सूर्यस्य अग्निमण्डले उड्डयमानं यानम्!
सारांशः
पार्कर सोलर प्रोब नामकं अन्तरिक्षयानं सूर्यस्य अत्यन्तं समीपे कथं गच्छति, तस्य तापरक्षकः च उपकरणानि कथं रक्षति इति वयं ज्ञास्यामः। सूर्यस्य वायुमण्डलस्य रहस्यं, चतुरं तापरक्षणं, अद्भुताः मापनानि च बालभाषया अन्वेष्यामः।
सम्पूर्णपाठः
0:00अद्भुतं सौरयानम्
किं त्वं जानासि? एकं अन्तरिक्षयानं सूर्यस्य अत्यन्तं समीपे उड्डयति, यत्र तापमानं कल्पनातीतं भवितुम् अर्हति! तथापि तस्य संवेदनशीलानि उपकरणानि सुरक्षितानि तिष्ठन्ति। कथम्? अस्य रहस्यं जादू नास्ति, अपि तु अद्भुतं विज्ञानम् अस्ति। अस्य यानस्य नाम पार्कर सोलर प्रोब इति। एतत् सूर्यस्य बाह्यं वायुमण्डलं, अर्थात् कोरोना, वारंवारं पारयति। तत्र प्रकाशः सर्वत्र दीप्तिमान् अस्ति, कणाः च महावेगेन धावन्ति। यानं सूर्यं स्पृशति न, किन्तु तस्य निकटतमान् प्रदेशान् निरीक्षते। सूर्यस्य समीपे गमनाय तस्मै वेगः, दृढता, तथा महान् तापरक्षकः आवश्यकाः आसन्। परन्तु प्रथमं पश्यामः—सूर्यस्य समीपे तापः सर्वदा समानः किम्?
0:52सूर्यस्य रहस्यमयः कोरोना
सूर्यः अस्माकं सौरमण्डलस्य विशालतमः तारा अस्ति। सः पृथिव्याः अपेक्षया बहुगुणः बृहत्, तथा तस्य प्रकाशः अस्मान् प्राप्तुं प्रायः अष्ट निमेषान् यापयति। सूर्यस्य दृश्यमानं पृष्ठं अत्यन्तं उष्णं अस्ति, किन्तु कोरोना नाम बाह्यवायुमण्डलं तस्मात् अपि विचित्रतया अधिकतापयुक्तं भवति। एतत् किञ्चित् उलटं वाटिका-रहस्यमिव अस्ति—अग्नेः समीपे बाह्यभागः अधिकं उष्णः! वैज्ञानिकाः कारणं पूर्णतया ज्ञातुम् इच्छन्ति। कोरोनातः सौरवायुः नाम विद्युत्कणानां प्रवाहः सर्वदिशासु गच्छति। एते कणाः पृथिव्याः चुम्बकीयक्षेत्रे प्रभावं जनयितुं शक्नुवन्ति। अतः सूर्यस्य समीपं गत्वा प्रत्यक्षं मापनं महत्त्वपूर्णम्। किन्तु यानं कथं तत्र शीघ्रं प्राप्नोति?
