வால்மீனில் தடம் வைக்கப் போகும் ரோஸெட்டா விண்ணுளவியின் திட்டப் பணிகள் -2

This entry is part of 35 in the series 20070308_Issue

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா


பரிதியின் நெற்றிக் கண் பட்டதும்,
வால்மீனுக்கு முளைத்து
விரிகிறது வாலின் நீளம்!
பரிதி மறைந்ததும்
பட்டொளி பட்டென அணைந்திடும்!
கண்ணொளி பட்டாலும்
விண்கல்லில் வால் ஏன் முளைப்ப தில்லை?
என்றாவது ஒருநாள்
வாலறுந்து போய் வால்மீனும்
வெறும் விண்கல் லாகுமா?
விரட்டிச் செல்லும்
விண்ணுளவிகள் அந்த வினாக்களுக்கு
விடை அளித்திடுமா?

“வால்மீன்களைப் பற்றி ஏன் அறிந்து கொள்ள வேண்டும்? வால்மீன்களை விண்வெளியில் ஏன் உளவு செய்ய வேண்டும்? காரணமிதுதான், பரிதி மண்டலத்தில் திரிந்துவரும் வால்மீன்களே பிரபஞ்சத்தின் பூர்வீகக் கோள்கள்! அவற்றில் காணப்படும் பிண்டப் பொருட்களில்தான் அனைத்து அண்ட கோள்களும், பரிதியும் ஆக்கப் பட்டிருப்பதாகக் கருதப் படுகிறது! நாசாவின் ஆழ்மோதல் திட்டம் [Deep Impact] உயிரினத் தோற்றத்தின் ஆரம்ப உதயத்தை ஆராய உதவும். இதுவரைச் செய்யாத, துணிச்சலான, புத்துணர்வு மூட்டும், ஒரு பரபரப்பான முதல் விஞ்ஞான முயற்சி அது!”

ஆண்டிரூஸ் டான்ஸ்லர் [Acting Diretor, Solar System Division, NASA]

“டெம்பெல் வால்மீனுக்குக் கிடைத்த அடி ஒரு பேரடி மட்டுமன்று! நாங்கள் நெடுங்காலமாய் வாதித்து வரும் ஆய்வுரைகளுக்கு ஓர் அரிய சோதனையாகவும் ஆயிற்று! வால்மீன்கள் வெறும் குப்பைப் புழுதி கொண்டவை அல்ல! அங்குமிங்கும் சிதறிக் கிடக்கும் பனித்தளக் கட்டிகளின் களஞ்சியமும் அல்ல! கரித் தூள்கள் நிரம்பிய மேற்தட்டுக்கு அடியே துளைகளுள்ள ஆர்கானிக்ஸ் பிண்டமும் (Porous Organic Mass), உறைந்த பனித்தளமும் அமைந்திருப்பதை வால்மீனின் ஆழ்குழிச் சோதனை நிரூபித்துக் காட்டும்.”

டாக்டர் சந்திரா விக்கிரமசிங், பேராசிரியர் கார்டி·ப் பல்கலைக் கழகம், இங்கிலாந்து


Fig. 1
Chasing A Comet

பிரபஞ்சத்தில் எப்படி வால்மீன்கள் தோன்றின?

பிரபஞ்சம் 5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் தோன்றி யிருக்கலாம் என்று உலக வானியல் நிபுணர்கள் மதிப்பிட்டிருக்கிறார்கள். அந்த ஆரம்ப காலத்திலே பரிதிக்கு முந்தித் தோன்றிய நிபுளா [Pre-solar Nibula] எனப்படும் மிகத் திணிவு பெற்ற வாயுத்தூள் முகில் ஒன்று ஈர்ப்பாற்றல் பெருக்கால் சிதைந்து உடைந்தது [Gravitational Collapse]! அந்தப் பிளவில் வாயுத்தூள் முகிலுடன் உதிர்ந்த ஒரு தட்டுதான், அப்போது உருவாகி வந்த பரிதிக் கோளாய் வடிவாகித் தோன்றியுள்ளது. பின்னர் அந்த பரிதிக் கோளம், தனது ஈர்ப்பாற்றல் அழுத்தத்தால் தீப்பற்றிக் கொண்டு ஒளிவீசும் ஒரு விண்மீனாய் மாறி விட்டது! அதன் வாயுக்களும், தூள் பிண்டங்களும் பிணைந்து கொண்டு பிறகு புதன், வெள்ளி, பூமி, நிலா, செவ்வாய் ஆகிய அண்டக் கோள்களாகவும், வியாழன், சனி, யுரேனஸ், நெப்டியூன் ஆகிய வாயுக் கோள்களாகவும் தோன்றின என்று கருதப் படுகிறது.

