विनय जोशी
आपल्या सौरमालेतील आकाराने सगळय़ात छोटा पण वेगात सगळय़ात चपळ ग्रह म्हणजे बुध. सूर्य सान्निध्यामुळे त्याचे दुर्बिणीतून निरीक्षण करणे जसे कठीण तसेच त्याच्यावर यान पाठवण्याची मोहीम देखील अवघड ठरते. मरिनर १०, मेसेंजर या मोहिमांनी बुधाची अनेक रहस्ये उघडकीस आणली आहेत.
आपल्या सौरमालेतील आकाराने सगळय़ात छोटा पण वेगात सगळय़ात चपळ ग्रह म्हणजे बुध. सूर्याच्या सगळय़ात जवळचा ग्रह असल्याने हा सूर्याची पाठ सोडतच नाही. आकाशात कायम सूर्याच्या आसपासच दिसतो. ग्रहांचे सूर्यापासून पृथ्वीसापेक्ष कोनीय अंतर म्हणजे इनांतर (elongation) होय. बुधाचे इनांतर ११ अंशाच्या आत असताना सूर्यप्रकाशामुळे तो झाकोळला जाऊन आपल्याला दिसत नाही. सूर्याच्या पश्चिमेला ११ अंशाच्या पुढे गेल्यावर तो सूर्योदयापूर्वी पूर्व आकाशात तर सूर्याच्या पूर्वेस ११ अंशाच्या पुढे गेल्यावर सूर्यास्तानंतर पश्चिम आकाशात बुध दिसू लागतो. बुधाचे परम इनांतर (gretest elongation) १८० ते २८०आहे. तेव्हा तो क्षितिजापासून सर्वाधिक अंतरावर असतो आणि अधिक काळ दिसतो. म्हणून बुधाचे निरीक्षण करण्याची ही सर्वोत्तम संधी असते.
प्राचीनकाळी ग्रीक लोकांना पहाटे दिसणारा ‘अपोलो’ आणि संध्याकाळी दिसणारा ‘हर्मेस’ हे दोन वेगळे ग्रह वाटायचे. इसपू ५व्या शतकात पायथागोरसने हे दोन वेगळे ग्रह नसून बुध ग्रह असल्याचे सांगितले. १७ व्या शतकाच्या सुरुवातीला थॉमस हॅरियट आणि गॅलिलिओ गॅलिली यांनी बुधाचे पहिल्यांदा दुर्बिणीतून निरीक्षण केले. गॅलिलिओने चंद्राप्रमाणे बुधाच्या देखील कला दिसतात असे निरीक्षण नोंदवले. जर्मन खगोलशास्त्रज्ञ योहानेस केप्लर यांनी १६२९ मध्ये ७ नोव्हेंबर १६३१ ला बुध सूर्यिबबावरून जाताना दिसेल असे गणिताने अनुमान मांडले होते. केप्लर १६३० मधेच वारल्याने त्यांना हे बुधाचे अधिक्रमण बघता आले नाही. पण फ्रेंच खगोलविद पियरे गॅसेंडी यांनी या अनुमानावरून हे अधिक्रमण पाहिले. सूर्यिबबावरून बुधाचा ठिपका सरकताना पाहून त्याच्या चिमुकल्या आकाराची कल्पना आली.
परम इनांतर असताना बुधाचे निरीक्षण करणाऱ्या शास्त्रज्ञांना बुधाचा एकच पृष्ठभाग सतत दिसायचा. चंद्राला स्वत:भोवती फिरण्यासाठी लागणारा वेळ आणि त्याला पृथ्वीभोवती फिरण्यासाठी लागणारा वेळ समान असल्याने चंद्राचीदेखील एकच बाजू आपल्याला दिसते. यावरून पृथ्वी-चंद्र यांसारखी सूर्य-बुध यांच्यातसुद्धा समकालिक अवस्था (tidal locking) असावी असा शास्त्रज्ञांचा गैरसमज झाला. म्हणून पुढची बरेच वर्ष बुधाचा परिवलन काळ आणि सूर्याभोवती फिरण्याचा परिभ्रमण काळ ८८ पृथ्वी दिवस मानला जात होता.
बुधाची एकच बाजू सूर्यासमोर राहत असती तर तिथले तापमान अति प्रचंड आणि सूर्याच्या विरुद्ध बाजूचे तापमान अति थंड अशी तापमानात तफावत जाणवली असती. १९६२ मध्ये बुधाचे रडारने निरीक्षण केले गेले. यातून बुधाच्या प्रकाशित आणि अप्रकाशित भागांच्या तापमानांमध्ये विशेष फरक नसल्याचे कळून आले. १९६५ मध्ये रेडिओ खगोलशास्त्रज्ञ गॉर्डन पेटेनगिल आणि रॉल्फ डायस यांनी पोर्तो रिकोमधील अरेसिबो या मोठय़ा रेडिओ दुर्बिणीद्वारे वेध घेत बुधाचा परिवलन काळ ५९ पृथ्वी दिवस असावा असे मत मांडले. पुढे इटालियन शास्त्रज्ञ ज्युसेप्पे ‘बेपी’ कोलंबो यांनी बुधाच्या परिभ्रमण आणि परिवलन काळाचे गुणोत्तर २:३ असून त्याचा परिवलन काळ ५८.६५६ पृथ्वी दिवस असल्याचे सिद्ध केले. म्हणजे बुधाच्या सूर्याभोवती दोन प्रदक्षिणा होतात तेव्हा स्वत:भोवती तीन फेऱ्या पूर्ण होतात.