1:41गुरुत्वस्य चतुरः मार्गः
पार्कर सोलर प्रोब एकेन सरलया रेखया सूर्यं प्रति न धावति। प्रथमं तत् शुक्रग्रहस्य समीपं गच्छति, तस्य गुरुत्वाकर्षणस्य साहाय्येन स्वमार्गं परिवर्तयति। इदं ब्रह्माण्डीयं घूर्णनक्रीडनकमिव दृश्यते। प्रत्येकं शुक्र-समीपगमनं यानस्य कक्षां सूर्यस्य अधिकं समीपं नयति। गुरुत्वाकर्षणं अदृश्यं हस्तमिव यानस्य पथं मन्दं परिवर्तयति, ऊर्जा च बुद्धिमत्या उपयुङ्क्ते। यानस्य सूर्यपरिक्रमा अत्यन्तं दीर्घवृत्ता भवति। एकस्मिन् भागे तत् सूर्यस्य समीपे धावति, अन्यस्मिन् भागे दूरं गच्छति। समीपे गच्छन् तस्य वेगः अपि वर्धते। एतत् सूर्यस्य गुरुत्वाकर्षणस्य कारणेन भवति। अद्य यानं मानवेन निर्मितेषु शीघ्रतमेषु वस्तुषु एकम् अस्ति। परन्तु वेगः एव पर्याप्तः नास्ति—तापरक्षकः अपि आवश्यकः।
2:45श्वेतः तापरक्षकः
अधुना तापरक्षकं पश्यामः। यानस्य अग्रभागे विशालः गोलाकारः ढालः अस्ति, यः सूर्यस्य दिशि सदा मुखं करोति। वैज्ञानिकभाषायां सः तापरक्षणप्रणाली इति कथ्यते। तस्य बहिः भागः उज्ज्वलः, श्वेतवर्णीयः, प्रकाशं बहुधा प्रत्यावर्तयति। यदा प्रकाशः प्रत्यावर्तते, तदा न्यूनः तापः अन्दरं प्रविशति। ढालस्य मध्ये विशेषः हल्कः पदार्थः अस्ति। सः कठोरः किन्तु भारहीनः, तथा तापस्य प्रवाहं मन्दं करोति। ढालस्य पृष्ठभागः सूर्यं न पश्यति। अतः उपकरणानि तस्य छायायां तिष्ठन्ति। कल्पय—तप्ता धूपे छत्रस्य अधः स्थित्वा त्वं यथा आरामं लभसे, तथैव अस्य यानस्य उपकरणानि ढालस्य छायायां विश्रामं लभन्ते। परन्तु केवलं छाया पर्याप्ता नास्ति; ढालः निर्मितः कथम्?
3:36फेनकस्य गुप्तशक्तिः
तापरक्षकस्य अन्तः विशेषः कार्बन-फेन-पदार्थः अस्ति। नाम श्रुत्वा सः मृदुः फेनकः इव भासते, किन्तु वास्तवतः सः अत्यन्तं दृढः पदार्थः अस्ति। तस्मिन् बहवः सूक्ष्माः रिक्तस्थानाः सन्ति। एते रिक्तस्थानाः तापस्य शीघ्रं गमनं निरोद्धुं साहाय्यं कुर्वन्ति। ढालस्य द्वौ बाह्यस्तरौ कार्बन-पदार्थेन निर्मितौ स्तः, मध्ये च हल्कं फेनकं स्थितम्। सम्पूर्णः ढालः प्रायः द्वौ दशांशौ मीटरौ स्थूलः अस्ति, किन्तु यानस्य महत्त्वपूर्णं रक्षणं करोति। अस्य अग्रभागः सूर्यस्य प्रचण्डं प्रकाशं सहते, पृष्ठभागे तु तापमानं उपकरणैः सहनीयम् एव भवति। अत्र मुख्यं रहस्यं तापं नष्टुं न, अपि तु तापं अन्दरं न गन्तुं विलम्बयितुम् अस्ति। एषा रचना परीक्षणैः सिद्धा अभवत्। परीक्षणकक्षे वैज्ञानिकाः किम् अकरोत्?
4:28पृथिव्यां सूर्यपरीक्षा
परीक्षणार्थं वैज्ञानिकाः पृथिव्यां शक्तिशालिनं प्रकाशस्रोतं उपयुज्य सूर्यस्य प्रकाशं अनुकरोति स्म। तेन ढालस्य अग्रभागे प्रचण्डः प्रकाशः तापश्च दत्तः। परीक्षणे ढालस्य पृष्ठभागं निरीक्षितम्, यतः तत्र यानस्य उपकरणानि भविष्यन्ति। यदि पृष्ठभागः अधिकं तप्तः स्यात्, तर्हि रचना परिवर्तनीया अभवत्। मापनयन्त्राणि तापमानं पुनः पुनः लिखन्ति स्म। कदाचित् वैज्ञानिकाः ढालं लघु-नमूनरूपेण परीक्षितवन्तः, कदाचित् पूर्णाकारस्य भागान्। इदं पाकशालायां नूतनं पात्रं परीक्ष्य भोजनं रक्षितमस्ति वा इति पश्यामः, तादृशम्—किन्तु अत्र भोजनस्य स्थाने अतिसूक्ष्माः वैज्ञानिकयन्त्राणि सन्ति! परीक्षणानन्तरं एकः नियमः स्पष्टः अभवत्: ढालः सूर्यस्य दिशि सम्यक् स्थितः चेत्, छाया उपकरणानि रक्षति। परन्तु यदि यानं किंचित् अपि वक्रं भवेत्, तर्हि चेतावनी कथं ज्ञायते?
