नासा नेंसी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप के प्रक्षेपण की तैयारियों को अंतिम रूप दे रहा है, जो एक अभिनव वेधशाला है जिसे ब्रह्मांड की उत्पत्ति, विकास और भविष्य की वर्तमान समझ को नाटकीय रूप से बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
इस पहल का मूल एक प्राचीन प्रश्न को संबोधित करता है: क्या मानवता ब्रह्मांड में अकेली है या क्या उसके पास अन्य प्राणियों की खोज के लिए उपयुक्त उपकरण नहीं थे। इस प्रश्न का उत्तर रविवार, 30 अगस्त, 2026 से सामने आ सकता है, जो रोमन को मानचित्रण शुरू करने के लिए अंतरिक्ष में भेजने की नियोजित तिथि है।
दूरबीन की अवधारणा एक दशक से अधिक पुरानी है, जो मौजूदा वेधशालाओं की सीमाओं को दूर करने की आवश्यकता से प्रेरित थी। हालांकि, परियोजना की जड़ें इससे भी पहले की हैं, जो एक खगोलविद के अग्रणी काम से जुड़ी हैं जो अपने इतिहास में अपनी भूमिका पर सवाल उठाती थीं।
नेंसी ग्रेस रोमन, एक खगोलविद (1925-2018), ने कहा: 'यह कहना मुश्किल है कि इतिहास मेरी उपलब्धियों को कैसे देखेगा। लोग आमतौर पर इस बात में बहुत रुचि नहीं रखते हैं कि चीजें कहाँ से शुरू होती हैं, इसलिए मुझे यकीन नहीं है कि उन्हें मेरी भूमिका के बारे में बहुत कुछ पता होगा।' नासा की पहली खगोल विज्ञान प्रमुख के रूप में, वह अमेरिकी सरकार और वैज्ञानिक समुदाय को अंतरिक्ष में दूरबीनों को स्थापित करने की व्यवहार्यता के बारे में मनाने में मौलिक थीं, जिससे उन्हें 'हबल की माँ' का उपनाम मिला। वर्षों बाद, नासा ने इस विरासत का सम्मान करते हुए उस वेधशाला का नाम रखा है जिसमें खगोल विज्ञान में क्रांति लाने की क्षमता है।
यह विशाल परियोजना गॉडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर के नेतृत्व में, जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (जेपीएल) और स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट (एसटीएससीआई) के सहयोग से संचालित है। यह अंतरराष्ट्रीय सहयोग इंजीनियरों, खगोल भौतिकीविदों और प्रोग्रामरों को शामिल करता है ताकि प्रतिकूल अंतरिक्ष वातावरण में वेधशाला की जटिल इंजीनियरिंग का सही ढंग से संचालन सुनिश्चित किया जा सके।
हाल के हफ्तों में, दूरबीन की संरचना को कठोर अंतरिक्ष योग्यता परीक्षणों के अधीन किया गया था। इंजीनियरों ने रॉकेट के लॉन्च के शुरुआती क्षणों के दौरान अनुभव किए गए तीव्र कंपन और यांत्रिक बलों का अनुकरण करते हुए उपकरण का परीक्षण किया। इसके अतिरिक्त, ध्वनिक परीक्षण किए गए, जिसमें सिस्टम को लॉन्च के दौरान इंजनों की गड़गड़ाहट के समान शोर के संपर्क में लाया गया, और गहरे अंतरिक्ष में तापमान में चरम बदलावों के प्रति प्रतिरोध की जांच के लिए थर्मल वैक्यूम चैंबर में परीक्षण किए गए।
तकनीकी योग्यता सफलतापूर्वक पूरी होने के साथ, दूरबीन यात्रा के लिए तैयार है। इसका प्रक्षेपण फ्लोरिडा में केनेडी स्पेस सेंटर से स्पेसएक्स के फाल्कन हेवी रॉकेट का उपयोग करके होगा, जिसका गंतव्य नासा द्वारा स्थापित कक्षा है।
प्रक्षेपण के बाद, एक सावधानीपूर्वक गणना की गई कक्षीय यात्रा शुरू होती है। नासा द्वारा निर्दिष्ट रोमन का लक्ष्य लैग्रेंज पॉइंट 2 (L2) है, जो पृथ्वी से लगभग 1.5 मिलियन किलोमीटर दूर स्थित गुरुत्वाकर्षण स्थिरता क्षेत्र है, जो ग्रह और चंद्रमा के बीच की दूरी का लगभग चार गुना है।
