માત્ર રોકેટ વિજ્ઞાનને કારણે અવકાશ મુશ્કેલ નથી. નાસાના મિશનને વિકાસ અને ભંડોળથી લઈને બાંધકામ અને પ્રક્ષેપણ સુધીનું કામ – આપણે વિજ્ઞાન માટે પણ વસ્તુનો ઉપયોગ કરીએ તે પહેલાં – દાયકાઓ સુધી ચાલી શકે છે. આખી કારકિર્દી અવકાશમાં એક જ સેટેલાઇટ મૂકવા માટે ખર્ચવામાં આવી છે. નોબેલ વિજેતા નાસાના ભૌતિકશાસ્ત્રી જ્હોન માથેર, ધ્યાનમાં રાખો, પહેલેથી જ બે મોકલવામાં મદદ કરી ચૂક્યા છે.
તેમના નવા પુસ્તકમાં, સ્ટાર ફેક્ટરીની અંદર: જેમ્સ વેબ સ્પેસ ટેલિસ્કોપનું નિર્માણ, નાસાની સૌથી મોટી અને સૌથી શક્તિશાળી અવકાશ વેધશાળા, લેખક ક્રિસ્ટોફર વેન્ઝેક અને ફોટોગ્રાફર ક્રિસ ગન વાચકોને જેમ્સ વેબ સ્પેસ ટેલિસ્કોપની શરૂઆતથી ભ્રમણકક્ષા સુધીના પડદા પાછળના પ્રવાસ પર લઈ જાય છે. આમૂલ ઇમેજિંગ ટેક્નોલોજીની તપાસ કે જે આપણને ત્રણ દાયકાના પ્રયત્નો દ્વારા શક્ય બનાવનાર સંશોધકો, સલાહકારો, મેનેજરો, એન્જિનિયરો અને ટેકનિશિયનની પ્રોફાઇલ્સ સાથે પ્રારંભિક બ્રહ્માંડમાં પહેલા કરતાં વધુ ઊંડા જોવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. આ અઠવાડિયાના હિટિંગ ધ બુક્સ પીસમાં, JWST પ્રોજેક્ટના વૈજ્ઞાનિક જ્હોન માથર અને ગ્રામીણ ન્યુ જર્સીથી નાસા સુધીની તેમની પોતાની અસંભવિત મુસાફરી પર એક નજર.
” પરથી મેળવોસ્ટાર ફેક્ટરીની અંદર: જેમ્સ વેબ સ્પેસ ટેલિસ્કોપનું નિર્માણ, નાસાની સૌથી મોટી અને સૌથી શક્તિશાળી અવકાશ વેધશાળાકૉપિરાઇટ © 2023 ક્રિસ ગન અને ક્રિસ્ટોફર વાન્ઝેક દ્વારા. પ્રકાશક, MIT પ્રેસની પરવાનગી દ્વારા વપરાયેલ.
જ્હોન માથર, પ્રોજેક્ટ સાયન્ટિસ્ટ
– નિયંત્રણો પર સ્થિર હાથ
જ્હોન માથેર ધીરજવાન માણસ છે. ભૌતિકશાસ્ત્રમાં 2006 નો તેમનો નોબેલ પુરસ્કાર ત્રીસ વર્ષનો હતો. તે પુરસ્કાર, બિગ બેંગના અકાટ્ય પુરાવા માટે, COBE નામના બસ-કદના મશીન પર આધારિત હતો – અન્ય NASA મિશન જે લગભગ બન્યું ન હતું. ડિઝાઇન નાટક? ત્યાં ગયા. અનપેક્ષિત વિલંબની નોંધ લો? તે કર્યું. માથેરને JWST પ્રોજેક્ટ સાયન્ટિસ્ટ તરીકે પસંદ કરવાનું નાસા માટે શુદ્ધ શાણપણ હતું.
