Στις 2 Σεπτεμβρίου εκτοξεύτηκε με επιτυχία η αποστολή Aditya-L1, του Ινδικού Οργανισμού Διαστημικής Έρευνας (ISRO), με στόχο την διαρκή παρατήρηση της ηλιακής ατμόσφαιρας. Η επιτυχία αυτή έρχεται μόλις μερικές ημέρες μετά την επιτυχή προσσελήνωση του Chandrayaan-3 στο νότιο σεληνιακό πόλο. Πρόκειται για δυο επιτεύγματα με μεγάλη σημασία όχι μόνο για το διαστημικό πρόγραμμα της Ινδίας αλλά και για τη διεθνή επιστημονική κοινότητα.
Η Ινδία στη Σελήνη
Η λέξη Chandrayaan είναι σύνθετη και αποτελείται από τις σανσκριτικές λέξεις Chandra και yaan που σημαίνουν Σελήνη και όχημα. Η πρώτη αποστολή του προγράμματος, η Chandrayaan-1 εκτοξεύτηκε το Νοέμβριο του 2008 και στις 14 του ίδιου μήνα το όχημα MIP (Moon Impact Rover) αποκολλήθηκε από το σκάφος και εκτέλεσε ελεγχόμενη πρόσκρουση στο νότιο σεληνιακό πόλο. Η Ινδία έγινε, τότε, η τέταρτη μόλις χώρα που έθεσε συσκευή στην επιφάνεια του δορυφόρου μας, μετά τις ΗΠΑ, τη Σοβιετική Ένωση και το Ισραήλ (η Κίνα ακολούθησε μόλις τέσσερα χρόνια αργότερα). Παράλληλα, το κυρίως σκάφος της αποστολής εκτελούσε περιφορές γύρω από τη Σελήνη για περίπου ένα χρόνο, μέχρι που τεχνικά προβλήματα στην επικοινωνία οδήγησαν σε λήξη την αποστολή. Το Chandrayaan-1 χαρτογράφησε τα πετρώματα και τη χημική σύσταση του εδάφους της Σελήνης με έντεκα εξειδικευμένα όργανα, που είχαν κατασκευαστεί στην Ινδία, τις ΗΠΑ, το Ηνωμένο Βασίλειο, τη Γερμανία, τη Σουηδία και τη Βουλγαρία. Η σημαντικότερη ανακάλυψη της αποστολής ήταν ο εντοπισμός μεγάλου αριθμού μορίων νερού στο σεληνιακό έδαφος.
Παρά την επιτυχία του Chandrayaan-1, η δεύτερη αποστολη του προγράμματος δεν είχε την ίδια τύχη. Ξεκίνησε ως συνεργασία μεταξύ του ISRO και του Roscosmos, του ρωσικού διαστημικού οργανισμού, αλλά στην πορεία ο τελευταίος δεν κατάφερε να συνεισφέρει τη συσκευή προσσελήνωσης. Η Ινδία ανέλαβε εξολοκλήρου την περάτωση της αποστολής, η οποία περιλάμβανε το σκάφος που θα έμπαινε σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη, την σεληνάκατο και το σεληνιακό όχημα, τα οποία συνολικά θα μετέφεραν δεκατέσσερα επιστημονικά όργανα, σχεδόν όλα κατασκευασμένα στην Ινδία. Το σκάφος που μετέφερε την αποστολή εκτοξεύτηκε στις 22 Ιουλίου 2019 και στις 20 Αυγούστου του ίδιου έτους η αποστολή τέθηκε σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη, προετοιμαζόμενη για την αποστολή της σεληνακάτου και του οχήματος. Δυστυχώς, ένα λάθος στο λογισμικό χειρισμού οδήγησε τη σεληνάκατο σε πρόσκρουση τερματίζοντας αυτό το σκέλος της αποστολής. Ωστόσο, το Chandrayaan-2 βρίσκεται ακόμα σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη και με τα οχτώ όργανά του θα συνεχίσει τη μελέτη του δορυφόρου μας για τουλάχιστον τρία ακόμα έτη.
