नासा ने दूर-अवरक्त दूरबीन परियोजना को डिज़ाइन चरण की ओर आगे बढ़ाया

नासा ने प्रस्तावित Probe far-Infrared Mission for Astrophysics, या PRIMA, को प्रारंभिक डिज़ाइन और प्रौद्योगिकी विकास चरण में पहुंचा दिया है। इससे यह अंतरिक्ष वेधशाला संभावित निर्माण और प्रक्षेपण के और करीब आ गई है।

टोलेडो विश्वविद्यालय की समाचार वेबसाइट ने बताया कि यह मिशन 1.2 अरब डॉलर तक सीमित परियोजना बजट के साथ कार्यान्वयन चरण में आगे बढ़ सकता है। इसमें प्रक्षेपण खर्च और परियोजना से बाहर की अन्य लागतें शामिल नहीं हैं। नासा 2033 में प्रक्षेपण का लक्ष्य बना रहा है, हालांकि वेधशाला को पहले विकास के अगले चरणों को पार करना होगा और यह पुष्टि प्राप्त करनी होगी कि वह निर्माण के लिए तैयार है।

टोलेडो विश्वविद्यालय के खगोलशास्त्री जे.डी. स्मिथ इस मिशन के सह-अन्वेषक हैं। स्मिथ खगोलशास्त्र के प्रोफेसर हैं और विश्वविद्यालय के रिटर खगोलभौतिकीय अनुसंधान केंद्र का निर्देशन करते हैं। उन्होंने लगभग 25 खगोलशास्त्रियों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम के हिस्से के रूप में PRIMA के वैज्ञानिक आधार को विकसित करने में भी मदद की।

ब्रह्मांडीय प्रकाश का एक अनदेखा दायरा

PRIMA एक 5.9 फुट की दूरबीन होगी, जिसे दूर-अवरक्त तरंगदैर्घ्यों का अवलोकन करने के लिए बनाया जाएगा। विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम का यह हिस्सा कई रेडियो और अवरक्त वेधशालाओं द्वारा जांचे जाने वाले दायरों के बीच स्थित है, जिसमें जेम्स वेब अंतरिक्ष दूरबीन भी शामिल है।

दूर-अवरक्त अवलोकन ऐसी सामग्री और प्रक्रियाओं का पता लगा सकते हैं, जिन्हें अन्य तरंगदैर्घ्यों पर पहचानना कठिन होता है। इस मिशन का उद्देश्य यह जांचना है कि ग्रहों के वायुमंडल कैसे बनते हैं, तारे और ब्लैक होल एक-दूसरे को कैसे प्रभावित करते हैं, और ब्रह्मांडीय इतिहास के दौरान आकाशगंगाएं धूल और भारी तत्व कैसे जमा करती हैं।

यह वेधशाला पृथ्वी पर पानी की उत्पत्ति से जुड़े सवालों की भी जांच करेगी। नासा की विज्ञान प्रमुख निक्की फॉक्स ने PRIMA को समय के आर-पार ब्रह्मांड का अध्ययन करने का एक नया तरीका बताया—ग्रहों और तारों के निर्माण से लेकर ब्लैक होल के विकास तक।

यह मिशन नेशनल अकैडमीज़ ऑफ साइंसेज़, इंजीनियरिंग ऐंड मेडिसिन के 2020 डेकैडल सर्वे के माध्यम से पहचानी गई खगोलभौतिकी परियोजनाओं की एक नई श्रेणी का पहला सदस्य होगा। यह सर्वेक्षण अमेरिकी खगोलशास्त्र और अंतरिक्ष विज्ञान की प्राथमिकताएं तय करने में मदद करता है, इसलिए PRIMA की प्रगति मिशन से भी आगे महत्वपूर्ण है।

पिछली वेधशालाओं की नींव पर निर्माण

स्मिथ का शोध अंतरतारकीय सामग्री और उससे आकाशगंगाओं के विकास के बारे में मिलने वाली जानकारी पर केंद्रित है। परियोजना के वर्तमान चरण में पहुंचने से पहले नासा ने जो वैज्ञानिक योजना तैयार करवाई और उसकी समीक्षा की, उसमें वे शामिल थे।