5:20छायायाः सावधानः रक्षकः
यानस्य मार्गदर्शनप्रणाली सूर्यं निरीक्षति। लघु-संवेदकाः सूर्यप्रकाशं मापयन्ति, यानस्य स्थितिं च गणयन्ति। यदि ढालः सूर्यस्य दिशि अल्पं विचलति, यानं स्वयमेव सावधानं भवति। तस्य पृष्ठभागे सौर-पट्टिकाः अपि सन्ति, ये सूर्यप्रकाशात् विद्युत्शक्तिं निर्मान्ति। समीपे गच्छन् सूर्यः अतीव प्रबलः भवति, अतः पट्टिकाः पूर्णतया बहिः न तिष्ठन्ति। विशेषा यान्त्रिकव्यवस्था ताः अल्पं अन्तः स्थापयति, केवलं आवश्यकं भागं प्रकाशे दर्शयति। एषः उपायः छत्रस्य किञ्चित् भागं बहिः स्थापयित्वा शेषं छायायां धारयितुमिव अस्ति। यानस्य संगणकः त्वरितं निर्णयं करोति, किन्तु पृथिवीतः आदेशः तत्क्षणं न आगच्छति। कारणं किम्?
6:16स्वयंचलितं बुद्धियानम्
सूर्यस्य समीपे यानं यदा गच्छति, तदा पृथिवी दूरस्थे स्थाने भवति। प्रकाशस्य संकेताः पृथिवीं प्राप्तुं समयं यापयन्ति। अतः यानं प्रत्येकं लघुकर्मं कृते पृथिवी-आदेशस्य प्रतीक्षां कर्तुं न शक्नोति। तस्य संगणकः स्वायत्ततया कार्यं करोति। सः सूर्यस्य स्थितिं, यानस्य कोणं, तापमापनं च निरन्तरं परीक्षते। यदि सर्वं सम्यक् अस्ति, तर्हि यानं स्वमार्गे गच्छति। यदि तापः अपेक्षया वर्धते, तर्हि सौरपट्टिकाः शीघ्रं छायां प्रविशन्ति, यानं च ढालं सूर्याभिमुखं करोति। एतत् अन्तरिक्षे स्वयंचलितं सुरक्षा-नृत्यमिव अस्ति। यानस्य संकेताः अन्ततः पृथिवीं प्राप्नुवन्ति, वैज्ञानिकाः तान् पश्यन्ति, नूतनान् प्रश्नान् च रचयन्ति। किन्तु यानं सूर्यस्य समीपे गत्वा वास्तवतः किं निरीक्षते?
7:16अदृश्यकणानां मापनम्
यानस्य उपकरणानि सूर्यस्य कोरोना-वायुमण्डलस्य प्रत्यक्षं अध्ययनं कुर्वन्ति। एकं उपकरणं कणानां वेगं, दिशां, ऊर्जां च मापयति। अन्यत् उपकरणं चुम्बकीयक्षेत्रस्य परिवर्तनं लिखति। एकं विशेषं दूरदर्शकं सूर्यस्य समीपस्थं दृश्यं चित्ररूपेण गृह्णाति। एते कणाः अतिसूक्ष्माः सन्ति, परन्तु तेषां सामूहिकः प्रवाहः सौरवायुरूपेण विशालप्रभावं जनयति। वैज्ञानिकाः ज्ञातुम् इच्छन्ति—सौरवायुः कथं आरभते? कोरोना एतावान् उष्णः कथं भवति? सूर्यस्य चुम्बकीयरेखाः कदा परिवर्तन्ते? यानस्य मापनानि एतेषां प्रश्नानाम् उत्तराणि समीपतः ददति। दूरात् सूर्यं पश्यितुं शक्यते, किन्तु समीपे गत्वा सूक्ष्मविवरणानि स्पष्टतराणि भवन्ति। अत्र एकः अद्भुतः तथ्यः अस्ति: यानं सूर्यस्य वायुमण्डले भ्रमति, तथापि पृथिवीवासिनां कृते नूतनज्ञानं प्रेषयति। तस्य यात्रा पृथिव्याः कृते कथं उपयोगिनी?
