂપે કૃત્રિમ ઉપગ્રહની આવશ્યકતા ઉપર ભાર મૂકવામાં આવ્યો હતો.
• અમેરિકા તથા રશિયાએ એવો ઉપગ્રહ પૃથ્વીની કક્ષામાં મૂકવા અંગે જાહેરાત કરી હતી અને 4 ઓકટોબર, 1957ના રોજ સોવિયેટ રશિયાએ 84 કિ.ગ્રા. વજનનો વૈજ્ઞાનિક ઉપકરણો ધરાવતો દુનિયાનો પહેલો ઉપગ્રહ 'સ્પટનિક-1' પૃથ્વીની કક્ષામાં મૂકીને આખી દુનિયાને આશ્ચર્યમાં નાખી દીધી હતી. ત્યારબાદ ચાર મહિના પછી, અમેરિકાએ 31 જાન્યુઆરી, 1958 ના દિવસે તેનો પ્રથમ ઉપગ્રહ 'એકસપ્લોરર-1' (Explorer-1) અવકાશમાં મોકલ્યો હતો.
• આમ, ન્યૂટનના મૃત્યુ પછી બરાબર 230 વર્ષના લાંબા સમય બાદ ન્યૂટનની કલ્પનાનો પૃથ્વીનો કૃત્રિમ ઉપગ્રહ પૃથ્વીની કક્ષામાં ફરતો મૂકવામાં આવ્યો હતો અને એ રીતે દુનિયામાં અવકાશયુગ શરૂ થયો હતો. આ અનોખી સિદ્ધિમાં વિજ્ઞાન, ટેક્નોલોજી અને વિવિધ ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોનો ફાળો અત્યંત મહત્વનો હતો. આમાં મુખ્યત્વે વિમાન-ઉદ્યોગ, રાસાયણિક ઉદ્યોગ, ધાતુ-ઉદ્યોગ, રેડિયો-સંદેશાવ્યવહાર ટેકનોલોજી તથા વીજાણુશાસ્ત્ર (ઈલેકટ્રોનિકસ) જેવી ટેક્નોલોજીની ભૂમિકા અત્યંત મહત્વની હતી.

બાહ્ય અંતરિક્ષના શાંતિપૂર્ણ ઉપયોગ માટે સમિતિ (Committee on Peaceful Use of Outer Space - COPUOS)

• પ્રથમ કૃત્રિમ ઉપગ્રહના પ્રક્ષેપણના થોડા સમય બાદ સંયુકત રાષ્ટ્ર મહાસભાએ બાહ્ય અંતરિક્ષના શાંતિપૂર્ણ ઉપયોગ માટે એક 18 સભ્યોની સમિતિ (COPUOS) ની રચના કરી. જેમાં ભારત પણ એક સભ્ય છે.
• 1959 માં મહાસભાએ સમિતિને સ્થાયી અંગ તરીકે સ્થાપિત કરી અને તેનું મેન્ડેટ નક્કી કર્યુ. 1959 માં આ સમિતિમાં 24 સભ્યો હતા. ત્યારથી અત્યાર સુધીમાં તેની સંખ્યા વધીને 61 થઈ ગઈ છે અને તે સંયુકત રાષ્ટ્રની વિશાળ સમિતિઓમાંથી એક છે. COPUOS અને તેની ઉપ-સમિતિમાં દેશની સાથે સાથે અંતર્સરકારી અને બિન સરકારી આંતરરાષ્ટ્રીય સંગઠનો પણ પથવેક્ષક (Observer) ના રૂપમાં શામિલ છે.
• સંયુકત રાષ્ટ્ર મહાસભાએ બાહ્ય અંતરિક્ષના શાંતિપૂર્ણ ઉપયોગ માટે રચેલી સમિતિએ બાહ્ય અવકાશ પ્રવૃત્તિઓ સંબંધિત પાંચ સંધિઓ અને કરાર કર્યો.

બાહ્ય અંતરિક્ષ સંધિ (Outer Space Treaty)