વેબની જેમ, COBE – કોસ્મિક બેકગ્રાઉન્ડ એક્સપ્લોરર – પ્રારંભિક બ્રહ્માંડના સ્નેપશોટને જાહેર કરવા માટે એક ટાઇમ મશીન બનવાનું હતું. લક્ષ્યાંક યુગ બિગ બેંગના બરાબર 370,000 વર્ષ પછી હતો, જ્યારે બ્રહ્માંડ હજુ પણ કોઈ દેખીતી રચના વિના પ્રાથમિક કણોનું ધુમ્મસ હતું. આને પુનઃસંયોજનનો યુગ કહેવામાં આવે છે, જ્યારે ગરમ બ્રહ્માંડ એ બિંદુ સુધી ઠંડુ થાય છે જ્યાં પ્રોટોન પ્રથમ અણુઓ બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રોન સાથે જોડાઈ શકે છે, જેમાં હિલિયમ અને લિથિયમના છંટકાવ સાથે મોટે ભાગે હાઇડ્રોજનનો સમાવેશ થાય છે. અણુઓની રચના થતાં જ, ધુમ્મસ સાફ થઈ ગયું અને બ્રહ્માંડ સ્પષ્ટ થઈ ગયું. પ્રકાશ ફાટ્યો. તે પ્રાચીન પ્રકાશ, બિગ બેંગથી જ, કોસ્મિક માઇક્રોવેવ પૃષ્ઠભૂમિ તરીકે ઓળખાતા અવશેષ માઇક્રોવેવ રેડિયેશનના સ્વરૂપમાં આજે આપણી સાથે છે.
ઊંચું પરંતુ ક્યારેય લાદવું નહીં, માંગણી કરવી પણ ક્યારેય અર્થ નથી, માથેર વિરોધાભાસમાં અભ્યાસ છે. તેનું બાળપણ ગ્રામીણ સસેક્સ કાઉન્ટી, ન્યુ જર્સીમાં વિત્યું હતું, જે એપાલેચિયન ટ્રેઇલથી માત્ર એક માઇલ દૂર હતું, જ્યાં તેના મિત્રો ખેતરના કામકાજ જેવી ભૌતિક બાબતોમાં વ્યસ્ત રહેતા હતા. છતાં મેથર, જેના પિતા પશુપાલન અને આંકડાશાસ્ત્રમાં નિષ્ણાત હતા, તેમને વિજ્ઞાન અને ગણિતમાં વધુ રસ હતો. છ વર્ષની ઉંમરે તેને અનંતતાનો ખ્યાલ ત્યારે સમજાયો જ્યારે તેણે તેની નોટબુકમાં ખૂબ મોટી સંખ્યામાં એક પાનું ભર્યું અને સમજાયું કે તે અનંત સુધી જઈ શકે છે. તેણે પોતાની જાતને મોબાઇલ લાઇબ્રેરીમાંથી પુસ્તકોથી લોડ કર્યા જે દર થોડા અઠવાડિયે ખેતરોની મુલાકાત લે છે. તેમના પિતા રુટજર્સ યુનિવર્સિટી કૃષિ પ્રયોગ સ્ટેશન માટે કામ કરતા હતા અને તેમના ખેતરમાં ચયાપચયનો અભ્યાસ કરવા માટે રેડિયોઆઈસોટોપ સાધનો અને સ્થિર બુલ વીર્ય સાથે પ્રવાહી નાઇટ્રોજન ટાંકીઓ સાથે પ્રયોગશાળા હતી. તેમના પિતા પણ આ ક્ષેત્રમાં કમ્પ્યુટરના પ્રારંભિક વપરાશકર્તાઓમાંના એક હતા, લગભગ 1960 માં, તેમણે પંચ કરેલા IBM કાર્ડ્સ પર 10,000 ગાયોના દૂધ ઉત્પાદનના રેકોર્ડને જાળવી રાખ્યા હતા. તેમની માતા, પ્રાથમિક શાળાની શિક્ષિકા, ખૂબ વિદ્વાન હતી અને યુવાન જ્હોનની વિજ્ઞાનમાં રુચિને પ્રોત્સાહન આપતી હતી.