8:29पृथिव्याः अदृश्यं कवचम्
सूर्यस्य गतिविधिः पृथिव्यां अपि प्रभावं जनयितुं शक्नोति। सौरवायुः, ऊर्जितकणाः, चुम्बकीयपरिवर्तनानि च पृथिव्याः उपग्रहान्, रेडियो-संकेतान्, तथा अन्तरिक्षयात्रिणः प्रभावितुं शक्नुवन्ति। पृथिव्याः चुम्बकीयक्षेत्रं अस्मान् बहुधा रक्षति, यथा अदृश्यं विशालं कवचम्। किन्तु सूर्यस्य स्वभावं अधिकं ज्ञातुं वैज्ञानिकाः पूर्वानुमानं उत्तमं कर्तुम् इच्छन्ति। यदि सूर्ये महत् परिवर्तनं भवति, तर्हि सञ्चार-व्यवस्थाः तथा अन्तरिक्ष-उपकरणानि सज्जानि भवितुं शक्नुवन्ति। पार्कर सोलर प्रोब सूर्यस्य निकटं तथ्यं आनयति, यत् केवलं दूरदर्शकैः न लभ्यते। अस्य अध्ययनं भविष्यस्य अन्तरिक्षयात्राणां योजनायै अपि सहायकं भवेत्। यानं स्वयं सूर्यस्य रहस्यं न वदति—तत् मापनरूपेण संकेतं ददाति, वैज्ञानिकाः तस्य अर्थं मिलित्वा ज्ञातुं प्रयतन्ते। परन्तु एतत् यानं कियत् शीघ्रं गच्छति?
9:32प्रकाशवेगस्य धावकः
सूर्यस्य समीपे गच्छन् पार्कर सोलर प्रोब अत्यन्तं वेगवान् भवति। सूर्यस्य गुरुत्वाकर्षणं तं स्वदिशि आकृष्य वेगं वर्धयति। कल्पय, त्वं विशालस्य घूर्णमानस्य क्रीडाचक्रस्य समीपे धावसि, तदा तत् त्वां शीघ्रं अग्रे नयेत्—किन्तु अन्तरिक्षे एषः खेलः गणितेन नियन्त्रितः अस्ति। यानस्य वेगः तस्य मार्गस्य, सूर्यस्य गुरुत्वस्य, तथा शुक्रग्रहस्य सहायतायाः फलम् अस्ति। एतत् यानं प्रतिघण्टा लक्षाधिक-किलोमीटर-वेगेन गन्तुं शक्नोति। तादृशः वेगः कल्पनायामपि तीव्रः! यानं शीघ्रं गच्छति इति कारणेन सूर्यस्य समीपे अल्पकालमेव तिष्ठति। अतः उपकरणानि पूर्वमेव सज्जानि भवन्ति। सूर्यस्य निकटतमक्षणाः अत्यन्तं मूल्यवान् भवन्ति। किन्तु “तापः” इति शब्दः सदा एकमेव अर्थं ददाति किम्?
10:31तापस्य द्वौ अर्थौ
अत्र तापस्य द्वौ पक्षौ अवगन्तव्यौ स्तः। एकः अस्ति तापमानम्—कणाः कियत् तीव्रं चलन्ति इति मापनम्। अपरः अस्ति तापप्रवाहः—कियत् ऊर्जा वस्तुं प्रति आगच्छति इति। कोरोना-वायुमण्डले कणानां तापमानं अत्यन्तं उच्चं भवितुम् अर्हति, किन्तु तत्र पदार्थः अतीव विरलः अस्ति। विरले कणाः तापरक्षकं निरन्तरं न स्पृशन्ति। सूर्यस्य दृश्यमानप्रकाशः तु ढालस्य अग्रभागे प्रबलतया पतति। अतः ढालस्य रक्षणं विशेषतया प्रकाश-ऊर्जां प्रतिहन्तुं रचितम्। एतत् उष्णवायुपूर्णे कक्षे, तथा गरम-लोहमध्ये भेदमिव अस्ति। एकस्मिन् स्थले बहवः कणाः तापं शीघ्रं ददति, अन्यस्मिन् स्थले ऊर्जावान् कणाः सन्ति किन्तु विरलाः। इदं सूक्ष्मं भेदं ज्ञात्वा वैज्ञानिकाः चतुरं यानं निर्मितवन्तः। ढालस्य छायायां उपकरणानि किं कुर्वन्ति?