• બાહ્ય અંતરિક્ષ સંધિ હસ્તાક્ષરકર્તાઓને પૃથ્વીની કક્ષામાં પરમાણુ હથિયાર અથવા અન્ય જન સંહારક હથિયાર પ્રસ્થાપિત કરતા અટકાવે છે. આ સંધિ ચંદ્ર તથા અન્ય અવકાશી પદાર્થોના શાંતિપૂર્ણ ઉપયોગની સીમા નક્કી કરે છે અને કોઈ પણ પ્રકારના હથિયારોના પરિક્ષણ, સૈન્ય કાર્યવાહી અથવા સૈન્ય મથક સ્થાપવા માટે અથવા કિલ્લેબંધીને પ્રતિબંધિત કરે છે.
• અમેરિકા, બ્રિટન અને સોવિયેત સંઘના હસ્તાક્ષર માટે આ સંધિ 27 જાન્યુઆરી, 1967 સુધી ખુલ્લી મુકાઈ હતી. આ સંધિને 10 ઓકટોબર, 1979 ના ચંદ્ર સમજુતીથી શાસિત કરવામાં આવે છે. સંયુકત રાષ્ટ્ર, સંઘના કાનૂની વિશેષજ્ઞો અનુસાર ચંદ્ર 'રેસ કમ્યુનિસ' (Res Communis)ની કાનૂની અવધારણા મુજબ દરેક વ્યકિત તેનો માલિક છે.
• ભારત સહિત 105 દેશોએ આ સંધિ પર હસ્તાક્ષર કરેલ છે.
• વર્ષ 2017 માં આ સંધિને 50 વર્ષ પૂર્ણ થયા.

બચાવ કરાર ( (Rescue Agreement)

• અવકાશયાત્રીઓ તેમજ બાહ્ય અવકાશમાં મોકલવામાં આવેલ પદાર્થોને અંતરિક્ષમાંથી પાછા લાવવા માટે 22 એપ્રિલ, 1968 ના રોજ અવકાશયાત્રીઓના બચાવ અંગેના કરાર કરવામાં આવ્યા હતા જે ડિસેમ્બર, 1968 ના રોજ અમલમાં મૂકવામાં આવ્યા હતા.
• ભારતે આ સંધિ પર હસ્તાક્ષર કરેલ છે.

જવાબદારી સંમેલન (Liability Convention)

• કોઈપણ અવકાશી પદાર્થ દ્વારા થતા નુકસાન સામે આંતરરાષ્ટ્રીય જવાબદારી અંગે 29 માર્ચ, 1972 ના રોજ કરાર કરવામાં આવ્યા હતા જેનું અમલીકરણ 1 સપ્ટેમ્બર, 1972 ના રોજ થયું હતું.
• ભારતે આ સંધિ પર હસ્તાક્ષર કરેલ છે.

નોંધણી સંમેલન (Registration Convention)

• બાહ્ય અવકાશમાં મોકલવાના ઓજેકટ અંગેના રજીસ્ટ્રેશન માટેના 1975 માં કરાર કરવામાં આવ્યા હતા જે 1976 થી અમલમાં મૂકવામાં આવ્યા છે.
• ભારતે આ સંધિ પર હસ્તાક્ષર કરેલ

ચંદ્રમા સંધિ (Moon Treaty)

• 1979 માં નક્કી કરવામાં આવેલી આ સંધિ 1984 થી લાગુ કરાઈ.
• આ સંધિ સંયુકત રાષ્ટ્ર કન્વેન્શનના સમુદ્રી કાનૂન'ને સમાંતર છે.
• આ સંધિ પર ઓસ્ટ્રેલિયા, ઓસ્ટ્રિયા, બેલ્જિયમ, ચિલી, કઝાકિસ્તાન, મેકિસકો, મોરોક્કો, નેધરલેન્ડ, પાકિસ્તાન, ફિલીપાઈન્સ અને ઉરુગ્ધ દ્વારા હસ્તાક્ષર કરવામાં આવ્યા છે.
• ભારત, ફ્રાંસ, ગ્વાટેમાલા, પેરુ અને રોમાનિયાએ હસ્તાક્ષર કર્યા છે પરંતુ હજુ સુધી બહાલી (Ratification) આપી નથી.

અવકાશમાં સૌપ્રથમ

 