કેટલાક ગરમ, વર્ષભરના હવામાનની તક આખરે માથેરને 1968માં યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા, બર્કલેમાં ભૌતિકશાસ્ત્રમાં સ્નાતક અભ્યાસ માટે લઈ આવી. તાજેતરમાં શોધાયેલ કોસ્મિક માઈક્રોવેવ પૃષ્ઠભૂમિ, જે આકસ્મિક રીતે 1965 માં રેડિયો ખગોળશાસ્ત્રીઓ આર્નો પેન્ઝીઆસ અને રોબર્ટ વિલ્સન દ્વારા શોધાયેલ છે, તેના દ્વારા ઉત્સુક ભીડ દ્વારા તેની સાથે જોડાયો હતો. તેમના થીસીસ સલાહકારે આ કિરણોત્સર્ગના સ્પેક્ટ્રમ અથવા રંગને માપવા માટે એક બલૂન પ્રયોગ ડિઝાઇન કર્યો કે તે ખરેખર બિગ બેંગમાંથી આવ્યો છે કે કેમ. (તે કરે છે.) પછીની સ્પષ્ટ બાબત એ જોવા માટે કે આ પ્રકાશનો નકશો બનાવવાનો હતો, જેમ કે સિદ્ધાંત સૂચવે છે, શું સમગ્ર આકાશમાં તાપમાનમાં ક્યારેય-આટલું-નજીવું તફાવત છે. અને વર્ષો પછી, તે અને તેની COBE ટીમને તે મળ્યું: એનિસોટ્રોપી, ઊર્જાનું અસમાન વિતરણ. આ સૂક્ષ્મ-ડિગ્રી તાપમાનની વધઘટ દ્રવ્યની ઘનતામાં વધઘટ સૂચવે છે, જે ઓછામાં ઓછા સ્થાનિક રીતે વિસ્તરણને રોકવા માટે પૂરતું છે. ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ, દ્રવ્ય કોસ્મિક તળાવોમાં ભેગા થઈને કરોડો વર્ષો પછી તારાઓ અને તારાવિશ્વો બનશે. ટૂંકમાં, માથેર અને તેની ટીમે શિશુ બ્રહ્માંડનો સોનોગ્રામ મેળવ્યો.
તેમ છતાં વેબની જેમ, COBE મિશન પણ આંચકોથી ઘેરાયેલું હતું. માથેર અને ટીમે 1976માં મિશન કોન્સેપ્ટ (બીજી વખત) પ્રસ્તાવિત કર્યો. નાસાએ દરખાસ્ત સ્વીકારી હતી, પરંતુ, તે વર્ષે, જાહેરાત કરી હતી કે આ ઉપગ્રહ અને તેના પછીના મોટાભાગના ઉપગ્રહોને સ્પેસ શટલ દ્વારા ભ્રમણકક્ષામાં પહોંચાડવામાં આવશે, જે પોતે હજી વિકાસમાં છે. ઈતિહાસ આવી યોજનાની મૂર્ખામીનો પર્દાફાશ કરશે. માથર તરત સમજી ગયો. આ COBE ની ડિઝાઇનને બિલ્ટ-ઇન શટલ કાર્ગો ખાડી સાથે જોડે છે. એન્જિનિયરોએ હજુ સુધી ઉડાન ભરી ન હોય તેવા જહાજ માટે ચોક્કસ માસ અને વોલ્યુમની આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવાની જરૂર પડશે. વધુ મુશ્કેલીની વાત એ છે કે COBE ને ધ્રુવીય ભ્રમણકક્ષાની જરૂર હતી, જે સ્પેસ શટલને પહોંચાડવાનું મુશ્કેલ હતું. COBE ટીમે અન્ય અગ્રણી અવકાશ વિજ્ઞાન મિશન, ઇન્ફ્રારેડ એસ્ટ્રોનોમિકલ સેટેલાઇટ અથવા IRAS ની કિંમતમાં વધારો થતાં COBE ની ડિઝાઇનમાં બજેટ કાપ અને સમાધાનનો સામનો કરવો પડ્યો. તેમ છતાં, -270 °C ની આસપાસના તાપમાનમાં ભિન્નતા, સંપૂર્ણ શૂન્યથી થોડા અંશ ઉપર શોધવા માટે પૂરતા સંવેદનશીલ ઉપકરણોને ડિઝાઇન કરવાનું મુશ્કેલ કાર્ય ચાલુ રહ્યું. 1980 થી, માથેર COBE બનાવવા માટે દરરોજ આખો દિવસ કામ કરે છે. ટીમે બજેટમાં રહેવા માટે જોખમી નિર્ણયો લેવાની જરૂર હતી. સમાચાર આવ્યા કે COBE 1988માં સ્પેસ શટલ મિશન STS-82-B પર વેન્ડેનબર્ગ એરફોર્સ બેઝથી લોન્ચ થવાનું હતું. બધી સિસ્ટમો ચાલે છે.
