NASA ISRO joint satellite NISAR अमेरिकेतील प्रसिद्ध अवकाश संशोधन संस्था नासा (National Aeronautics and Space Administration – NASA) आणि भारताची इस्रो (Indian Space Research Organisation -ISRO) या दोन्ही अंतराळ संस्थांनी आजवर अनेक यशस्वी अंतराळ मोहिमांवर काम केले आहे. परंतु, आता या दोन्ही अंतराळ संस्था एकत्र येऊन एकाच मोहिमेवर काम करीत आहेत. त्या मोहिमेचे नाव आहे ‘निसार’. निसार हा एक पृथ्वी निरीक्षण उपग्रह आहे.
आजकाल पृथ्वी निरीक्षण उपग्रह (Earth Observation Satellites) सामान्य झाले आहेत आणि अनेक देश वेगवेगळ्या कारणांसाठी हे उपग्रह अवकाशात पाठवत असतात. पण भारतीय अंतराळ संशोधन संस्था (इस्रो) बुधवारी संध्याकाळी जो उपग्रह प्रक्षेपित करणार आहे, तो काही सामान्य नाही. या उपग्रहावर दीड दशकाहून अधिक काळापासून काम सुरू आहे. इस्रो आणि नासा यांनी संयुक्तपणे विकसित केलेला हा पहिलाच उपग्रह आहे. म्हणूनच त्याला ‘निसार’ म्हणजे NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar, असे नाव मिळाले आहे.
‘निसार’ मोहीम इतर अनेक कारणांमुळे खास आहे. भारत आणि अमेरिकेने एकत्र येत पृथ्वीचा अभ्यास करण्यासाठी उपग्रह मोहीम हाती घेतली आहे. एकदा अवकाशात स्थापित झाल्यानंतर हा उपग्रह अवकाशातील सर्वांत शक्तिशाली पृथ्वी निरीक्षण उपग्रह ठरेल. तसेच विविध क्षेत्रांतील संशोधनासाठी उपयुक्त डेटा आणि उच्च रिझोल्युशन प्रतिमा निर्माण करेल. दोन सिंथेटिक अपर्चर रडार (Synthetic Aperture Radar) सह स्थापित केलेला हा पहिलाच उपग्रह आहे. मुख्य म्हणजे हा आतापर्यंतचा सर्वांत महागडा उपग्रहदेखील आहे. काय आहे या मोहिमेचे वैशिष्ट्य? ‘निसार’चे प्रक्षेपण महत्त्वाचे का मानले जात आहे? त्याविषयी जाणून घेऊयात.
‘निसार’चे वैशिष्ट्य काय?
- ‘निसार’चे वैशिष्ट्य म्हणजे त्यात बसवलेले दोन एसएआर म्हणजेच सिंथेटिक अपर्चर रडार. रडार्स म्हणजेच मोठ्या डिश-आकाराच्या अँटेना.
- ही अशी उपकरणे आहेत, जी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींच्या अदृश्य अशा स्पेक्ट्रममध्ये, विशेषतः मायक्रोवेव्ह किंवा रेडिओ लहरींमध्ये, सिग्नल पाठवतात आणि अंतराळातील वस्तूंकडून परत येणारे सिग्नल गोळा करतात.
- परत येणाऱ्या सिग्नल्सचे नंतर विश्लेषण केले जाते. त्यामुळे वस्तूविषयी विविध माहिती मिळते, जसे की रडारपासून त्याचे अंतर, ते गतिमान असल्यास त्याचा वेग, रचना, पोत इत्यादी.
- मुख्य म्हणजे डिश अँटेनाचा आकार जितका मोठा असतो तितकी परत येणाऱ्या सिग्नल्समधून अधिक माहिती गोळा होते.