दुर्बिणीने घेतलेल्या वेधांवरून बुधाचा व्यास ४,८४० किमी असावा असे शास्त्रज्ञांना अंदाज होता. १९६५ साली रडारच्या साहाय्याने काढलेला व्यास ४,८७९ किमी. आढळून आलेला आहे. म्हणजे बुध हा आकारमानाने चंद्रापेक्षा थोडा मोठा आहे. बुधाचे वस्तुमान पृथ्वीच्या वस्तुमानाच्या ०.०५५ पट असल्याचे मोजले गेले. वस्तुमान व आकारमान यांवरून काढलेली बुधाची सरासरी घनता पृथ्वीच्या घनतेच्या ०. ९८ पट आहे. लहान आकार असून पण अधिक घनता यावरून बुधाच्या गाभ्यात लोह, निकेल यांसारखी जड मूलद्रव्ये आहेत हे सिद्ध झाले.
बुधाच्या सूर्य सान्निध्यामुळे इतर ग्रहांच्या तुलनेने त्याच्यावर यान पाठवण्याची मोहीम अवघड ठरते. बुध ४७.४ किमी/सेकंद इतक्या वेगाने कक्षेत फिरतो. त्यामुळे त्याला गाठण्यासाठी यानाला सुद्धा अधिक वेगाने प्रवास करावा लागेल, पण बुधाजवळ सूर्याचे गुरुत्वाकर्षण अधिक तीव्र आहे त्यामुळे वेग जरा जरी जास्त झाला तर यान सूर्याकडे खेचले जाऊ शकते. बुधाचे गुरुत्वाकर्षण क्षीण असल्याने यानाला त्याच्या कक्षेत फिरत ठेवण्यासाठी अधिक मेहनत घ्यावी लागेल. त्याच्या पृष्ठभागाचे तापमान दिवसा ४३० डिग्री सेल्सियस तर रात्री -१८० डिग्री सेल्सियस असते. यानात तापमानातील ही प्रचंड तफावत सहन करण्याची क्षमता असणे गरजचे ठरते. सूर्याच्या जवळ असल्याने तीव्र सौरप्रारणांपासून बचाव करणारी यंत्रणा आवश्यक ठरते. यामुळे आतापर्यंत बुधासाठी तीनच मोहिमा आखल्या गेल्या.
बुधाच्या सखोल अभ्यासासाठी नासाने ‘मरिनर १०’ हे मिशन राबवले. बुधाच्या जवळून अनेकदा जात त्याचा पृष्ठभाग, गुरुत्वाकर्षण आणि इतर गोष्टींची माहिती घेणे हा या मोहिमेचा उद्देश होता. ३ नोव्हेंबर १९७३ रोजी केप कॅनवेरल, फ्लोरिडा येथून अ‍ॅटलस-सेंटॉर रॉकेटद्वारे मरिनर १० पृथ्वीवरून झेपावले. कमी इंधनात यानाला बुधाजवळ पाठवण्यासाठी या मोहिमेत ‘ग्रॅव्हिटी असिस्ट’ या संकल्पनेचा पहिल्यांदाच उपयोग केला गेला. मरीनर आधी शुक्राकडे झेपावले. फेब्रुवारी १९७४ ला शुक्राच्या जवळून ५७६८ किमी अंतरावर पोहोचले. शुक्राच्या गुरुत्वाकर्षणाने यानाची गती आणि कक्षा बदलून ते वेगाने बुधाकडे झेपावले. २९ मार्च १९७४ ला बुधापासून ७०३ किमी अंतरावरून फिरत त्याने बुधाच्या ४० टक्के भागाचे छायाचित्रण केले. यानंतर सूर्याभोवती फेरी मारून ते १७६ दिवसांनी सप्टेंबर १९७४ ला पुन्हा बुधाजवळ आले. आणि बुधाच्या दक्षिण गोलार्धाची निरीक्षणे नोंदवली. मार्च १९७५ ला मरिनर १० यान तिसऱ्यांदा आणि शेवटचे बुधाजवळून गेले. यावेळी त्याच्या पृष्ठभागापासून ३२७ किमी इतक्या जवळून त्याचे उड्डाण झाले. आणि पुढे इंधन संपून यानाला नियंत्रित करणे शक्य नसल्याने ही मोहीम थांबली.
