एक आव्हान: स्पेस वॉक 

स्पेस वॉक दिवसा करतात का रात्री. स्पेस वॉक करतांना काय काळजी घ्यावी लागते?

स्पेस वॉक दरम्यान अंतराळात यानातून बाहेर कसे येतात व आत कसे जातात. 

स्पेस वॉक🚶‍♂️ म्हणजे काय?

स्पेस वॉक (Spacewalk) म्हणजे अंतराळवीराने आपल्या अंतराळ यानाच्या किंवा आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानकाच्या (ISS) बाहेर पडून अंतराळात मुक्तपणे कार्य करणे. वैज्ञानिक भाषेत याला Extravehicular Activity (EVA) म्हटले जाते.

स्पेस वॉक कसा केला जातो? (हवा बाहेर पडण्यापासून कशी वाचवली जाते?)

अंतराळ यानातील हवा बाहेर निसटू नये म्हणून 'एयरलॉक' (Airlock) नावाच्या विशेष २-दरवाजे असलेल्या कक्षाचा वापर केला जातो.

🚪 बाहेर पडण्याची पद्धत:

अंतराळवीर विशेष स्पेससूट घालून 'एयरलॉक' कक्षात प्रवेश करतात आणि यानाच्या आतील मुख्य दरवाजा घट्ट बंद करतात.

यानंतर एयरलॉक मधील सर्व हवा पंपाद्वारे पुन्हा मुख्य यानात खेचून घेतली जाते, ज्यामुळे एयरलॉक कक्षात निर्वात (Vacuum) निर्माण होतो.

दोन्ही बाजूंचा वायुदाब समान झाल्यावर अंतराळात उघडणारा बाहेरचा दरवाजा उघडला जातो आणि अंतराळवीर सुरक्षितपणे बाहेर पडतात.

परत आत येण्याची पद्धत:

काम झाल्यावर अंतराळवीर एयरलॉक कक्षात येतात आणि बाहेरचा दरवाजा बंद करतात.

त्यानंतर एयरलॉक कक्षात पुन्हा हळूहळू हवा भरली जाते (Depressurization उलट केले जाते).

हवेचा दाब सामान्य झाल्यावर यानाच्या आतील मुख्य दरवाजा उघडून ते आत प्रवेश करतात.

🌞 स्पेस वॉक दिवसा करतात की रात्री?

आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानक (ISS) दर ९० मिनिटांत पृथ्वीभोवती एक प्रदक्षिणा पूर्ण करते. त्यामुळे अंतराळवीरांना दर ४५ मिनिटांनी दिवस आणि ४५ मिनिटांनी रात्र अनुभवायला मिळते.

स्पेस वॉक हा सहसा ६ ते ८ तासांचा असतो.

त्यामुळे या संपूर्ण प्रक्रियेदरम्यान दिवस आणि रात्र असे दोन्ही टप्पे अनेकदा येतात आणि अंतराळवीर दोन्ही वेळेत बाहेर काम करत राहतात.

रात्रीच्या (काळोखाच्या) काळात काम करण्यासाठी त्यांच्या हेल्मेटवर शक्तिशाली एलईडी लाईट्स लावलेले असतात.

😟 काय काळजी घ्यावी लागते?

विशेष स्पेससूट (EMU): हा सूट अंतराळवीरांना 

• ऑक्सिजन पुरवतो, 
• कार्बन डायऑक्साइड शोषून घेतो, 
• शरीराचे तापमान नियंत्रित ठेवतो आणि 
• सूक्ष्म उल्कापिंडांपासून संरक्षण करतो.

🚠 सुरक्षा केबल (Tether): 

अंतराळात गुरुत्वाकर्षण नसल्यामुळे अंतराळवीर वाहून जाऊ नये म्हणून ते स्वतःला स्टीलच्या मजबूत केबलने यानाला बांधून ठेवतात.

तापमान नियंत्रण: 

1. सूर्याच्या थेट प्रकाशात तापमान +१२०°C पर्यंत जाते आणि 
2. सावलीत (रात्री) -१५०°C पर्यंत खाली घसरते. त्यामुळे सूटमधील कुलिंग सिस्टीम नीट चालणे अत्यंत गरजेचे असते.

ऑक्सिजन आणि दाब: 

शरीरातील रक्तातील नायट्रोजनचे बुडबुडे तयार होऊ नयेत (Decompression Sickness) यासाठी स्पेस वॉकच्या आधी काही तास शुद्ध ऑक्सिजनचा श्वास घ्यावा लागतो.