અવકાશ ઉડ્ડયન માટેના નિયમો દર્શાવનાર પ્રથમ પુસ્તક	મેથેમેટીક પ્રિન્સિપ્લસ ઓફ નેચરલ ફિલોસોફી (આઈઝેક ન્યૂટન)
પ્રથમ કૃત્રિમ ઉપગ્રહ	સ્પુટનિક-1 (1957, રશિયા)
અવકાશમાં પ્રથમ જનાર પ્રાણી	લાયિકા કૂતરી (1957)
પ્રથમ હવામાન ઉપગ્રહ	વેન્ગાર્ડ-2 (1959)
પ્રથમ અવકાશયાત્રી અને તેનું અવકાશયાન	યુરી ગેગરિન (12 એપ્રિલ, 1961- રશિયા), વોસ્ટોક-1
પ્રથમ અમેરિકન અવકાશયાત્રી	જહોન ગ્લેન (1962)
પ્રથમ સંદેશાવ્યવહાર ઉપગ્રહ	ટેલસ્ટાર-1 (1962)
પ્રથમ મહિલા અવકાશયાત્રી	વેલેન્તિના તેરેક્કોવા (16 જૂન, 1963 - રશિયા), વોસ્ટોક-6
વિશ્વનું પ્રથમ મંગળ ગ્રહ પરનું સફળ અભિયાન	મરીનર-4 (1964, અમેરિકા)
અવકાશમાં પ્રથમ ચાલનાર વ્યકિત	એલેક્ષી લિયોનોવ (1965, રશિયા)
શુક્ર ગ્રહ પર જનાર પ્રથમ અવકાશ યાન	વેનેરા-3 (નવેમ્બર 1965, રશિયા)
ચંદ્ર પર સફળતાપૂર્વક ઊતરનાર સૌપ્રથમ અવકાશયાન	યુના-9 (1968, રશિયા)
ચંદ્રની ધરતી પર પ્રથમ પગ મૂકનાર	નીલ આર્મસ્ટ્રોંગ અને એડવિન ઓલ્ડ્રિન (20 જુલાઈ, 1969-યાન : એપોલો-1)(ર્દશ: અમેરિકા)
અવકાશમાં પ્રથમ અમેરિકન પ્રયોગશાળા	સ્કાયલેબ (1973, અમેરિકા)
ભારતનો પ્રથમ ઉપગ્રહ	આર્યભટ્ટ (1975)
ભારતમાંથી પ્રક્ષેપિત થયેલો પ્રથમ સ્વદેશી ઉપગ્રહ	રોહિણી (1979)
અવકાશમાં પ્રથમ સ્પેસ શટલ	કોલંબિયા (1981, અમેરિકા)
સંચાર માટે સ્થાપિત કરાયેલો સૌપ્રથમ ઉપગ્રહ	સ્કોર (ડિસેમ્બર 1981, અમેરિકા)
પ્રથમ ભારતીય અવકાશયાત્રી	રાકેશ શર્મા (1984)
પ્રથમ ભારતીય મહિલા અવકાશયાત્રી	કલ્પના ચાવલા (2003)
અવકાશમાં સૌથી વધુ રહેનાર	વાર્લી પોલયાકોવ (437 દિવસ, રશિયા)
અવકાશમાં જનાર પ્રથમ અંગ્રેજી - ગુજરાતી મહિલા	સુનિતા વિલિયમ્સ (2006)

નોંધ :- સ્કવોડ્રન લીડર રાકેશ શર્મા 3 એપ્રિલ, 1984ના રોજ અવકાશમાં જનાર પ્રથમ ભારતીય બન્યા હતા. તેઓ સોયુઝ T-2 અવકાશયાનમાં અન્ય બે રશિયન અવકાશ યાત્રીઓ સાથે કઝાકિસ્તાનના બેકાવુર કોસ્મોડ્રોમથી અવકાશમાં ગયા હતા (આ સાથે ભારત અવકાશમાં યાત્રી મોકલનાર 14મો દેશ બન્યો હતો તથા રાકેશ શર્મા 139મા અવકાશ યાત્રી હતા). અવકાશમાં જનાર પ્રથમ ભારતીય મહિલા કલ્પના ચાવલા હતી (જેનું ફેબ્રુઆરી 2003માં કોલમ્બિયા અવકાશયાન વાતાવરણમાં પુનઃપ્રવેશ પછી નષ્ટ થવાથી મૃત્યુ થયું હતું).