4.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு பரிதி மண்டலம் திருத்தமாகி மீண்டும் மாறி வந்த சமயத்தில் விண்வெளியே அண்டத் தூள்களும் வாயுக்களின் குப்பைகளும் குவியத் தொடங்கின! அந்தத் துண்டு துணுக்குகளே அண்டக் கோள்களுடன் முட்டி, மோதி, பறிக்கப் பட்டு வால்மீன்களாகவும், விண்கற்களாகவும் பிரிந்து போயின. சனிக் கோளின் ஈர்ப்பு மணடலத்தில் சிக்கிக் கொண்ட தூசி, துணுக்கள் ஒரே மட்டத்தில் சுற்றி வரும் ஆயிரம் ஆயிரம் அழகிய தட்டு வளையங்கள் ஆயின!

Fig. 1A
Periodic Comet Halley

கோடான கோடி வால்மீன்கள் உலவிடும் ஓர்ட் கோள மந்தைகள்

பிரபஞ்ச வெளியில் பரிதி மண்டலத்தின் எல்லையில் “ஓர்ட் மந்தை முகில்” [Oort Cloud] கோழிப் பண்ணைபோல் கோடான கோடி வால்மீன்களைப் பொரித்து வந்ததாக கூறப்படுகிறது! பூமிக்கும் பரிதிக்கும் உள்ள இடைத் தூரத்தைப் போல் (AU) [One Astronomical Unit =Distance between Earth & Sun =150 million KM] ஓர்ட் மந்தை முகில் 100,000 மடங்கு மிகைத் தொலைவில் இருப்பதாக கணிக்கப் படுகிறது! வானியில் நிபுணர்கள் ஓர்ட் மந்தையில் சுமார் 12,000 மில்லியன் வால்மீன்கள் இருக்கலாம் என்று மதிப்பிடுகிறார்கள். வால்மீன்கள் நழுவி வரும் அடுத்த விண்ணரங்கம் “கியூப்பர் வளையம்” [Kuipper Belt] என்று அழைக்கப் படுகிறது. பரிதி மண்டலத்தின் ஓரத்தில் சுற்றும் புளூடோ கோளுக்கு அப்பால் [30-50 AU] உள்ள கியூப்பர் வளையத்தில் வால்மீன்கள் கோடிக் கணக்கில் கூடியுள்ள என்றும் அறியப்படுகிற்து.


Fig. 1B
Comet Summary
Details

சில வான்மீன்கள் இவ்விரண்டு அரங்குகளிலிருந்து விடுபட்டுப் பரிதியின் ஈர்ப்பாற்றலில் கவரப்பட்டு பரிதி மண்டலத்தில் சிக்கிப் பரிதியை நீள்வட்ட வீதியிலோ அல்லது பிறைவட்டப் பாதையிலோ [Elliptical or Parabola/Hyperbola Orbits] சுற்றி வரத் தொடங்குகின்றன! வானியல் நிபுணர் இப்போது வரை சுமார் 880 வால்மீன்களைத் தேடிக் கண்டு அவற்றின் போக்கைப் பதிவு செய்து வந்திருக்கிறார். அவற்றுள் 150 வால்மீன்கள் [17%] பரிதியைச் சீராக ஒரு தவணைக் காலத்தில், ஒரே நீள்வட்ட வீதியில் [Periodic & Elliptic Orbits] சுற்றி வருபவை. அதாவது அவை மீண்டும், மீண்டும் பரிதியை ஒரே வீதியில், ஒரோ காலத்தில் சுற்றி வருபவை. 2002 ஆண்டில் மட்டும் வான் நோக்காளர் 150 மேற்பட்ட வால்மீன்களை விண்வெளியில் பார்த்துப் பதிவு செய்துள்ளார்கள்!

வால்மீன்களைப் பற்றி வானியல் வல்லுநர் ஏன் அறிய விழைகிறார்?