L2 बिंदु का चयन उच्च परिशुद्धता वाले खगोल विज्ञान के लिए महत्वपूर्ण परिचालन और रणनीतिक लाभ लाता है। इस स्थान पर, सूर्य, पृथ्वी और दूरबीन के बीच प्राकृतिक संरेखण थर्मल शील्ड को लगातार सूर्य और पृथ्वी से आने वाली विकिरण और गर्मी को अवरुद्ध करने की अनुमति देता है, जिससे ऑप्टिकल उपकरणों का तापमान बहुत कम बना रहता है। इसके अलावा, L2 बिंदु ब्रह्मांड का अबाधित दृश्य सुनिश्चित करता है, जिससे वेधशाला को पृथ्वी के डिस्क के निरंतर हस्तक्षेप के बिना गहरे अंतरिक्ष की ओर अपने उपकरणों को इंगित करने की अनुमति मिलती है।
L2 बिंदु पर, रोमन दूरबीन जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप द्वारा कब्जा किए गए ही क्षेत्र में काम करेगी, तकनीकी पूरकता के साथ। हालांकि रोमन का मुख्य मिशन पांच साल का है, नासा ने ऑनबोर्ड सिस्टम की स्थिति के आधार पर संचालन को पांच साल और बढ़ाने के लिए ईंधन रिजर्व की योजना बनाई है।
नेंसी ग्रेस रोमन वेधशाला के वैज्ञानिक प्रभाव को समझने के लिए, इसकी तुलना अपने पूर्ववर्तियों से करना उपयोगी है। जहां हबल स्पेस टेलीस्कोप एक उच्च परिशुद्धता वाला माइक्रोस्कोप के रूप में कार्य करता है, जो परिदृश्य के एक छोटे हिस्से के महीन विवरण कैप्चर कर सकता है, वहीं रोमन एक बड़े कोण वाला अल्ट्रा-हाई डेफिनिशन पैनोरमिक कैमरा के रूप में कार्य करता है।
इस परिवर्तनकारी क्षमता का रहस्य वाइड फील्ड इंस्ट्रूमेंट (WFI) है, जो दूरबीन का केंद्रीय तकनीकी घटक है। यह 300 मेगापिक्सल का एक विशाल सेंसर है जो दृश्य प्रकाश और निकट-अवरक्त दोनों में काम करता है। प्रणाली में एक स्लिटलेस स्पेक्ट्रोग्राफ भी शामिल है, जो दूर की वस्तुओं द्वारा उत्सर्जित प्रकाश का विश्लेषण करने, उनकी भौतिक और रासायनिक विशेषताओं की पहचान करने में सक्षम है।
रोमन का मैपिंग पैमाना अंतरिक्ष अन्वेषण के इतिहास में अद्वितीय है, जो आकाश की निरंतर निगरानी की अनुमति देता है। यह उन संक्षिप्त ब्रह्मांडीय घटनाओं को रिकॉर्ड करने का मार्ग प्रशस्त करता है जो पहले अनदेखी रह जाती थीं। दूरबीन में सुपरनोवा विस्फोटों का पता लगाने, न्यूट्रॉन सितारों के टकरावों को रिकॉर्ड करने और फास्ट रेडियो बर्स्ट्स (FRBs) को कैप्चर करने की क्षमता होगी, जिससे ब्रह्मांड की सबसे हिंसक घटनाओं के बारे में महत्वपूर्ण डेटा प्राप्त होगा।
नेंसी ग्रेस रोमन टेलीस्कोप दो पूरक और अत्यधिक परिष्कृत डिटेक्शन पद्धतियों का उपयोग करके आकाशगंगा में एक्सोप्लैनेट के इन्वेंट्री को मौलिक रूप से बदलने के लिए तैयार है।
पहली तकनीक डायरेक्ट इमेजिंग है, जो एक उन्नत कोरोनोग्राफ के माध्यम से की जाती है। ऐतिहासिक रूप से, सौर मंडल के बाहर ग्रहों की खोज ने एक लगभग दुर्गम भौतिक चुनौती का सामना किया है: मेजबान तारे की तीव्र चमक कक्षीय ग्रहों को अस्पष्ट करती है, जिससे वे प्रत्यक्ष फोटोग्राफी के लिए लगभग अदृश्य हो जाते हैं। कोरोनोग्राफ एक आंतरिक ऑप्टिकल शील्ड के रूप में कार्य करता है जो मेजबान तारे के सीधे प्रकाश को अवरुद्ध करता है, जिससे आसपास के ग्रहों द्वारा परावर्तित प्रकाश अंततः छवियों में दिखाई देता है।