Με την τρίτη αποστολή του προγράμματος εξερεύνησης της Σελήνης του Ινδικού Οργανισμού Διαστημικής Έρευνας, το Chandrayaan-3, η Ινδία έγινε η πρώτη χώρα που έθεσε με επιτυχία συσκευή στο νότιο σεληνιακό πόλο. Το τμήμα αυτό του δορυφόρου μας έχει μεγάλη επιστημονική και πρακτική σημασία καθώς οι μελέτες δείχνουν ότι εκεί βρίσκονται μεγάλες ποσότητες πάγου. Η μελέτη της προέλευσής του και των χημικών ουσιών που είναι διαλυμένες εκεί έχει μεγάλη σημασία για την κατανόηση του συστήματος Γη-Σελήνη ενώ θα μπορούσε να αξιοποιηθεί και ως πόσιμο νερό και υλικό για μελλοντικές διαστημικές αποστολές ή βάσεις. To Chandrayaan-3 μετέφερε επίσης τη σεληνάκατο Vikram και το όχημα Pragyan, τα οποία αναμένεται, με τα πέντε συνολικά όργανα που μεταφέρουν να μελετήσουν το σεληνιακό έδαφος και περιβάλλον. Η αποστολή εκτοξεύτηκε στις 14 Ιουλίου 2023 και τέθηκε σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη στις 5 Αυγούστου. Ακολούθως, το Vikram προσσεληνώθηκε με επιτυχία στις 23 του ίδιου μήνα ενώ μετά από δέκα περίπου ημέρες τέθηκαν σε «νάρκη» περιμένοντας την άφιξη του ηλιακού φωτός στο νότιο πόλο για να μπουν και πάλι σε λειτουργία προς τα τέλη Σεπτεμβρίου.
Aditya: ο Ήλιος στα σανσκριτικά
Η αποστολή Aditya-L1 είναι η πρώτη διαστημική αποστολή της Ινδίας με σκοπό τη μελέτη του Ήλιου. Το όνομά της συνδυάζει τη σανσκριτική λέξη για τον Ήλιο (Aditya) και την θέση που θα λάβει τελικά η διαστημική συσκευή στο διάστημα (L1), δηλαδή το σημείο ισορροπίας Λαγκράντζ (Lagrange) 1, μεταξύ Ήλιου και Γης. Εκεί θα εκτελεί περιστροφές γύρω από το σημείο ισορροπίας, σε ένα επίπεδο κάθετο στο επίπεδο της τροχιάς της Γης, έχοντας τη δυνατότητα να παρατηρεί διαρκώς και αδιάκοπα τον Ήλιο.
Στις πρώτες δεκαέξι ημέρες του ταξιδιού του, το Aditya-L1 θα πραγματοποιεί περιφορές γύρω από τη Γη με ολοένα πιο απομακρυσμένες τροχιές, μέχρι να αποκτήσει, με τη βοήθεια της βαρυτικής έλξης του πλανήτη μας, την απαραίτητη επιτάχυνση. Στη συνέχεια θα κατευθυνθεί στο σημείο ισορροπίας L1 το οποίο βρίσκεται περίπου ενάμιση εκατομμυριο χιλιόμετρα μακριά από τον πλανήτη μας, έχοντας συμπληρώσει ένα ταξίδι εκατόν δέκα ημερών. Η προγραμματισμένη διάρκεια της αποστολής είναι περίπου πέντε χρόνια.
Το Aditya-L1 μεταφέρει επτά όργανα, από τα οποία τα τέσσερα θα παρατηρούν τον Ήλιο και τα υπόλοιπα τρία θα εκτελούν επιτόπιες μετρήσεις των συνθηκών του διαστημικού πλάσματος και του ηλιακού ανέμου, δηλαδή της πυκνότητας των ηλεκτρονίων, των πρωτονίων και των ιόντων καθώς επίσης και του μαγνητικού πεδίου του ηλιακού ανέμου. Με τα όργανα απεικόνισης ο Ήλιος θα παρατηρείται στο ορατό και υπεριώδες φως καθώς επίσης στις ακτίνες Χ, δίνοντας πληροφορίες για στρώματα της ατμόσφαιρας από τη φωτόσφαιρα ως το στέμμα που περιέχουν πλάσμα με θερμοκρασίες από μερικές χιλιάδες ως μερικά εκατομμύρια βαθμούς. Επιπλέον, το Aditya-L1 μεταφέρει ένα στεμματογράφο, δηλαδή ένα όργανο ειδικά διαμορφωμένο ώστε να παρατηρεί το ηλιακό στέμμα αποκρύπτοντας το ορατό φως που εκπέμπεται από τον ηλιακό δίσκο. Με το στεμματογράφο θα μπορούν να ληφθούν εικόνες του στέμματος, συγκρίσιμες με εκείνες που λαμβάνονται από τη Γη κατά τη διάρκεια ολικών εκλείψεων, καθώς επίσης και φάσματα για τη μελέτη της σύστασης και των ιδιοτήτων του. Ο συνδυασμός των οργάνων που μεταφέρει το Aditya-L1 πρόκειται να μας δώσει πληροφορίες για τις διαδικασίες που θερμαίνουν την ηλιακή ατμόσφαιρα και για τα πολύ δυναμικά φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα σε αυτή, τα οποία επηρεάζουν δραστικά τις συνθήκες του διαστήματος και μπορεί να προκαλέσουν φθορές σε δορυφόρους. Επομένως τα αναμενόμενα αποτελέσματα της αποστολής έχουν τόσο επιστημονικό όσο και επιχειρησιακό ενδιαφέρον.