பரிதி மண்டலக் கோள்களை உருவாக்கிய நிபுளாக்கள் உண்டாக்கிய பண்டங்கள், பூர்வீகத்தில் உதித்ததாகக் கருத்தப்படும் வால்மீன்களில் உள்ளதால், உலக வானியல் நிபுணர்கள் அவற்றைப் பற்றி விளக்கமாக அறிந்து கொள்ள ஆர்வமுடன் முனைந்து வருகிறார்கள். அண்டக் கோள்கள் யுக யுகங்களாய் ரசாயன மாறுதல்கள் அடைந்த போதிலும், வால்மீன்களின் அமைப்பு ஏறக்குறைய மாறாமலே தோன்றிய வடிவில் உள்ளதாக எண்ணப் படுகிறது! அண்டக் கோள்களின் தோற்றத்துக்கும், தற்காலத்தைக் காட்டிலும் ஆரம்ப காலப் பரிதி மண்டலப் படைப்பின் சமயத்தில் வால்மீன்கள் அண்டக் கோள்களில் விழுந்ததற்கும் அழுத்தமான சான்றுகள் இருக்கின்றன! பூகோளத்தின் கடலில் கோடான கோடி டன் நீர் வெள்ளம் வால்மீன்களால் நிரப்பப் பட்டது என்றும் எண்ணப்படுகிறது! அத்துடன் உயிரினம், பயிரினம் முளைத்தெழத் தேவைப்படும் சிக்கலான ஆர்கானிக் மூலக்கூறுகள் [Complex Organic Molecules] வால்மீன்களிலிருந்து விழுந்திருக்க வேண்டும் என்று விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார்கள். வால்மீனின் கருவிலும், சிரசிலும் செழிப்பாக கார்பன், ஆக்ஸிஜென், ஹைடிரஜன், நைட்டிரஜன் ஆகிய மூலகங்கள் உள்ள சிக்கலான ஆர்கானிக் மூலக்கூறுகள் இருப்பதாக நாசா, ஈசா விண்வெளித் தேடலில் கண்டுபிடிக்கப் பட்டுள்ளன!


Fig. 1C
Stardust Probe

விண்ணுளவிப் பயணத் திட்டத்தின் குறிக்கோள் என்ன?

விண்ணுளவி ரோஸெட்டா பத்தாண்டுகள் பயணம் செய்து விண்வெளியில் பரிதியை நோக்கி விரையும் ஒரு வால்மீனைச் சுற்றி விந்தையாக முதன்முதல் தள உளவி ஒன்றை இறக்கி உட்கார வைத்து, ஆய்வுத் தகவலைப் பூமிக்கு அனுப்பப் போகிறது! அந்த வெகு நீண்ட பயணத்துக்கு [1000 மில்லியன் கி.மீ] விண்ணுளவி மூன்று முறைப் பூகோளத்தையும், ஒருமுறைச் செவ்வாய்க் கோளையும், ஓரிரு முறை விண்கற்களையும் சுற்றிப் ஈர்ப்பியக்கக் கவண் சுழற்சியால் [Gravity Assist Swing] தனது சுற்றுப் பாதையின் நீள்வட்டத்தையும் வேகத்தையும் [Elliptical Path & Velocity] மிகையாக்கும். பரிதியை நோக்கிச் செல்லும் விண்ணுளவி வால்மீனின் ஈர்ப்பு மண்டலத்தில் பாய்ந்து பற்றிக் கொண்டு முதன்முதல் சாதனையாக அதைச் சுற்றி வரும்! வால்மீனைச் சுற்றி வந்து தன் முதுகில் தாங்கிச் செல்லும் தள உளவியை வால்மீனில் இறக்கி விடும். தாய்க் கப்பல் எனப்படும் விண்ணுளவித் தª உளவியைக் கண்காணிப்பதுடன் தளத்தில் நிகழும் ஆய்வுகளை ரேடியோ அலைகளில் பூமிக்குத் தொடர்ந்து அனுப்பி வைக்கும்!

ரோஸெட்டா விண்ணுளவியின் உன்னத விஞ்ஞானக் ஆய்வுக் கருவிகள் வால்மீன் மூலத் தோற்றத்தை நேராக அறிய முற்படும். விண்கற்களுக்கும் [Astroids] வால்மீன்களுக்கும் உள்ள வேறுபாடுகள் என்ன என்பதை நுட்பமாய்க் கண்டறியும். பரிதி மண்டலத் தோற்றத்திற்கு வால்மீன்களின் பங்களிப்புகள் உள்ளனவா? மேற்கூறிய வினாக்களுக்கு விடை அளிக்கும் தகுதி பெற்ற கீழ்க்காணும் பொறியியற் கருவிகள் ரோஸெட்டாவில் அமைக்கப் பட்டுள்ளன.