👘 स्पेससूटची रचना कशी असते आणि तो अंतराळवीरांचे रक्षण कसा करतो?

स्पेससूट (Spacesuit) हा केवळ कपड्यांचा एक संच नसून ते अंतराळवीरासाठी पाठीवर वाहून नेण्याजोगे 'लहान मानवनिर्मित अंतराळयान' (Miniature Spacecraft) असते. 

अंतराळात जीवघेणी परिस्थिती असते - 

1. हवा नसते, 
2. अत्यंत भयानक तापमान असते आणि 
3. प्राणघातक किरणोत्सर्ग (Radiation) असतो. 

या सर्वांपासून बचाव करण्यासाठी हे डिझाइन केलेले असते.

नासाच्या मुख्य स्पेससूटला EMU (Extravehicular Mobility Unit) म्हटले जाते.

स्पेससूटची प्रमुख रचना

१ .⛑️ हेल्मेट (Helmet):

• हे मजबूत पॉलीकार्बोनेट (प्लास्टिक) पासून बनवलेले असते.
• याच्या काचवेवर (Visor) सोन्याचा अत्यंत पातळ थर दिलेला असतो, जो सूर्याच्या तीव्र आणि हानिकारक किरणांना (UV & IR) परावर्तित करतो.
• अंधारात काम करण्यासाठी यावर शक्तिशाली LED दिवे आणि कॅमेरा बसवलेला असतो.

२ . अप्पर टॉर्सो (Hard Upper Torso - HUT):

1. हा छाती आणि पाठीचा भाग धातू आणि फायबरग्लासच्या टणक कव्हरने बनलेला असतो.
2. हा भाग स्पेससूटच्या इतर घटकांना (हात, पाय, ऑक्सिजन टँक) एकत्र जोडणारा मुख्य सांगाडा म्हणून काम करतो.

३ . लोअर टॉर्सो (Lower Torso):

• लोअर टॉर्सोत कंबर, पाय आणि बूट यांचा समावेश असतो.
• अंतराळवीराला सहजरीत्या हालचाल करता यावी म्हणून यात विशेष सांधे (Joints) दिलेले असतात.

प्रायमरी लाईफ सपोर्ट सिस्टीम (PLSS Backpack):

1. ही पाठीवरची बॅग म्हणजे सूटचे "हृदय"🫀 आहे.
2. यात ऑक्सिजन टँक, 
3. कार्बन डायऑक्साइड साफ करणारे फिल्टर, 
4. बॅटरी🔋, 
5. पाणी आणि 
6. रेडिओ कम्युनिकेशन यंत्रणा असते.

लिक्विड कुलिंग अँड व्हेंटिलेशन गारमेंट (LCVG):

• स्पेससूटच्या अगदी आत (अंगावर) घातले जाणारे हे एक बारीक नळ्यांचे जाळे असलेले कपडे असतात.
• यात सतत थंड पाणी फिरवले जाते, ज्यामुळे अंतराळवीराच्या शरीराचे तापमान नियंत्रित राहते आणि त्याला घाम येत नाही.

स्पेससूट अंतराळवीराचे रक्षण कसे करतो?

योग्य वायुदाब (Air Pressure): 

अंतराळात शून्य दाब असल्यामुळे मानवी रक्त उकळू शकते. सूट आतमध्ये सुरक्षित वायुदाब (सुमारे 4.3 psi) टिकवून ठेवतो.

ऑक्सिजन पुरवठा आणि CO₂ नियंत्रण: 

1. श्वास घेण्यासाठी शुद्ध ऑक्सिजन पुरवतो आणि 
2. बाहेर सोडलेला प्राणघातक कार्बन डायऑक्साइड वायू लिक्विड हायड्रॉक्साइडच्या मदतीने शोषून घेतो.

🌡️अतिविषम तापमानापासून बचाव: 

• अंतराळात सावलीत -१५०°C तर 
• थेट सूर्यप्रकाशात +१२०°C तापमान असते. 
• स्पेससूटच्या १५ हून अधिक थरांमुळे (Layers) उष्णता आत-बाहेर जाऊ शकत नाही.