इमेजिंग रडार्स परत येणाऱ्या सिग्नल्सचा वापर करून वस्तूची प्रतिमा तयार करतात. एसएआर हे एक विशेष प्रकारचे इमेजिंग रडार आहे, जे अवकाशात तैनात केले जातात. हे रडार जमिनीवर स्थापित केलेल्या मोठ्या डिश-आकाराच्या रडार्सप्रमाणे काम करण्यास सक्षम असेल. नासाने दिलेल्या माहितीनुसार, १२ मीटर व्यासाचा एक जाळीदार अँटेना या उपग्रहाला आहे, जी अशा प्रतिमा तयार करण्यास सक्षम आहे, ज्यांचे रिझोल्यूशन जमिनीवरील अँटेनाने तयार केलेल्या प्रतिमांसारखेच असेल. त्यामुळे कोणत्याही वातावरणात जमिनीची अत्यंत सुस्पष्ट छायाचित्रे काढणे शक्य होणार आहे.
अत्यंत सुस्पष्ट छायाचित्रे कशी मिळणार?
‘निसार’मध्ये दोन एसएआर आहेत. त्यातील एक एल-बँड (L-band) फ्रिक्वेन्सीमध्ये आणि दुसरा एस-बँड (S-band)मध्ये कार्य करतो. या उपग्रहात त्याला एकाच वेळी एकाच स्थानासाठी पूरक प्रतिमांचे संच कॅप्चर करण्यासाठी बसवण्यात आले आहेत. त्यामुळे पृथ्वीचे अत्यंत सुस्पष्ट छायाचित्र उपलब्ध होईल, जे यापूर्वी कधीही शक्य नव्हते. एल-बँड आणि एस-बँड दोन्ही रडार ढग, धूर, पाऊस किंवा धुके असल्यासदेखील छायाचित्र काढू शकतात. त्यामुळे सर्व हवामानांत आणि रात्रंदिवस पृथ्वीची अत्यंत सुस्पष्ट छायाचित्रे काढणे शक्य होणार आहे.
त्यांच्या वेगवेगळ्या तरंगलांबी (Wavelengths) त्यांना पृष्ठभागावरील विविध प्रकारची छायाचित्रे कॅप्चर करण्यास सक्षम करतात. उदाहरण द्यायचे झाल्यास, एल-बँड एसएआर उच्च तरंगलांबी मायक्रोवेव्ह वापरतो. त्यामुळे घनदाट झाडी, वनस्पतींमधून आणि अगदी वाळू किंवा बर्फातूनही अधिक चांगल्या प्रकारे जमिनीचे छायाचित्र काढणे शक्य होते. एल-बँड एसएआर घनदाट जंगल असूनही खालील जमिनीचे नकाशे तयार करू शकतो, झाडाच्या खोडांचे बायोमास मोजू शकतो. झाडाच्या खोडांचा बायोमास कार्बन साठा (carbon stock) अंदाजित करण्यासाठी खूप उपयुक्त आहे.
एस-बँड एसएआरची तरंगलांबी कमी आहे, तो जास्त खोलवर जाऊ शकत नाही; परंतु पिके, शेती किंवा जलस्रोतांसारखी वैशिष्ट्ये कॅप्चर करण्यासाठी सक्षम आहे. तो सोयाबीन, मका, ऊस यांसारख्या पिकांचे निरीक्षण करू शकतो आणि त्यांची वेगवेगळी वाढ व परिपक्वता यांच्या टप्प्यांबाबत माहिती देऊ शकतो. हे निरीक्षण विशेषतः भारतावर लक्ष केंद्रित करेल. तर, एल-बँड एसएआर उंच झाडे आणि घनदाट जंगलांचे निरीक्षण करण्यास मदत करेल. त्यामध्ये पश्चिम अमेरिका, अ‍ॅमेझॉन वर्षावन, अंटार्क्टिका, ग्रीनलंड व उत्तर अलास्का येथील प्रदेशांना लक्ष्य केले जाणार आहे.
दोन स्वतंत्र उपग्रहांवरील एस-बँड आणि एल-बँड एसएआरमधून डेटा एकत्रित करून, या प्रकारचे सुस्पष्ट छायाचित्र तयार करणे शक्य नाही.’निसार’वर दोन एसएआर एकत्रितपणे कार्य करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. हा उपग्रह दररोज ८० टीबी डेटा तयार करील. हा डेटा कोणत्याही इतर विद्यमान पृथ्वी निरीक्षण प्रणालीपेक्षा तिप्पट आहे. एकाच उपग्रहावर दोन एसएआर बसवणे हे एक मोठे अभियांत्रिकी आव्हान होते. त्यामुळेच ‘निसार’ तयार होण्यास बराच वेळ लागल्याचे सांगितले जाते. दोन्ही रडार योग्य पद्धतीने कार्य करू शकेल यासाठी त्यांना त्यांच्या विशिष्ट हार्डवेअरची आवश्यकता असते.