પછી 1986 માં સ્પેસ શટલ ચેલેન્જર વિસ્ફોટ થયો, તેના તમામ સાત ક્રૂ માર્યા ગયા. NASA એ અનિશ્ચિત સમય માટે શટલ ફ્લાઈટ્સ રોકી. COBE, હવે શટલ વિશિષ્ટતાઓ અનુસાર બંધ કરવામાં આવ્યું છે, તે અન્ય કોઈપણ રોકેટ સિસ્ટમ પર લોન્ચ કરી શક્યું નથી. આ બિંદુએ ડેલ્ટા રોકેટ માટે COBE ખૂબ મોટું હતું; વ્યંગાત્મક રીતે, માથેરે 1974માં તેના પ્રથમ સ્કેચમાં ડેલ્ટાને ધ્યાનમાં રાખ્યું હતું. ટીમે પ્રક્ષેપણ વાહન માટે યુરોપ તરફ જોયું, પરંતુ તે ભાગ્યે જ નાસા માટે વિકલ્પ હતો. તેના બદલે, પ્રોજેક્ટ મેનેજરોએ 5,000 પાઉન્ડના પ્રક્ષેપણ સમૂહને સેંકડો પાઉન્ડ્સ દ્વારા ઈંધણ સાથે ઘટાડવા માટે એક પુનઃડિઝાઈન ઘડી કાઢ્યું હતું, જે તેને ડેલ્ટાની મર્યાદામાં માત્ર થોડા પાઉન્ડ કરી દેશે. ઓહ, અને મેકડોનેલ ડગ્લાસે સ્પેસ શટલની તરફેણમાં શ્રેણીને બંધ કરવાની ફરજ પાડીને સ્પેરપાર્ટ્સમાંથી ડેલ્ટા રોકેટ બનાવવું પડ્યું.
ટીમે આગામી બે વર્ષ સુધી ચોવીસ કલાક કામ કર્યું. અંતિમ ડિઝાઈન પડકાર હતો… તેની રાહ જુઓ… એક સનશિલ્ડ કે જેને હવે રોકેટમાં ફોલ્ડ કરવું પડશે અને એકવાર ભ્રમણકક્ષામાં સ્પ્રિંગ-રિલીઝ કરવું પડશે, એક નવો અભિગમ. COBE ને કેલિફોર્નિયામાં વેન્ડેનબર્ગ એરફોર્સ બેઝથી લોન્ચ કરવા માટે લીલીઝંડી મળી, જે મૂળરૂપે ઇચ્છિત સાઇટ હતી કારણ કે તે ફ્લોરિડાથી શટલને લોન્ચ કરવા કરતાં ધ્રુવીય ભ્રમણકક્ષામાં સરળ ઍક્સેસ પ્રદાન કરશે. લોન્ચ નવેમ્બર 1989 માટે સુનિશ્ચિત થયેલ હતું. COBE ની ડિલિવરી કેટલાક મહિનાઓ પહેલા કરવામાં આવી હતી.