सूक्ष्म उल्कापिंडांपासून (Micrometeoroids) संरक्षण: 

अंतराळात अतिवेगाने उडणाऱ्या लहान धुलिकणांपासून बचावासाठी 'केव्हलार' (Kevlar - बुलेटप्रूफ जॅकेटमध्ये वापरले जाणारे कापड) आणि ड्युपॉन्ट सारख्या अत्यंत मजबूत थरांचा वापर केला जातो.

किरणोत्सर्गापासून बचाव (Radiation Protection ): 

सूर्यापासून येणाऱ्या घातक अल्ट्राव्हायोलेट आणि कॉस्मिक किरणांना शरीरापर्यंत पोहोचू देत नाही.

💰 एका स्पेससूटची निर्मिती करण्यासाठी किती खर्च येतो?

एका अत्याधुनिक स्पेससूटची निर्मिती करण्यासाठी सुमारे १२ दशलक्ष डॉलर ते १५० दशलक्ष डॉलर (भारतीय रुपयात सुमारे १०० कोटी ते १,२०० कोटी रुपये) इतका प्रचंड खर्च येतो.

नासाने १९७४ मध्ये बनवलेल्या एका स्पेससूटची मूळ किंमत १५ ते २२ दशलक्ष डॉलर होती. आजच्या महागाईनुसार (Inflation) आणि आधुनिक तंत्रज्ञानानुसार त्याची किंमत १५० दशलक्ष डॉलर (~१,२५० कोटी रुपये) मानली जाते.  

स्पेससूट इतका महाग का असतो?

घटकाचे नाव / कारण खर्चाचे मुख्य कारण

१. मिनी-स्पेसक्राफ्ट तंत्रज्ञानस्पेससूट हा केवळ कपडा नसून स्वतःचे ऑक्सिजन, तापमान नियंत्रण, दाब आणि कम्युनिशन सिस्टीम असलेले स्वतंत्र छोटे अंतराळयान (Personal Spacecraft) असते.

२. ७०% खर्च लाईफ सपोर्ट सिस्टीमवरपाठीवर असलेल्या 'प्रायमरी लाईफ सपोर्ट' (PLSS) बॅकपॅकवर एकूण खर्चाचा ७०% भाग खर्च होतो.

३. १५ हून अधिक विशेष थरबुलेटप्रूफ केव्हलार, मायलार, ड्युपॉन्ट, सोने💛 (Visor वर) अशा अत्यंत दुर्मिळ आणि महागड्या साहित्याचा यात वापर केला जातो.

४. कस्टम-मेड आणि हाताने निर्मितीहे सूट कारखान्यात मोठ्या प्रमाणावर बनवले जात नाहीत. प्रत्येक अंतराळवीराच्या मापांनुसार अत्यंत अचूकतेने हाताने (Handmade) तयार केले जातात.

५. 🧤 विशेष हातमोजे  (Gloves)स्पेससूटचे हातमोजे बनवणे सर्वात कठीण काम असते, कारण त्यातून हाताची बोटे सहजरीत्या हलायला हवीत आणि तरीही ते -१५०°C तापमानात गोठू नयेत.

नवीन पिढीचे स्पेससूट (Artemis Program)

नासाच्या आगामी चंद्रावरील मोहिमेसाठी (Artemis Program) 'Axiom Space' आणि 'Collins Aerospace' या खाजगी कंपन्या नवीन पिढीचे 'xEMU' स्पेससूट विकसित करत आहेत.  

संपूर्ण संशोधन (R&D), डिझाइन, सुरक्षा चाचण्या आणि निर्मिती मिळून या नवीन स्पेससूट प्रकल्पाचा एकूण खर्च १ अब्ज डॉलर (सुमारे ८,५० cut-off/कोटी रुपये) पेक्षा जास्त गेला आहे.

स्पेस वॉक करताना अंतराळवीराची सुरक्षा केबल तुटल्यास काय व्यवस्था असते?

स्पेस वॉक करताना अंतराळवीर यानाला सुरक्षा केबल (Safety Tether) द्वारे घट्ट बांधलेले असतात. ही केबल पोलादाची (Steel Wire) बनलेली असते आणि खूप मजबूत असते. पण दुर्दैवाने ही केबल तुटली किंवा सुटली आणि अंतराळवीर अंतराळात तरंगत दूर जाऊ लागला, तर त्याला वाचवण्यासाठी SAFER (Simplified Aid for EVA Rescue) ही आणीबाणीची यंत्रणा बसवलेली असते.

SAFER प्रणाली काय आहे आणि ती कशी काम करते?