અવકાશ સાથે સંકળાયેલી વિવિધ પરિકલ્પનાઓ

• અંતરિક્ષ (Space) : પૃથ્વીની સપાટીથી 100 km (60 miles) ઊંચાઈ, જ્યાં વાયુઓની માત્રા નગણ્ય હોય તથા તે જગ્યામાંથી પસાર થતી વસ્તુ પર કોઈ ઘર્ષણબળ કાર્ય કરતું નથી અથવા ગુરૂત્વાકર્ષણબળ શૂન્ય હોય છે.
• કર્મન લાઈન (Karman Line) : સમુદ્ર સપાટી કરતા 100 km ઊંચાઈએ પૃથ્વીના વાતાવરણ અને બાહ્ય અવકાશ વચ્ચેની સીમા.
• ફોટોસ્ફીયર : સૂર્યના બાહ્ય તેજસ્વી ગોળારૂપ ભાગને ફોટોસ્ફિયર કહે છે. આ વિસ્તારનું તાપમાન આશરે 6,000 K હોય છે.
• સૂર્ય કલંકો : ફોટોસ્ફિયરના જે વિસ્તારનું તાપમાન ઓછું હોય છે ત્યાં ઊર્જાનું શોષણ થવાથી તે વિસ્તાર કાળા ટપકા સ્વરૂપે જોવા મળે છે જેને સૂર્ય કલંકો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
• કોરોના : પૂર્ણ સૂર્યગ્રહણ દરમિયાન સૂર્યપ્રકાશ ઢંકાઈ જવાથી સૌથી બહારનું સ્તર ઝળહળી ઊઠે છે. આ સ્તરને કોરોના કહેવામાં આવે છે. કોમોસ્ફિયર ફોટોસ્ફિયર અને કોરોના વચ્ચેનો વિસ્તાર કોમોસ્ફિયર તરીકે ઓળખાય છે.
• ગ્રહો : કોઈપણ તારાની આસપાસ નિશ્ચિત લંબવર્તુળાકાર માર્ગે ગતિ કરતા અવકાશી પદાર્થને ગ્રહ કહે છે. તે જે તારાની આસપાસ ગતિ કરતો હોય તેમાંથી જ છૂટો પડેલો હોય છે અને તેની પાસે પ્રકાશ અને ઊર્જા મેળવે
• લઘુગ્રહો : સૂર્યમંડળના નિર્માણ સમયે ગ્રહ બનવામાં નિષ્ફળ બનેલા નાના મોટાં (Asteroids) ખડકોને લઘુગ્રહો કહે છે. મોટા ભાગના લઘુગ્રહો મંગળ અને ગુરૂ વચ્ચેના પટ્ટામાં આવેલા છે.
• ઉપગ્રહો : મોટા પદાર્થની ફરતે પરીક્રમણ કરતાં નાના પદાર્થને તેના ઉપગ્રહ કહે છે.
• ઉલ્કાઓ : અવકાશમાંથી નાના મોટા પદાર્થો પૃથ્વી પર નિરંતર ખરતા હોય છે આ અવકાશી પદાર્થોને ઉલ્કાઓ કહેવામાં આવે છે. જેને ખરતા તારા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
• ઉલ્કાશિલાઓ : વિશાળ કદની ઉલ્કાઓ પૃથ્વીના વાતાવરણમાં સંપૂર્ણ સળગી ન જતાં સળગતા ગોળારૂપે પૃથ્વી પર પટકાય છે. આ અવશેષોને ઉલ્કાશિલા કહેવાય છે.
• ધૂમકેતુ : સૂર્યમંડળની ફરતે પ્લેટોની પેલે પાર લગભગ દસ અબજ અવકાશી પદાર્થોનો સમૂહ આવેલો છે જે ઊર્ટના વાદળ તરીકે ઓળખાય છે. અવકાશી પદાર્થો પ્રચંડ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ ધરાવતા તારાઓની હાજરીમાં કે અન્ય કારણોસર સૂર્ય તરફ ખસવા લાગે છે, જે ધૂમકેતુ તરીકે ઓળખાય છે. આ તારાને પૂછડિયા તારા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. માં- હેલીનો ધૂમકેતુ પ્રખ્યાત છે જે દર 76 વર્ષે દેખાય છે. છેલ્લે 1986 માં દેખાયો હતો હવે 2062 માં દેખાશે.
• કૃત્રિમ ઉપગ્રહ : અવકાશમાં સહેતુ તરતી મૂકવામાં આવેલી તથા પૃથ્વીની આસપાસ પરિક્રમણ કરતી માનવસર્જિત તથા સ્વયં સંચાલિત પ્રણાલીને કૃત્રિમ ઉપગ્રહ કહે છે.
• બ્લેક હોલ : બ્લેક હોલ એ અવકાશની એવી જગ્યા છે કે જ્યાંથી કશું જ છટકી ના શકે.
• ધ્રુવીય કક્ષા : જે કક્ષા પૃથ્વીના ધ્રુવોમાંથી પસાર થાય છે તેને ધ્રુવીય કક્ષાઓ કહે છે.
• ભૂ-સ્થિર કક્ષા : પૃથ્વીની સપાટીથી 35,786 km ઊંચાઈએ આવેલી કક્ષાને ભૂ-સ્થિર કક્ષા કહે છે.
• વિષુવવૃત્તીય કક્ષા : જે ભૂ-સ્થિર કક્ષા વિષુવવૃત્તને સમાંતર હોય છે તેને વિષુવવૃત્તીય કક્ષા કહે છે.
• રીમોટ સેન્સિંગ : કોઈપણ પદાર્થ કે ઘટના સાથે સીધા સંપર્કમાં આવ્યા સિવાય દૂરથી કોઈ ઉપકરણની મદદ વડે તે પદાર્થ કે ઘટનાના ગુણધર્મોની માહિતી મેળવવાની પદ્ધતિને રિમોટ સેન્સિંગ કહે છે.
• એકઝોપ્લેનેટ : સૂર્યમંડળની બહાર આવેલા અન્ય તારાની આસપાસ ભ્રમણ કરતાં અન્ય ગ્રહોને 'એકઝોપ્લેનેટ' કહે છે.