Fig. 2
Structure of a Comet

1. வால்மீன் கருவின் அகிலவெளிப் பண்பாடு [Global Characterisation of the Nucleus]. அதன் நகர்ச்சி முறைகள், தளத்தின் தன்மை, அமைப்புகள், உயிர் மூலவிகளின் தோற்றம் பற்றிய தள ஆய்வுகள் [Surface Morphology]

2. வால்மீன் தாதுப் பண்டங்களின் பௌதிக, ரசாயனத் தன்மைகள், ஏகமூல அமைப்புகள் [Physical, Chemical, Mineralogical & Isotopic Compositions] சோதனை செய்தல். கருவினைக் கடக்கும் ஒளி ஊடுறவு [Refractories of the Nucleus] அறிதல்.

3. வான்மீன் வாயுக்களும், தூள்களும் பரிதியின் ஒளியில் புரியும் நிகழ்ச்சிகள் [Cometary Activity & Process of Surface Layer between Nucleus & Coma (Dust & Gas Interaction)]

4. விண்கற்களின் அகிலவெளிப் பண்பாடியக்கம், உயிர் மூலவித் தோற்ற ஆய்வுகள் [Global Characterisation of Astroids (Dynamics & Morphology)] நிகழ்த்துதல்.


Fig. 3
Size of a Comet Parts

வால்மீன் பற்றி அறிய இதுவரைச் செய்த விண்வெளிப் பயணங்கள்

1. 1985 ஆம் ஆண்டு நாசா அனுப்பிய முதல் விண்ணூர்தி [Spacecraft] வால்மீன் கியாகொபோனி-ஸின்னரின் [Giacoboni-Zinner] வாலை ஊடுறுவிச் சென்றது.

2. 1986 ஆம் ஆண்டில் ஹாலி வால்மீனை ஆறு விண்ணுளவிகள் பயணம் செய்து அறிந்தன. சோவியத் ரஷ்யாவின் விண்ணுளவிகள் வீகா: 1&2, ஜப்பானின் இரண்டு விண்ணுளவிகள் [Suisei & Sakigake] ஹாலியை ஆய்ந்தன.

3. 1992 இல் கியோட்டோ விண்ணூர்தி [Giotto Spacecraft] இரண்டு வால்மீன்களுக் கிடையே 200 கி.மீ. அருகே சென்றது.

4. 2001 செப்டம்பரில் ஆழ்வெளி உளவி [Deep Space 1 Probe] 3000 கி.மீ. அருகே வால்மீன் பொரெல்லி [Come Borrelly] அருகே சென்று படம் எடுத்தது.

5. 2005 ஜூலை 4 ஆழ்மோதல் விண்ணுளவி கனத்த சாதனத்தை வீசி டெம்பெல் வால்மீனின் வயிற்றில் அடித்து பேரொளி உண்டாக்கியது.

6. 2006 ஆம் ஆண்டு விண்ணூர்தி ஸ்டார்டஸ்ட் [Stardust Spacecraft] வால்மீன் ஒயில்டு-2 [Comet Wild-2] வால்புறம் சென்று வால் தூசிகளையும், துணுக்குகளையும் பிடித்துக் கொண்டு பூமிக்கு மீண்டது.


Fig. 4
Paths of a Comet

ரோஸெட்டா விண்ணுளவிப் பயணத்தின் சவால்கள்

முதல் சவால்: ரோஸெட்டாவின் பத்தாண்டு நீண்ட பயணத்தில் விண்ணுளவிக்கு உள்ளேயும், புறத்தேயும் எந்த விதமான பழுதோ, பிசகோ, முறிவோ நிகழக் கூடாது. அடுத்தது விண்கல வெப்பக் கட்டுப்பாடு. பரிதியின் அருகே செல்லும் போது விண்ணுளவிக் கருவிகள் சூடாவதைத் தவிர்க்க வேண்டும். பரிதியை விட்டுக் குளிர் வெளியே பயணம் செய்யும் போது, விண்ணுளவிக் கருவிகள் குளிர்ச்சி அடைவதைத் தடுக்க வேண்டும். கருவிகள் சோதனைகள் செய்யப் பட்ட போது, அவை 150 C முதல் -180C வரை மேலும், கீழும் ஏற்றி இறக்கப் பட்டன! அடுத்து பரிதி ஒளி மின்கலன்களின் [Solar Batteries] சீரியக்கம். பயணத்தின் போது விண்ணுளவி பூகோளத்தை மூன்று முறையும், செவ்வாய்க் கோளை ஒரு முறையும், விண்கற்களை ஓரிரு முறையும் சுற்றும். கோள்களின் பின்புறத்தில் போகும் போது பரிதி ஒளி இல்லாமல் மின்கலன்கள் மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யா. அப்போது உதவி மின்சார உட்கலன்கள் சரியான சமயத்தில் துணைக்கு வர வேண்டும்.