SAFER म्हणजे अंतराळवीराच्या पाठीवर बसवलेले एक लहान जेटपॅक (Jetpack). ही यंत्रणा 'प्रायमरी लाईफ सपोर्ट सिस्टीम' (PLSS) च्या खाली जोडलेली असते.

नायट्रोजन थ्रस्टर्स (Nitrogen Thrusters):

SAFER मध्ये लहान २४ नायट्रोजन गॅस थ्रस्टर्स (नाझल्स) असतात.

जेव्हा अंतराळवीर दूर जाऊ लागतो, तेव्हा तो छातीवर असलेल्या कंट्रोलरद्वारे SAFER चालू करतो.

गॅस थ्रस्टर्समधून हाय-प्रेशर नायट्रोजन वायू बाहेर फेकला जातो, ज्यामुळे अंतराळवीराला विरुद्ध दिशेने ढकलणारा रॉकेटसारखा धक्का (Thrust) मिळतो.

🪄 जॉयस्टिक कंट्रोल (Joystick Control):

अंतराळवीराच्या छातीवर एक छोटी जॉयस्टिक (हात-कंट्रोलर) असते.

याद्वारे अंतराळवीर स्वतःचे फिरणे (Spinning) थांबवू शकतो आणि स्वतःला परत अंतराळ स्थानकाच्या (ISS) दिशेने नियंत्रितपणे नेऊ शकतो.

ऑटोमॅटिक स्टॅबिलायझेशन (Automatic Stabilization):

जर केबल तुटल्यामुळे अंतराळवीर वेगाने गोल-गोल फिरू लागला, तर SAFER मधील स्वयंचलित नेव्हिगेशन सिस्टीम ही फिरकी (Spin) आपोआप थांबवते, ज्यामुळे अंतराळवीराला दिशा समजणे सोपे जाते.

मर्यादा आणि अंतिम पर्याय

मर्यादित इंधन: SAFER मधील नायट्रोजन वायू खूप कमी प्रमाणात असतो. त्यामुळे अंतराळवीराला परत स्थानकाकडे येण्यासाठी फक्त १ ते २ मिनिटांचा थ्रस्ट मिळतो. म्हणूनच अंतराळवीराला ही यंत्रणा अत्यंत वेगाने आणि अचूकपणे वापरावी लागते.

दुसरा अंतराळवीर (Partner Rescue): जर SAFER यंत्रणेत बिघाड झाला, तर सोबत असलेला दुसरा अंतराळवीर (जो केबलने बांधलेला आहे) आपल्या सहकाऱ्याला पकडण्यासाठी सुरक्षा रोबोटिक आर्म किंवा रोबोटिक क्रेनचा वापर करू शकतो.

स्पेस वॉक का करतात? 

दुरुस्ती आणि निगा (Repair & Maintenance): आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानक (ISS) किंवा हबल टेलिस्कोप यांसारख्या उपकरणांची बाहेरील उपकरणे (उदा. सोलर पॅनेल्स, बॅटऱ्या, अँटेना) बिघडल्यास त्यांची दुरुस्ती करणे.

नवीन उपकरणे बसवणे (Installation): अंतराळ स्थानकाच्या क्षमतेत वाढ करण्यासाठी नवीन सायन्स लॅब, कॅमेरे 📹, किंवा सोलर अ‍ॅरे बसवणे.

वैज्ञानिक प्रयोग (Scientific Experiments): अंतराळातील निर्वात पोकळी (Vacuum), तीव्र किरणोत्सर्ग (Radiation) आणि अतिविषम तापमानाचा विविध घटकांवर काय परिणाम होतो, याचा अभ्यास करण्यासाठी वस्तू बाहेर उघड्या ठेवणे व तपासणे.

नवीन तंत्रज्ञानाची चाचणी: भविष्यातील चंद्र 🌜आणि मंगळ मोहिमांसाठी नवीन स्पेससूट, साधने आणि रोबोटिक तंत्रज्ञानाची अंतराळात चाचणी घेणे.

स्पेस वॉक दरम्यान दुरुस्ती करणे किती कठीण असते?

पृथ्वीवर एखादा स्क्रू किंवा नट-बोल्ट काढणे खूप सोपे असते, पण अंतराळात तीच गोष्ट करणे १० पटीने कठीण असते. याचे कारण:

स्पेससूटचे जाड हातमोजे (Gloves):

स्पेससूटमधील हवेच्या दाबामुळे हातमोजे खूप कडक आणि फुगलेले असतात.

