सेक्स्टंट : अंतराळात हरवल्यावर परतीचा मार्ग शोधण्यासाठीचं 300 वर्षे जुनं उपकरण

समजा तुम्ही अंतराळवीर आहात आणि मंगळावर जात आहात. अचानक तुमच्या अंतराळयानातील नेव्हिगेशनची सर्व इलेक्ट्रॉनिक यंत्रणा निकामी झाली. अशावेळी पृथ्वीवर परतण्यासाठी तुम्ही दिशा किंवा मार्ग कसा शोधणार?

नासाच्या अंतराळवीरांसाठी याचं उत्तर साधारण 300 वर्षांपूर्वी तयार झालेल्या एका उपकरणात दडलेलं आहे, ते म्हणजे ‘सेक्स्टंट’.

पृथ्वीवर समुद्रात प्रवास करणारे खलाशी दिशा शोधण्यासाठी याचा वापर करत असत.

नासाच्या सुरुवातीच्या अंतराळ मोहिमांमध्येही अंतराळवीर त्याचा वापर करत असत. आजही चंद्रावर किंवा त्यापुढे जाणाऱ्या मोहिमांमध्ये इलेक्ट्रॉनिक यंत्रणा बंद पडल्यास, दिशा शोधण्यासाठी सेक्स्टंटचा शेवटचा पर्याय म्हणून उपयोग केला जाऊ शकतो.

साधारणपणे सेक्स्टंटचा वापर तारे आणि ग्रह यांच्यातील कोन मोजण्यासाठी केला जातो. या मोजमापाच्या मदतीने आपण अंतराळात नेमकं कुठे आहोत, हे समजू शकतं.

आपत्कालीन परिस्थितीत उपयोग होण्यासोबतच, माणूस मंगळावर आणि त्यापुढे जाण्याची तयारी करत असल्याने नासाचे अभियंते या जुन्या पद्धतीने ताऱ्यांच्या मदतीने दिशा शोधण्याच्या तंत्राकडे पुन्हा आकर्षित झाले आहेत.

“आपण पृथ्वीपासून जसजसं दूर जातो, तसतसं उपग्रहांसारख्या पृथ्वीवर आधारित नेव्हिगेशन तंत्रज्ञानावर अवलंबून राहणं कठीण होत जातं,” असं ओरायन अंतराळयान आणि चंद्रावरच्या आर्टेमिस मोहिमांच्या नेव्हिगेशन यंत्रणेचे व्यवस्थापक ग्रेग होल्ट सांगतात.

पारंपरिक नेव्हिगेशनच्या काळात दिशा शोधण्यासाठी तारे पाहणं खूप महत्त्वाचं होतं. “आकाशातील तारे आणि इतर ग्रहांच्या तुलनेत आपण नेमके कुठे आहोत आणि कोणत्या दिशेने जात आहोत, हे त्यावरून ठरवले जात असत.”

अंतराळात पृथ्वीपासून खूप दूर गेल्यावर अशा पद्धती महत्त्वाच्या ठरतात, “कारण त्या वेळी दिशा शोधण्यासाठी आपल्याकडे तारे आणि ग्रह हेच काही मोजके आधार किंवा संदर्भ उपलब्ध असतात.”

याव्यतिरिक्त ताऱ्यांच्या मदतीने दिशा शोधण्याचं ज्ञान अंतराळवीरांचे प्राण वाचवू शकतं, याकडे ते लक्ष वेधतात. “जर पृथ्वीशी काही कारणामुळे संपर्क तुटला, तरी अंतराळवीरांना सुरक्षितपणे पृथ्वीवर परतण्यासाठी दिशा शोधता यायला हवी, याची आम्हाला खात्री करायची आहे.”

2018 मध्ये होल्ट आणि त्यांच्या टीमने आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानकावर (आयएसएस) असलेल्या दोन अंतराळवीरांना- सेरेना ऑनॉन-चॅन्सलर आणि अलेक्झांडर गेर्स्ट, यांना हातात धरता येणाऱ्या सेक्स्टंटची चाचणी घेण्यास सांगितलं.

त्यांनी कोणत्याही यंत्राची मदत न घेता, उघड्या डोळ्यांनी तारे पाहून आणि हात स्थिर ठेवून त्यामाध्यमातून मोजमाप केले.

“चंद्रावर गेलेल्या अंतराळवीरांचा संपर्क तुटला, तर त्यांना पृथ्वीवर परत येण्यासाठी ‘बॅक-अप’ नेव्हिगेशनची आपत्कालीन पद्धत म्हणून आम्ही त्यांच्याकडून हाताने वापरता येणाऱ्या सेक्स्टंटचा (मॅन्युअल सेक्सटंट) सराव करून घेतला,” असं होल्ट सांगतात.