તે પછી, 17 ઓક્ટોબરે, કેલિફોર્નિયામાં જમીન હિંસક રીતે ધ્રૂજી ઉઠી. સાંતાક્રુઝ કાઉન્ટીમાં 6.9ની તીવ્રતાનો ભૂકંપ આવ્યો, જેના કારણે માળખાને વ્યાપક નુકસાન થયું. વેન્ડેનબર્ગે લગભગ 200 માઇલ દક્ષિણમાં આંચકો અનુભવ્યો. જેમ કે તે શુધ્ધ નસીબ દ્વારા થયું હતું, COBE સુરક્ષિત રીતે બાંધવામાં આવ્યો હતો કારણ કે બે એન્જીનીયરો કે જેઓ તેની વિચારણા કરી રહ્યા હતા તેઓએ લગ્ન કરવાના હતા તેના આગલા દિવસે તેને સુરક્ષિત કરી લીધું હતું. સાધનને કોઈ નુકસાન થયું ન હતું અને 18 નવેમ્બરના રોજ સફળતાપૂર્વક લોન્ચ કરવામાં આવ્યું હતું. લોન્ચિંગના દિવસે વધુ ડ્રામા ભારે પવન સાથે આવ્યો. ઓપરેશનના પ્રથમ અઠવાડિયામાં અસંખ્ય ચિંતાઓ હતી: ક્રાયોસ્ટેટ ખૂબ ઝડપથી ઠંડુ થઈ ગયું; એન્ટાર્કટિક બરફમાંથી સૂર્યપ્રકાશ પ્રતિબિંબિત થવાથી પાવર આઉટેજ થાય છે; વેન એલન બેલ્ટમાં ફસાયેલા ઈલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન ઈલેક્ટ્રોનિક્સનું કામકાજ ખોરવે છે; અને તેથી વધુ.
COBE પ્રયોગના પરિણામો પાછા આવતાની સાથે જ માથેર માટે તમામ વિલંબ, બધો ડ્રામા દૂર થઈ ગયો. ડેટા કમ્પાઈલ કરવામાં ચાર વર્ષનો સમય લાગશે. પરંતુ પરિણામો ચોંકાવનારા હતા. પ્રથમ પરિણામો લોન્ચ થયાના થોડા અઠવાડિયા પછી આવ્યા, જ્યારે મેથેરે અમેરિકન એસ્ટ્રોનોમિકલ સોસાયટીને સ્પેક્ટ્રમ બતાવ્યું અને સ્ટેન્ડિંગ ઓવેશન મેળવ્યું. બિગ બેંગ એક સિદ્ધાંત તરીકે સલામત હતો. બે વર્ષ પછી, અમેરિકન ફિઝિકલ સોસાયટીની એપ્રિલ 1992ની બેઠકમાં, ટીમે તેનો પ્રથમ નકશો રજૂ કર્યો. ડેટા સિદ્ધાંત સાથે સંપૂર્ણ રીતે મેળ ખાય છે. તે બિગ બેંગ પછીની ચમક હતી જેણે બીજ પ્રગટ કર્યા જે તારાઓ અને તારાવિશ્વો બનશે. ભૌતિકશાસ્ત્રી સ્ટીફન હોકિંગે તેને “સદીની સૌથી મહત્વની શોધ, જો તમામ સમયની નહિ તો” ગણાવી હતી.
મેથરે 2006 માં તેમના નોબેલ સ્વીકૃતિ ભાષણમાં આ શોધ વિશે નમ્રતાપૂર્વક વાત કરી હતી, અને તેમની નોંધપાત્ર ટીમ અને તેમના સાથીદાર જ્યોર્જ સ્મૂટને સંપૂર્ણ શ્રેય આપ્યો હતો, જેમણે તે વર્ષે તેમની સાથે પુરસ્કાર વહેંચ્યો હતો. પરંતુ તેણે આ સિદ્ધિને ઓછી ન આંકી. તેમણે કહ્યું કે તેઓ હવે વ્યાપક “માન્યતાથી રોમાંચિત છે કે અમારું કાર્ય એટલું જ મહત્વપૂર્ણ છે જેટલું વ્યાવસાયિક ખગોળશાસ્ત્રની દુનિયાના લોકો લાંબા સમયથી જાણે છે.”