भारत-अमेरिकेची संयुक्त मोहीम
या मोहिमेचा खर्च अधिक होता आणि म्हणूनच दोन प्रमुख अवकाश संस्थांमधील सहकार्य महत्त्वाचे होते. एल-बँड एसएआर, १२-मीटर अँटेना व जीपीएस नियंत्रणासह इतर अनेक घटक आणि प्रणाली नासाकडून आल्या; तर इस्रोने एस-बँड एसएआर, रॉकेट व अंतराळयान, तसेच त्याची उपप्रणाली दिली आहे आणि इस्रो यांचे प्रक्षेपण करणार आहे. नासा आणि इस्रो दोन्ही आपापल्या भू-स्थानकांवरून मिशन ऑपरेशन्स हाताळतील. एकूण गुंतवणुकीच्या दृष्टीने, नासाने सुमारे १.१६ अब्ज डॉलर्सचे योगदान दिले आहे; तर इस्रोने ९० दशलक्ष डॉलर्सचे योगदान दिले आहे.
‘निसार’सारख्या मिशनची संकल्पना २००७ मध्ये मांडण्यात आली. एका अमेरिकन समितीने जमीन, बर्फ किंवा वनस्पती आवरणातील बदल कसे होत आहेत याचा अभ्यास करण्यासाठी अंतराळ मिशनची शिफारस केली, तेव्हा ही संकल्पना समोर आली. त्यामुळे भूकंप, भूस्खलन किंवा जमिनीवरील अन्य घटनांची नोंद ठेवणे शक्य होणार आहे. तसेच भूजल पातळी, बर्फाची जाडी, बर्फाची हालचाल, हिमनदीचा प्रवाह यांच्या अचूक नोंदी घेणे शक्य होणार आहे. त्यामुळे पर्यावरणातील बदलांची नोंद, अभ्यास करणे आणि त्यावरून अचूक अनुमान काढण्यास मदत होणार आहे.
नासाने २००८ मध्ये या प्रकल्पावर काम सुरू केले. चार वर्षांनंतर इस्रो त्यात सहभागी झाली. यापूर्वी काही मोहिमांमध्ये नासा आणि इस्रोने सहकार्य केले होते. जसे की, इस्रोच्या ‘चांद्रयान-१’वर नासाचे पेलोड होते. परंतु, त्यांनी कधीही कोणत्या मोहिमेवर संयुक्तपणे काम केले नाही किंवा कोणतेही अंतराळ मिशन विकसित किंवा अमलात आणले नाही. दोन्ही संस्थांनी २०१४ मध्ये ‘निसार’साठी एक करार केला आणि तेव्हापासून या मोहिमेवर काम सुरू होते. अमेरिका आणि भारत या दोन्ही देशांनी अंतराळात अधिक धोरणात्मक भागीदारी केली आहे.
भारताने आर्टेमिस करारांवर (Artemis Accords) स्वाक्षरी केली आहे. हा अंतराळ संशोधनावर आधारित अमेरिकेच्या नेतृत्वाखालील एक प्रकारचा गट आहे, जो नासाच्या आर्टेमिस कार्यक्रमाशी संबंधित आहे. या कार्यक्रमाचा उद्देश मानवांना चंद्रावर परत पाठवणे आहे. नासा आणि इस्रोने मानवी अंतराळ उड्डाण सहकार्यासाठी एक धोरणात्मक आराखडादेखील तयार केला आहे. त्याचाच एक भाग म्हणून अलीकडेच शुभांशु शुक्ला नासाच्या अक्सिओम-४ (Axiom-4) मोहिमेत सहभागी झाले होते. ते काही दिवसांपूर्वी पृथ्वीवर परतले.