“पृथ्वीशी संपर्क तुटला की दिशा सांगणारी म्हणजेच नेव्हिगेशन रेडिओ यंत्रणाही बंद होते. अशा वेळी अंतराळवीरांना स्वतःच दिशा शोधून पृथ्वीवर यावं लागतं.”

या प्रयोगातून दिशा शोधण्याच्या प्राचीन पद्धतींचा इतिहास समोर आला. 1960च्या दशकात नासाने तारे पाहून दिशा शोधण्याची ही जुनी पद्धत अंतराळ प्रवासासाठी वापरून पाहिली. परंतु, सुरुवातीला ही पद्धत अंतराळात खरोखर काम करेल की नाही, याबद्दल अंतराळवीरांनाही खात्री नव्हती.

चंद्रावर पाऊल ठेवणारे पहिले अंतराळवीर नील आर्मस्ट्राँग यांनी सांगितलं होतं की, “त्या वेळी माझ्या मनात एक चिंता होती, आपण दिशा अचूकपणे शोधू शकू का? पृथ्वीशी कोणत्याही कारणास्तव संपर्क तुटला, तर तारे आणि ग्रहांच्या मदतीने आपण स्वतःच पृथ्वीवर परतण्याचा मार्ग शोधू शकू का? आम्हाला वाटत होतं की, हे शक्य होऊ शकतं, पण या पद्धतीची प्रत्यक्ष चाचणी झालेली नव्हती.”

सुरुवातीच्या त्या अंतराळ मोहिमांमध्ये नील आर्मस्ट्राँग आणि इतर अंतराळवीरांनी सेक्स्टंट आणि डोळ्यांनी तारे पाहून दिशा शोधण्याच्या पद्धती यशस्वीपणे वापरल्या. या पद्धतींचा नियमित वापर तर झाला होताच, परंतु, आपत्कालीन परिस्थितीतही त्यांचा वापर करण्यात आला.

1966 मध्ये जेमिनी-12 अंतराळ मोहिमेदरम्यान रडारमधील काही समस्येमुळे बझ ऑल्ड्रिन यांनी हातातील सेक्स्टंट आणि नकाशाचा वापर करून दिशा शोधली. त्यानंतर 1970 मध्ये अपोलो-13 मोहिमेदरम्यानही मोठी अडचण निर्माण झाली होती. त्या वेळी जिम लव्हेल यांनी शेवटच्या टप्प्यात पृथ्वीला पाहून अंतराळयानाला योग्य दिशेने नेलं आणि पृथ्वीवर परत येण्यास मदत केली.

“ओरायन अंतराळयानात ऑप्टिकल नेव्हिगेशन यंत्रणा बॅकअप म्हणून काम करते. पृथ्वीशी संपर्क तुटला किंवा पृथ्वीवरून मिळणारी दिशा शोधण्याची मदत बंद झाल्यास या यंत्रणेच्या मदतीने अंतराळयानातूनच दिशा शोधता येते,” असं होल्ट सांगतात.

आर्टेमिस मोहिमांदरम्यान ही यंत्रणा नियमितपणे दिवसातून एकदा सुरू केली जाते. “यामुळे ही यंत्रणा व्यवस्थित काम करत आहे की नाही, हे आम्ही तपासू शकतो. तसेच आमच्या इंजिनिअरिंग टीमसाठी महत्त्वाचे फोटो आणि यंत्रणेच्या कामगिरीचा डेटाही मिळते,” असं ते सांगतात.

याशिवाय, पृथ्वीवरून मिळणाऱ्या दिशेच्या माहितीशी या यंत्रणेतून मिळालेली माहिती जुळते की नाही, हे तपासण्यासाठीही (क्रॉस-चेक) तिचा उपयोग होतो.

पण ही अत्याधुनिक यंत्रणा बंद पडली, तर हातात धरता येणारा सेक्स्टंट उपयोगी ठरतो.

एप्रिलमध्ये चंद्राच्या आर्टेमिस-2 मोहिमेदरम्यान, होल्ट यांनी दाखवलेल्या प्रकारचा अगदी तसाच हातात धरता येणारा आपत्कालीन सेक्स्टंट प्रक्षेपणापूर्वी तयार ठेवण्यात आला होता, असं ते सांगतात.

त्यावेळी अत्याधुनिक यंत्रणेतील कॅमेऱ्यांमध्ये काही समस्या आली असती, तर शेवटच्या क्षणी हा सेक्स्टंट अंतराळयानात ठेवण्यात आला असता.

पण, ओरायन अंतराळयानात हा सेक्स्टंट नेहमी सोबत नेला जात नाही, कारण ते आवश्यक उपकरण नाही. “अंतराळ मोहिमांमध्ये वजनाचा प्रत्येक ग्रॅम महत्त्वाचा असतो,” असं होल्ट सांगतात.