स्पेस व्यू कार्यक्रम के दौरान, खगोलशास्त्री मार्सेलो ज़ुरिता द्वारा प्रस्तुत, जेपीएल की एस्ट्रोबायोलॉजिस्ट रायसा एस्ट्रेला ने इस तकनीक के कार्य और महत्व का विवरण दिया। उन्होंने समझाया: 'यह तकनीक जिसे हम कोरोनोग्राफ कहते हैं, अनिवार्य रूप से एक ऐसा उपकरण है जो मेजबान तारे के प्रकाश को अवरुद्ध करता है। और हम इस प्रकाश को क्यों अवरुद्ध करना चाहते हैं? क्योंकि जब हम मेजबान तारे के प्रकाश को अवरुद्ध करते हैं, तो हम उन ग्रहों द्वारा परावर्तित प्रकाश को देख पाते हैं जो इस तारे पर निवास करते हैं। तारे की चमक इतनी तेज होती है कि यह पूरी छवि को धुंधला कर देती है। इसलिए, हमें देखने के लिए अवरुद्ध करना होगा कि ग्रहों द्वारा परावर्तित प्रकाश क्या है जो परिक्रमा कर रहे हैं। इस प्रकार की वेधशाला के साथ, हम वास्तव में ग्रह प्रणाली की इमेजिंग कर पाएंगे।'
रायसा ने जोर देकर कहा कि यह उपकरण का बड़ा अंतर है: 'यह एक अप्रत्यक्ष माप होने से बदलकर, जैसा कि हम आज जेम्स वेब के साथ करते हैं, अब ग्रहों की वास्तविक इमेजिंग भी करेगा।'
कोरोनोग्राफ के साथ, रोमन मुख्य रूप से बृहस्पति के आकार के विशाल गैस ग्रहों की प्रत्यक्ष छवियां प्राप्त करने पर ध्यान केंद्रित करेगा। हालांकि, रायसा के अनुसार, यह दृष्टिकोण छोटे और पृथ्वी जैसे ग्रहों का पता लगाने के लिए पर्याप्त नहीं होगा।
इस परिदृश्य में, वेधशाला दूसरी परिष्कृत तकनीक का उपयोग करेगी: ग्रैविटेशनल माइक्रोलेंसिंग। अल्बर्ट आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता सिद्धांत पर आधारित, ग्रैविटेशनल माइक्रोलेंसिंग तब होती है जब एक दूर के तारे का प्रकाश पृथ्वी की ओर जाता है और रास्ते में एक बड़े पिंड के करीब से गुजरता है, जैसे कि दूसरा तारा। इस मध्यवर्ती तारे का गुरुत्वाकर्षण एक प्राकृतिक लेंस के रूप में कार्य करता है, जो स्पेस-टाइम को मोड़ता है और पृष्ठभूमि तारे के प्रकाश को बढ़ाता है। यदि लेंस तारे के चारों ओर कोई ग्रह है, तो उस ग्रह का गुरुत्वाकर्षण खगोलविदों द्वारा कैप्चर किए गए प्रकाश में एक छोटा अतिरिक्त विरूपण प्रेरित करेगा।
नेशनल इंस्टिट्यूट ऑफ स्पेस रिसर्च (INPE) के एस्ट्रोफिजिक्स डिवीजन के शोधकर्ता लियोनार्डो डी अल्मेडा ने स्पेस व्यू में अपनी भागीदारी के दौरान भौतिक प्रभाव को स्पष्ट किया। विशेषज्ञ के अनुसार, यह घटना इसलिए होती है क्योंकि एक बड़े वस्तु का गुरुत्वाकर्षण उसके चारों ओर अंतरिक्ष के कपड़े को विकृत करता है, जिससे पृष्ठभूमि से आने वाली रोशनी का आभासी पथ बदल जाता है। उन्होंने सारांशित किया: 'प्रकाश मुड़े हुए स्पेस-टाइम में सीधा जाता है। जब प्रकाश किसी बहुत बड़े द्रव्यमान की वस्तु से गुजरता है, तो किरण विचलित होती है और रास्ता बदल देती है। पर्यवेक्षक यह नहीं जानता है, इसलिए वह तारे को एक अन्य स्थिति में देखेगा, जिसे हम छवि कहते हैं।'
कोरोनोग्राफ और ग्रैविटेशनल माइक्रोलेंसिंग के संयोजन से वैज्ञानिकों को अपनी आकाशगंगा का एक वास्तविक जनसांख्यिकीय सर्वेक्षण करने की अनुमति मिलेगी, जिससे ग्रहों की संख्या और हमारे जैसे ग्रहों की वास्तुकला की आवृत्ति के बारे में मौलिक प्रश्नों का उत्तर मिलेगा।