માથે આજે એ વાસ્તવિકતા જાળવી રાખી છે. વિલંબ, રદ કરવાની ધમકીઓ, ખર્ચમાં વધારો, અને વ્યાપક વિજ્ઞાન સમુદાયમાં “ખગોળશાસ્ત્રને ખાઈ રહેલા ટેલિસ્કોપ” ને લઈને સૂક્ષ્મ દુશ્મનાવટ વિશે ચિંતિત હોવા છતાં, તેણે તેને અથવા તેની ટીમને અટકાવવા ન દીધી. “અન્ય લોકોની લાગણીઓને નિયંત્રિત કરવાનો કોઈ અર્થ નથી,” તેણે કહ્યું. “ઘણા સમુદાયનો અભિપ્રાય છે, ‘સારું, જો તે મારી નિકલ હોત, તો હું તેને અલગ રીતે ખર્ચ કરત.’ પરંતુ તે તેમની નિકલ નથી; અને અમારી પાસે પ્રથમ સ્થાને નિકલનું કારણ એ છે કે નાસા અવિશ્વસનીય રીતે મોટા પડકારોનો સામનો કરે છે. કોંગ્રેસે અમને મોટા પડકારો લેવા માટે મંજૂરી આપી હતી. અને મોટા પડકારો મુક્ત નથી.. મારી લાગણી એ છે કે એકમાત્ર કારણ આપણે નાસામાં ખગોળશાસ્ત્રનો એક કાર્યક્રમ છે જે કોઈને આનંદ મળે અથવા ફરિયાદ કરી શકે કે અમે આશ્ચર્યજનક રીતે મુશ્કેલ પ્રોજેક્ટ્સ કરીએ છીએ. અમે જે શક્ય છે તેની મર્યાદા સુધી દબાણ કરીએ છીએ.”
વેબ એ હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ કરતાં સહેજ પણ સારું નથી, માથેરે કહ્યું; તે સો ગણું વધુ શક્તિશાળી છે. તેમ છતાં મિશન ડિઝાઇન દ્વારા તેમની સૌથી મોટી ચિંતા અદ્યતન ખગોળશાસ્ત્રના સાધનો ન હતી, પરંતુ પ્રચંડ સનશિલ્ડ કે જેને તૈનાત કરવાની જરૂર હતી. રીડન્ડન્સી તમામ ઉપકરણો અને તમામ જમાવટ પદ્ધતિઓમાં એન્જીનિયર કરવામાં આવી હતી; જો પ્રાથમિક પદ્ધતિ નિષ્ફળ જાય તો તેને અમલમાં મૂકવાની બે અથવા વધુ રીતો છે. પરંતુ તે માત્ર સનશિલ્ડની સમસ્યા નથી. તે કાં તો કામ કરશે અથવા કામ કરશે નહીં.
હવે માથેર ફક્ત વિજ્ઞાન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકે છે. તે આશ્ચર્યની અપેક્ષા રાખે છે; તેને આશ્ચર્ય થશે જો કોઈ આશ્ચર્ય ન હોય. “ખગોળશાસ્ત્રમાં લગભગ દરેક વસ્તુ આશ્ચર્યજનક છે,” તેણે કહ્યું. “જ્યારે તમારી પાસે નવા સાધનો હશે ત્યારે તમને આશ્ચર્ય થશે.” તેઓ માને છે કે વેબ પ્રારંભિક બ્રહ્માંડ વિશે કંઈક અજુગતું જાહેર કરી શકે છે, કદાચ અલ્પજીવી વસ્તુઓની વિપુલતા જે પહેલાં ક્યારેય ન જોઈ હોય તે શ્યામ ઊર્જા વિશે કંઈક કહે છે, રહસ્યમય બળ જે બ્રહ્માંડના વિસ્તરણને ચલાવે છે. વેગ આપતું, અથવા સમાન રહસ્યમય, શ્યામ બાબત જ્યાં સુધી વેબ તેના કેમેરાને પૃથ્વીની સૌથી નજીકની સ્ટાર સિસ્ટમ આલ્ફા સેંટૌરી તરફ ફેરવે ત્યાં સુધી તે રાહ જોઈ શકતો નથી. જીવન માટે યોગ્ય ગ્રહ હોય તો શું? વેબ પાસે તેના પર્યાવરણમાં પરમાણુઓ શોધવાની સંવેદનશીલતા હોવી જોઈએ, જો હાજર હોય.
“તે સરસ હશે,” મેથરે કહ્યું. નજીકના સ્ટાર સિસ્ટમમાંથી જીવનના સંકેતો? હા, મહાન, ખરેખર.
આ લેખ મૂળરૂપે Engadget પર https://www.engadget.com/inside-the-star-factory-chris-gonn-christopher-wanjek-mit-press-143046496.html?src=rss પર દેખાયો હતો.