11:38सूर्यस्य सूक्ष्मनेत्राणि
ढालस्य पृष्ठे स्थितानि उपकरणानि सूर्यस्य चित्राणि, कणमापनानि, चुम्बकीयमापनानि च सङ्गृह्णन्ति। एतेषां यन्त्राणां मध्ये केचन प्रकाशस्य सूक्ष्मतरङ्गान् अपि निरीक्षन्ते। अन्ये यन्त्रे सौरवायोः कणान् गण्यन्ते, तेषां ऊर्जा च लिख्यते। प्रत्येकं मापनं समयेन सह योजितं भवति, अतः वैज्ञानिकाः घटनानां क्रमं पश्यन्ति। कदा चुम्बकीयरेखा आकुञ्चति? कदा कणाः तीव्रतरं भवन्ति? कदा सौरवायुः दिशां परिवर्तयति? यानस्य उपकरणानि नेत्राणि, कर्णौ, स्पर्शेन्द्रियं च इव कार्यं कुर्वन्ति—न तु मानवशरीरस्य इन्द्रियाणि, अपि तु विज्ञानस्य विशेषसंवेदकाः। सर्वं मापितं दत्तांशरूपेण सङ्गृह्य पृथिवीं प्रति प्रेष्यते। तत्र सङ्गणकाः चित्राणि रेखाः सारणयश्च निर्मान्ति। एतेषु दत्तांशेषु कदाचित् लघु संकेतः महत्त्वपूर्णं रहस्यं भवति। वैज्ञानिकाः तं कथं अन्वेषयन्ति?
12:36दत्तांशे लुप्तं रहस्यम्
वैज्ञानिकाः प्रथमं दत्तांशं व्यवस्थितं कुर्वन्ति। ते समयं, यानस्य स्थानं, तापमानं, कणानां वेगं च एकत्र पश्यन्ति। ततः ते नमूनानि अन्वेषयन्ति। यदि कश्चित् परिवर्तनं पुनः पुनः दृश्यते, तर्हि तत् महत्त्वपूर्णं भवितुम् अर्हति। उदाहरणतः चुम्बकीयरेखा शीघ्रं परिवर्तते चेत्, तया सह कणानां प्रवाहः अपि परिवर्तेत्। एतादृशं सम्बन्धं ज्ञातुं बहवः वैज्ञानिकाः मिलित्वा कार्यं कुर्वन्ति। केचन भौतिकशास्त्रं पश्यन्ति, केचन संगणकीयचित्राणि, अन्ये यानस्य अभिलेखान्। प्रत्येकस्य प्रश्नस्य उत्तरं एकस्मिन् दिने न लभ्यते। विज्ञानं धैर्यस्य अन्वेषणस्य च यात्रा अस्ति। पार्कर प्रोबस्य प्रत्येकं परिभ्रमणं नूतनानि तथ्याणि ददाति। परिभ्रमणानि पुनः पुनः भवन्ति, यतः यानं सूर्यस्य समीपे अनेकवारं गच्छति। तस्य यात्रायाः अन्तिमं लक्ष्यं केवलं समीपगमनं नास्ति। तत् लक्ष्यं किम्?