अंतरराष्ट्रीय टीम में उनकी भूमिका में भारी तत्वों, जिनमें नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और कार्बन नैनोकण शामिल हैं, के उभरने पर केंद्रित एक कार्यक्रम का सह-नेतृत्व करना भी शामिल था। इस समूह ने 2022 में अपना काम शुरू किया। मई में इसके सदस्यों और अन्य प्रतिभागियों ने नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी में एक गहन सप्ताह बिताया। वहां उन्होंने मिशन के वैज्ञानिक लक्ष्यों को प्रस्तुत किया और यह आकलन किया कि प्रस्तावित प्रौद्योगिकी उन्हें पूरा करने में सक्षम होगी या नहीं। इस प्रयोगशाला द्वारा नासा के लिए PRIMA का प्रबंधन किए जाने की उम्मीद है।

यह परियोजना हर्शल स्पेस ऑब्जर्वेटरी और स्पिट्ज़र स्पेस टेलीस्कोप से मिले अनुभव पर आधारित है। ये दोनों पिछली वेधशालाएं थीं, जिन्होंने अंतरिक्ष से दूर-अवरक्त या उससे जुड़े अवलोकन उपलब्ध कराए थे। हर्शल और स्पिट्ज़र अब काम नहीं कर रहे हैं; वे क्रमशः 2013 और 2020 में सेवानिवृत्त हो गए। स्मिथ ने अपने करियर के शुरुआती दौर में दोनों पर काम किया था।

दूर-अवरक्त दायरे का अवलोकन तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण है, खासकर तब जब वैज्ञानिक ब्रह्मांड के शुरुआती युगों की वस्तुओं का अध्ययन करने की कोशिश करते हैं। टोलेडो विश्वविद्यालय के विवरण के अनुसार, पिछले मिशनों के बाद प्रौद्योगिकी में हुई प्रगति PRIMA को इस क्षेत्र की अधिक क्षमता के साथ जांच करने में सक्षम बना सकती है।

व्यापक भागीदारी के अवसर

PRIMA केवल उन शोधकर्ताओं तक सीमित नहीं होगी, जिन्होंने इसे प्रस्तावित करने में मदद की है। इसके नियोजित पांच वर्ष के मिशन का अधिकांश हिस्सा सामान्य पर्यवेक्षक कार्यक्रम के माध्यम से उपलब्ध होगा। खगोलशास्त्री अवलोकन समय के लिए प्रस्ताव भेजेंगे और चयन जेम्स वेब अंतरिक्ष दूरबीन में अपनाई जाने वाली प्रतिस्पर्धी प्रक्रिया जैसी प्रक्रिया के माध्यम से किया जाएगा।

इस व्यवस्था से उन शोधकर्ताओं को इसके उपकरणों और डेटा तक पहुंच मिल सकती है, जिनकी मिशन में औपचारिक भूमिका नहीं है। इससे टोलेडो विश्वविद्यालय के विद्यार्थियों और संकाय सदस्यों के लिए भी अवसर पैदा हो सकते हैं, जहां खगोलशास्त्रियों ने पहले ही वेब के अवलोकन कार्यक्रमों की उल्लेखनीय संख्या हासिल की है।

वेब के 2021 के अंत में काम शुरू करने के बाद से टोलेडो विश्वविद्यालय के पांच संकाय सदस्यों और तीन स्नातक छात्रों ने इस अवरक्त दूरबीन पर 12 अवलोकन कार्यक्रमों का नेतृत्व किया है। स्मिथ को उम्मीद है कि PRIMA आकाशगंगाओं के विकास पर शोध में प्रवेश का एक और रास्ता उपलब्ध कराएगी—यह ऐसा क्षेत्र है, जिसका प्रतिनिधित्व विश्वविद्यालय के खगोलशास्त्रियों के बीच है।

फिलहाल यह परियोजना पुष्ट उड़ान मिशन के बजाय कार्यान्वयन के बारे में निर्णय की दिशा में आगे बढ़ रही है। यदि यह उस निर्णय को पार कर लेती है और अपने प्रस्तावित बजट तथा समय-सारिणी के भीतर रहती है, तो PRIMA वैज्ञानिकों को उस धूल, तत्वों और भौतिक प्रक्रियाओं का नया दृष्टिकोण दे सकती है, जिन्होंने ग्रहों, तारों और आकाशगंगाओं को आकार दिया।