Τα σημεία ισορροπίας Λαγκράντζ και το πρόβλημα των τριών σωμάτων
Τα σημεία Λαγκράντζ είναι πέντε σημεία που βρίσκονται στην περιοχή δύο σωμάτων που περιστρέφονται το ένα γύρω από το άλλο λόγω βαρυτικής έλξης. Ονομάζονται σημεία ισορροπίας διότι εκεί οι δυο βαρυτικές δυνάμεις από τα δυο σώματα εξισσοροπούν την κεντρομόλο δύναμη ενός μικρού, σε σχέση με τα άλλα δύο σώματα, αντικειμένου, το οποίο συμπεριστρέφεται μαζί με τα σώματα. Τα σημεία αυτά ανακαλύφθηκαν από τον Ελβετό μαθηματικό Euler και τον Ιταλό μαθηματικό και αστρονόμο Joseph-Louis Lagrange, από τον οποίο πήραν και το όνομά τους, στα πλαίσια της επίλυσης του προβλήματος των τριών σωμάτων. Οι θέσεις των σημείων Λαγκράνζ μπορούν να υπολογιστούν για κάθε ζεύγος σωμάτων που περιστρέφονται το ένα γύρω από το άλλο, π.χ., Ήλιος-Γη, Γη-Σελήνη, Ήλιος-Δίας κ.λπ. Έχουν μεγάλη σημασία για τον υπολογισμό των τροχιών μικρότερων σωμάτων (π.χ., αστεροειδείς) αλλά και τις διαστημικές αποστολές, καθώς εκεί μπορούν να τοποθετηθούν σε σχετικά σταθερές τροχιές όργανα τηλεπισκόπησης ή επιτόπιων μετρήσεων.
Πιο συγκεκριμένα, τα σημεία Λαγκράνζ είναι πέντε και συμπεριστρέφονται μαζί με το σύστημα των δύο σωμάτων. Τα τρία από αυτά, δηλαδή τα L1, L2 και L3 βρίσκονται στην ευθεία που ενώνει τα δύο σώματα, με το L1 μεταξύ των δυο σωμάτων, και τα L2 και L3 να βρίσκονται πέρα από το μικρότερο και μεγαλύτερο αντίστοιχα. Τα L4 και L5 βρίσκονται επί της τροχιάς του μικρότερου σώματος και προηγούνται και έπονται αυτού αντιστοίχως. Κάθε ένα από τα σημεία Λαγκράντζ παρουσιάζει πλεονεκτήματα που μπορεί να τα καθιστούν ιδανικά για συγκεκριμένες αποστολές. Για παράδειγμα, στην περίπτωση του συστήματος Ήλιος-Γη, το L1 εξασφαλίζει αδιάκοπη παρατήρηση του Ήλιου ενώ τα L4 και L5 επιτρέπουν την παρατήρησή του υπό διαφορετική οπτική γωνία, δίνοντάς μας τη δυνατότητα να «δούμε» μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειάς του και φαινόμενα που ακόμα δεν είναι ορατά από τη Γη. Τα δυο αυτά σημεία θα αξιοποιηθούν στο άμεσο μέλλον από την κοινότητα των ηλιοφυσικών, καθώς υπάρχουν ήδη σχέδια για διαστημικές αποστολές σε τροχιά γύρω από αυτά. Αντίστοιχα το σημείο L2 επιλέχθηκε για το διαστημικό τηλεσκόπιο JWST (James Webb Space Telescope) ώστε αυτό να δέχεται μικρότερη ποσότητα θερμότητας από τον Ήλιο, τη Γη και τη Σελήνη.
Πηγές
https://www.isro.gov.in/Chandrayaan3.html