Fig. 5
Deep Impact Path

அடுத்த சவால்: விண்ணுளவியின் ராக்கெட்களுக்கு வேண்டிய எரித்திரவம் பத்தாண்டுகள் நீடிக்க வேண்டும். பூகோளத் தளத்திலிருந்து ரேடிய சமிக்கை மூலம் சரியான வேளையில் நுணுக்கமான முறையில் ஈர்ப்பாற்றல் கவண் உந்தல் நான்கு தரம் புரிய வேண்டும்! கடைசியாக திட்டக் குறிக்கோளான விண்சாதனை: விண்ணுளவி தாய்க் கப்பலாய் வால்மீனின் ஈர்ப்பாற்றலில் சரியான சமயத்தில், வேகத்தில் நுழைந்து வட்ட வீதியிலோ, நீள்வட்டப் பாதையிலோ சுற்ற வேண்டும். பிறகு தாய்க் கப்பல் முதுகிலிருந்து தள உளவியைப் பிரித்தெடுத்து வால்மீனின் தளத்தில் உடையாதபடிக் கீழே இறக்க வேண்டும். அத்தனை நுட்பமான சமிக்கை ஆணைகள் அனைத்தும், ரேடியோ அலைகள் மூலமாகக் கோடிக் கணக்கான கி.மீடர் தூரத்தில் [சுமார் 1000 மில்லியன் கி.மீ], பழுதின்றி வெற்றிகரமாக விளைவுகளைச் செய்ய வேண்டும். பிறகு தள உளவி தானாக ஆய்வுகள் செய்து, தகவல் ரேடியோ அலைகள் மூலமாகச் சுயமாகத் தொடர்ந்து பூமிக்கு அனுப்பப் படவேண்டும். பூமியிலிருந்து விண்ணுளவிக்குச் செல்லும் ரேடியோ சமிக்கை கூடிய முறையில் 50 நிமிடங்கள் வரை எடுக்கலாம்!


Fig. 6
Kuipper Belt & Oort Cloud

**********************
தகவல்:

1. Deep Impact Prepares for Comet Crash By: Declan McCullagh [www.news.com] July 2, 2005
2. NASA Probe Could Reveal Comet Life, By UK Team Cardiff University, U.K. [July 5, 2005]
3. Photo Credits NASA, JPL-Caltech, California [July 5, 2005] & Toronto Star Daily [July 5, 2005]
4. Watch Deep Impact’s Comet Collision Via Webcast By: Tariq Malik [www.space.com July 1, 2005]
5. NASA to Study Comet Collision www.PhysOrg.com [2005]
6. The Stardust Mission, Silicone Chip Online-NASA Mission, To Catch a Comet [Jan 15, 2006] [www.siliconchip.com.au/cms]
7. Stardust: How to Bring Home a Comet [http://stardust.jpl.nasa.gov/science/feature002.html] [Jan 15, 2006]
8. Public to Look for Dust Grains in Stardust Detectors By: Robert Sanders [Jan 10, 2006] [www.berkeley.edu/news/media/releases/2006/01/10_dust.shtml]
9. Stardust Comet Sample Program [www.astronautix.com/craft/stardust.htm]
10 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40507071&format=html [Deep Impact: 1]
11 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40507151&format=html [Deep Impact: 1]
12 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40601202&format=html [Stardust Probe: 1]
13 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40601272&format=html [Stardust Probe: 2]
14 BBC News: Space Probe Performs Mars Fly-By [Feb 25, 2007]
15 European Space Agency (ESA) Science & Technology -Rosetta Fact Sheet [Feb 19, 2007]
16 Europe’s Space Probe Swings By Mars [Feb 25, 2007]
17 Europe Come Probe Makes Key Mars Flyby By: David McHugh (Associated Press) [Feb 24, 2007]
18 Spaceflight Now: Comet-bound Probe Enjoys Close Encounter with Mars By: Stephan Clark [Feb 25, 2007].

********************

jayabarat@tnt21.com [S. Jayabarathan (March 8, 2007)]

Series Navigation