प्रक्षेपणानंतर अंतराळात एखादी मोठी तांत्रिक अडचण निर्माण झाली, तर अंतराळवीरांकडे तो हातात धरता येणारा सेक्स्टंट नसेल. पण, त्यांना डोळ्यांनी तारे पाहून दिशा शोधण्याच्या इतर पद्धतींचंही प्रशिक्षण दिलं जातं, असं होल्ट सांगतात.

यापैकी एका पद्धतीत ठराविक तारे पृथ्वी किंवा चंद्राच्या मागे कधी दिसेनासे होतात, हे पाहिलं जातं. त्यावरून आपण अंतराळात नेमकं कुठे आहोत, याचा ढोबळ अंदाज घेता येतो.

होल्ट म्हणतात की, नासाच्या इंजिनिअर्ससाठीही या जुन्या उपकरणाची माहिती असणं उपयुक्त ठरतं. आधुनिक आणि अत्याधुनिक नेव्हिगेशन यंत्रणा तयार करणाऱ्या टीमचं नेतृत्व करताना, “मी सगळ्यांना सेक्स्टंट वापरून पाहण्याचा सराव करायला सांगतो. त्यामुळे ही यंत्रणा नेमकी कशी काम करते, त्यामागचं गणित आणि भूमिती काय आहे, हे त्यांना समजतं.”

आजच्या अंतराळवीरांसाठी दिशा शोधण्याच्या आणखी काही जुन्या आणि उपयोगी पद्धती आहेत. उदाहरणार्थ, पूर्वीच्या काळात समुद्रात प्रवास करणारे खलाशी आकाशातील तेजस्वी आणि सहज ओळखू येणारे तारे आणि तारकासमूह पाहून दिशा शोधत असत.

होल्ट सांगतात की, अंतराळवीरांनाही अशा ताऱ्यांचा आणि तारकासमूहांचा दिशा शोधण्यासाठी उपयोग होतो.

याचं कारण म्हणजे हे तारे आणि तारकासमूह माणसांना सहज दिसतात आणि ओळखताही येतात. माणूस पृथ्वीवर असो किंवा अंतराळयानात, त्यांना पाहून दिशा शोधता येऊ शकते.

मंगळावर जाणाऱ्या मोहिमांमध्ये दिशा शोधण्यासाठी लघुग्रहांचाही उपयोग केला जाऊ शकतो, असं होल्ट म्हणतात.

“अंतराळवीरांना आम्ही सांगू की, जेमिनी तारकासमूहातील दोन प्रमुख ताऱ्यांच्या मध्ये एक लघुग्रह दिसायला हवा. त्यामुळे त्या भागात पाहून तो लघुग्रह शोधायचा, त्याचं मोजमाप करायचं, निरीक्षणे नोंदवायची आणि मिळालेली माहिती अपेक्षित माहितीशी जुळते का, हे तपासायचं. त्यानंतर त्यावरून गणित करून आपली दिशा ठरवायची,” असंही ते सांगतात.

जर मोजमाप किंवा निरीक्षणे अपेक्षेप्रमाणे नसतील, तर अंतराळवीर आपल्या अंतराळयानाची दिशा बदलतात आणि योग्य ठिकाणी पोहोचण्यासाठी मार्ग दुरुस्त करतात.

“माझ्यासाठी या कामातील सर्वात महत्त्वाची आणि रंजक गोष्ट म्हणजे दिशा शोधण्याच्या या सगळ्या पद्धती एकमेकांशी निगडित आहेत. पूर्वी जहाजांवरून तारे पाहून दिशा शोधण्यापासून ते आज मंगळावर आणि त्याही पुढे अंतराळात जाण्यासाठी दिशा शोधण्याच्या पद्धतीपर्यंत, या सगळ्यांचा एकमेकांशी संबंध आहे,” असं होल्ट सांगतात.

अंतराळातील सर्वात दूरच्या मोहिमांमध्येही दिशा शोधण्यासाठी याच मूलभूत पद्धतींचा वापर केला जातो, असं होल्ट सांगतात. म्हणजे ताऱ्यांचं निरीक्षण करणे, त्या ताऱ्यांच्या तुलनेत इतर खगोलीय वस्तू कुठे आहेत याचं निरीक्षण करणे आणि त्यावरून आपण नेमके कुठे आहोत हे गणिताच्या मदतीने ठरवणे.

“हे काम आपण काठीच्या मदतीने हाताने करू, सेक्स्टंट वापरू किंवा आधुनिक कॅमेऱ्याच्या मदतीनेही करू, पण या सगळ्या पद्धतींमध्ये काही गोष्टी सारख्याच आहेत. या पद्धतींचा इतिहास एकमेकांशी जोडलेला आहे आणि त्यामागे तेच गणित आणि भूमिती आहे. हे मला खूप रंजक वाटतं,” असं होल्ट म्हणतात.

(बीबीसीसाठी कलेक्टिव्ह न्यूजरूमचे प्रकाशन)