नए दुनिया की खोज के अलावा, रोमन टेलीस्कोप का मुख्य उद्देश्य डार्क मैटर और डार्क एनर्जी है। ये दोनों घटक मिलकर ब्रह्मांड की कुल सामग्री का लगभग 95% बनाते हैं, लेकिन वे मानव आंखों और पारंपरिक खगोलीय सेंसर दोनों के लिए पूरी तरह से अदृश्य रहते हैं।
डार्क मैटर प्रकाश उत्सर्जित नहीं करता है, अवशोषित नहीं करता है या परावर्तित नहीं करता है; इसका अस्तित्व केवल गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा पता लगाया जाता है जो यह सितारों और आकाशगंगाओं पर लगाता है, जो एक अदृश्य सुसंगत पदार्थ के रूप में कार्य करता है जो आकाशगंगा संरचनाओं को घूमने के दौरान बिखरने से रोकता है। दूसरी ओर, डार्क एनर्जी एक रहस्यमय बल है जो विपरीत दिशा में कार्य करता है, जो एक प्रतिकारक दबाव के रूप में कार्य करता है जो स्वयं स्पेस-टाइम के विस्तार को तेजी से बढ़ाता है।
दशकों के अवलोकन के बावजूद, इन दो घटनाओं की आंतरिक प्रकृति अज्ञात बनी हुई है। इस छिपी हुई संरचना को उजागर करने के लिए, रोमन टेलीस्कोप अपने विशाल दृश्य क्षेत्र का उपयोग समय और स्थान में अरबों आकाशगंगाओं की तस्वीरें लेने के लिए करेगा, जिससे वर्तमान सर्वेक्षणों की तुलना में दस गुना अधिक सटीकता के साथ ब्रह्मांड का त्रि-आयामी मानचित्र बनेगा।
वेधशाला गैलेक्टिक वितरण का विश्लेषण करेगी और प्रकाश के रेडशिफ्ट पैटर्न को मापेगी, जो एक सूचकांक है जिसका उपयोग यह गणना करने के लिए किया जाता है कि दूर की वस्तुएं हमसे कितनी दूर और किस गति से दूर जा रही हैं। इसके अलावा, यह बैरिओनिक ध्वनिक ऑसिलेशन्स की जांच करेगा, जो प्रारंभिक ब्रह्मांड की भौतिक प्रक्रियाओं से छोड़ी गई घनत्व तरंगें हैं। ये ऑसिलेशन्स एक प्राकृतिक ब्रह्मांडीय रूलर के रूप में कार्य करते हैं, जिससे यह मापने की अनुमति मिलती है कि डार्क एनर्जी के प्रभाव में ब्रह्मांड के विस्तार की दर अरबों वर्षों में कैसे भिन्न हुई।
इन मापों में यह पुन: परिभाषित करने की क्षमता है कि विज्ञान ब्रह्मांड के बारे में क्या जानता है, जैसा कि प्रोजेक्ट की वरिष्ठ वैज्ञानिक जूली मैकएनरी ने गॉडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर के चैनल पर एक प्रस्तुति वीडियो में समझाया। उन्होंने कहा: 'हम संकेत देख रहे हैं कि हमारा मानक ब्रह्मांड मॉडल गलत है। रोमन इसे पुष्टि करने और नई घटनाओं का पता लगाने के लिए आवश्यक डेटा प्रदान करने में सक्षम होगा। यह बेहद रोमांचक है। शायद हम वर्तमान मॉडलों की पुष्टि नहीं करेंगे, बल्कि पहली बार पूरी तरह से नई घटनाओं का पता लगाएंगे। तथ्य यह है कि हम सही मिशन हैं, सही क्षमताओं के साथ, सही समय पर।'
हालांकि रोमन को पृथ्वी के आकार के चट्टानी ग्रहों के वायुमंडल का सीधे बायोसिग्नेचर की तलाश में विश्लेषण करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, लेकिन इसका मिशन 'अर्थ 2.0' की खोज को संभव बनाने के लिए आवश्यक आधार बनाता है।
अंतरिक्ष वातावरण में कोरोनोग्राफ का परिचालन उपयोग और रोमन द्वारा एकत्र किए गए जनसंख्या डेटा भविष्य के खगोलीय मिशनों के विकास के लिए एक परीक्षण मैदान के रूप में काम करेंगे। यह भविष्य की रहने योग्य दुनिया की वेधशाला पर लागू होता है।