मरिनर १० मोहिमेने बुधाची अनेक रहस्ये उघडकीस आणली. यानाला बुधाचा पृष्ठभाग चंद्राप्रमाणेच विवरे दऱ्या आणि डोंगरांनी भरलेला आढळला. बुधाभोवती हेलियम आणि हायड्रोजनचे अगदी विरळ वातावरण आणि अगदी क्षीण चुंबकीय क्षेत्र असल्याचे देखील शोधले गेले. पण बुधाची जडणघडण, उत्पत्तीपासून आतापर्यंत झालेली स्थित्यंतरे याविषयीचे गूढ कायम होते. १९९१ मध्ये बुधाचा रडारद्वारे वेध घेत असताना शास्त्रज्ञांना तिथल्या ध्रुवीय प्रदेशात बर्फाचे अस्तित्व जाणवले. इतक्या प्रचंड तापमानात पाणी कसे असावे? हा प्रश्न निर्माण झाला.
बुधाविषयी अशा अनुत्तरित प्रश्नांची उत्तरे मिळवण्यासाठी मरिनर १० नंतर ३० वर्षांनी २००४ मध्ये नासाने ‘मेसेंजर’ हे यान प्रक्षेपित केले. कमी इंधनात बुधाकडे सरळ जाणे शक्य नसल्याने ते पृथ्वीभोवती एकदा आणि शुक्राभोवती दोनदा फिरवले गेले. या दोन ग्रहांच्या गुरुत्वाकर्षणाने यानाचा वेग वाढून ते बुधाजवळ जाऊ शकले. जानेवारी २००८ मध्ये पहिल्यांदा बुधाजवळून प्रवास करत ते सूर्याकडे गेले. २००९ मध्ये पुन्हा बुधाजवळ येत मरिनरने न पाहिलेल्या भागाचे छायाचित्रण केले. २०११ मध्ये वेग आणि दिशा बदलून मेसेंजर यान बुधाच्या कक्षेत फिरू लागले.
मेसेंजरने बुधाच्या ध्रुवीय प्रदेशात थंड तापमानाच्या खोल विवरांमध्ये पाण्याचे अस्तित्व सिद्ध केले. यानाने घेतलेल्या तपशीलवार प्रतिमांनी बुधाची भूशास्त्रीय स्थित्यंतरे समजण्यास मदत केली. बुधावर प्राचीन काळी झालेल्या ज्वालामुखी उद्रेकाच्या खुणा सापडल्या. उत्पत्तीनंतर काही अब्ज वर्षे बुधावर ज्वालामुखी उद्रेक होत असावेत. बुधाच्या पृष्ठावर ४ अब्ज वर्षांहून जास्त काळ अशनींचे आघात होऊन विवरे निर्माण झाली आहेत. तेथे वातावरण जवळजवळ नसल्याने ही भूवैज्ञानिक वैशिष्टय़े बहुतांशी जशीच्या तशी टिकून राहिली आहेत. मेसेंजरमुळे बुध आकुंचन पावत असल्याची माहिती मिळाली. मेसेंजरला त्याच्या पृष्ठभागावर मोठय़ा प्रमाणात दऱ्या आणि भेगा दिसल्या. बुधाच्या गाभ्यातील लाव्हा थंड होताना आकुंचन पावल्याने असे होत असावे. बुधाच्या विरळ वातावरणात सिलिकॉन, सल्फर, सोडियम आणि पाण्याचा अंश नोंदवले गेले. ३० एप्रिल २०१५ ला मेसेंजर बुधावर नियोजनपूर्वक आदळवले गेले आणि ही मोहीम थांबली.
बुधाभोवती सध्या कार्यरत असणारे मिशन म्हणजे ‘बेपीकोलंबो’. जपानची अंतराळ संस्था जाक्सा आणि युरोपियन स्पेस एजन्सी यांनी संयुक्तरित्या आखलेल्या या मोहिमेत मक्र्युरी प्लॅनेटरी ऑर्बिटर (MPO) आणि मक्र्युरी मॅग्नेटोस्पेरिक ऑर्बिटर (MMO) या दोन उपग्रहांचा समावेश आहे. २० ऑक्टोबर २०१८ ला एरियन-५ रॉकेटद्वारे ‘बेपीकोलंबो’ अंतराळात झेपावले. पृथ्वीभोवती एकदा आणि शुक्राभोवती दोनदा फेऱ्या मारत १ ऑक्टोबर २०२१ ला ते बुधाजवळ पोहोचले. डिसेंबर २०२५ पर्यंत ते बुधाजवळून अनेकदा जात निरीक्षणे नोंदवेल. आणि त्यानंतर ते बुधाच्या कक्षेत फिरू लागेल. भविष्यात मक्र्युरी-पी या मोहिमेद्वारे बुधावर थेट लँडर उतरवण्याची रशियाची योजना आहे. या मोहिमांमधून बुधाबद्दल नव्या माहितीचे दालन आपल्यासाठी उघडत जाईल.