13:45सूर्यस्वभावस्य अन्वेषणम्
मुख्यं लक्ष्यं सूर्यस्य जीवितं स्वभावं ज्ञातुम् अस्ति। सूर्यः स्थिरः दीपकः न, सः निरन्तरं परिवर्तमानः विशालः तारा अस्ति। तस्य चुम्बकीयक्षेत्रे वलयाः, वक्रताः, तीव्रपरिवर्तनानि च भवन्ति। एते परिवर्तनानि कोरोनां तथा सौरवायुं प्रभावितुं शक्नुवन्ति। पार्कर सोलर प्रोब सूर्यस्य समीपे गत्वा तस्य घटनानां आरम्भस्थानं निरीक्षते। दूरं स्थितः निरीक्षकः केवलं परिणामं पश्येत्, समीपस्थः निरीक्षकः कारणस्य चिह्नानि अपि पश्येत्। एतत् जलप्रपातस्य अधः न केवलं जलं पश्यितुम्, अपि तु जलं कुतः आगच्छति इति ज्ञातुमिव अस्ति। यानस्य तापरक्षकः उपकरणान् छायायां धारयति, वेगः तं शीघ्रं नयति, गुरुत्वाकर्षणं मार्गं रचयति, संवेदकाः तथ्यं सङ्गृह्णन्ति। एते सर्वे भागाः मिलित्वा एकं महान् वैज्ञानिक-अभियानं निर्मान्ति। अत्र वयं गृह एव किञ्चित् सुरक्षितं परीक्षणं कर्तुं शक्नुमः।
14:49छायायाः सुरक्षितं परीक्षणम्
गृहे एकं सरलम्, सुरक्षितं छाया-परीक्षणं कुर्वन्तु। एकां दीपिकां गृह्णीत, किन्तु तां न स्पृशन्तु यदि सा उष्णा भवेत्। एकं श्वेतपत्रं, एकं कृष्णपत्रं, तथा एकं गत्ते-पट्टिकां सज्जीकुरुत। दीपिकां सूर्यस्य स्थाने कल्पयित्वा श्वेतपत्रं प्रकाशस्य पुरतः स्थापयत। श्वेतं पत्रं प्रकाशं अधिकं प्रत्यावर्तयति, कृष्णपत्रं अधिकं प्रकाशं शोषयति इति निरीक्षत। गत्ते-पट्टिकां दीपिकायाः पुरतः स्थापयित्वा तस्य पृष्ठे छायां पश्यत। एषा छाया सूर्यरक्षकस्य मुख्यविचारं बोधयति। वास्तविकं सूर्यं कदापि प्रत्यक्षं न पश्यत, नेत्रैः सूर्यं न निरीक्षत, तथा उष्णवस्तूनि न स्पृशत। केवलं शीतले दीपप्रकाशे, वयस्कस्य साहाय्येन, परीक्षणं कुर्वन्तु। इच्छसि चेत्, कागदस्य लघु-यानचित्रं छायायां स्थापय। तत् सुरक्षितं तिष्ठति वा? अधुना अन्तिमं पुनरावलोकनं कुर्मः।
16:01ज्ञानस्य उज्ज्वलयात्रा
अद्य वयं ज्ञातवन्तः यत् पार्कर सोलर प्रोब सूर्यं न स्पृशति, किन्तु तस्य कोरोना-वायुमण्डले प्रवेशं करोति। शुक्रग्रहस्य गुरुत्वाकर्षणं तस्य मार्गं परिवर्तयति, सूर्यस्य गुरुत्वं च तस्य वेगं वर्धयति। उज्ज्वलः तापरक्षकः सूर्यप्रकाशं प्रत्यावर्तयति। तस्य कार्बन-फेन-अन्तरङ्गः तापप्रवाहं मन्दं करोति। ढालस्य छायायां संवेदनशीलानि उपकरणानि सूर्यस्य कणान्, चुम्बकीयक्षेत्रं, तथा सौरवायुं मापयन्ति। यानस्य संगणकः तस्य स्थितिं निरन्तरं पश्यति, यतः पृथिवीतः आदेशाः तत्क्षणं न आगच्छन्ति। सर्वात् रोचकं तथ्यं किम्? अतीव उष्णे, विरले कोरोनायां, तापप्रवाहः पृथिव्याः उष्णकक्षात् भिन्नः भवितुम् अर्हति। अतः समीपगमनं, छाया, पदार्थविज्ञानं, वेगः, गणितं च मिलित्वा यानं सुरक्षितं धारयन्ति। विज्ञानं प्रश्नेन आरभते, धैर्येण वर्धते, अन्वेषणेन च प्रकाशते। त्वं अपि जिज्ञासुः भव।
अन्यभाषासु
- English: How Parker Solar Probe Stays Cool Near the Sun
- हिन्दी: सूर्य के इतना पास कैसे पहुँचा पार्कर सोलर प्रोब?
अन्यानि चलचित्राणि
शृङ्खला: science (संस्कृतम्)