यामुळे बोटांची पकड अत्यंत कमकुवत होते. अंतराळवीरांना सतत 'ग्रिप बाऊन्सर' दाबल्यासारखी बोटांची ताकद लावावी लागते, ज्यामुळे अवघ्या अर्ध्या तासात हात प्रचंड थकतात.

गुरुत्वाकर्षणाचा अभाव (Zero-Gravity):

न्युटनच्या तिसऱ्या नियमानुसार (Every action has an equal and opposite reaction), जर अंतराळवीराने पाना (Wrench) लावून एखादा स्क्रू फिरवण्याचा प्रयत्न केला, तर स्क्रू फिरण्याऐवजी अंतराळवीर स्वतःच गोल फिरू लागतो!

त्यामुळे काम करताना स्वतःला पायऱ्यांमध्ये किंवा पट्ट्यांमध्ये घट्ट अडकवून ठेवावे लागते.

साधनांची पकड आणि सुटण्याची भीती:

हातातून एखादे लहान साधन (उदा. स्क्रूड्रायव्हर) सुटले, तर ते अंतराळात कायमचे वाहून जाते किंवा अंतराळ कचरा (Space Debris) बनून ताशी २८,००० किमी वेगाने यानालाच धडकू शकते.

त्यामुळे प्रत्येक लहान-मोठे साधन सुरक्षा दोरीने (Tether) सूटला बांधलेले असते.

मानसिक आणि शारीरिक ताण:

1. ६ ते ८ तास सलग कडक सूटमध्ये राहून काम करावे लागते.
2. कामा दरम्यान पाणी पिण्याची किंवा टॉयलेटला जाण्याची सोय नसते (सूटमध्येच विशेष डायपर असतात).
3. शरीराचे तापमान, ऑक्सिजनचा स्तर आणि चयापचय यावर सतत लक्ष ठेवावे लागते.

जगातील पहिला स्पेस वॉक कोणी आणि कधी केला होता?

जगातील पहिला स्पेस वॉक अ‍ॅलेक्सी लिओनोव्ह (Alexei Leonov) या रशियन (तत्कालीन सोव्हिएत युनियन) अंतराळवीराने १८ मार्च १९६५ रोजी केला होता.  

मोहीम: सोव्हिएत युनियनची 'व्होस्कॉड २' (Voskhod 2) मोहीम.  

कालावधी: अ‍ॅलेक्सी लिओनोव्ह यांनी अंतराळ यानाच्या बाहेर सुमारे १२ मिनिटे आणि ९ सेकंद घालवले होते.  

घडलेला मोठा प्रसंग: अंतराळात हवेचा दाब नसल्यामुळे त्यांचा स्पेससूट फुगला (Ballooning) होता, ज्यामुळे त्यांना यानाच्या छोट्या दरवाज्यातून आत जाणे कठीण झाले होते. त्यांनी अत्यंत प्रसंगावधान राखून सूटमधील काही हवा (ऑक्सिजन) बाहेर सोडून दाब कमी केला आणि सुरक्षितपणे आत प्रवेश केला.  

(टीप: अमेरिकेचा पहिला स्पेस वॉक याच्या काही महिन्यांनंतर, ३ जून १९६५ रोजी अंतराळवीर एड व्हाईट यांनी केला होता.)  

कालच्या तारखेला कोणत्या दोन अंतराळवीरांनी स्पेस वॉक केला व कारण काय?

१८ ऑगस्ट २०२६ रोजी (U.S. Spacewalk 97 मोहिमेदरम्यान) दोन अंतराळवीरांनी आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानकावर (ISS) एकत्र स्पेस वॉक केला:

अनिल मेनन (Anil Menon)

– नासाचे (NASA) भारतीय वंशाचे अमेरिकन अंतराळवीर.  

सोफी एडेनोट (Sophie Adenot) 

– युरोपियन स्पेस एजन्सीच्या (ESA) फ्रेंच अंतराळवीर (या स्पेस वॉकसह त्या स्पेस वॉक करणाऱ्या पहिल्या फ्रेंच महिला ठरल्या).  

स्पेस वॉक करण्याचे मुख्य कारण:

• खराब झालेला अँटेना काढणे: आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानकावरील संदेशवहनासाठी अत्यंत महत्त्वाचा असलेला 'स्पेस-टू-ग्राउंड' (Space-to-Ground) अँटेना काही महिन्यांपासून काम करत नव्हता. हा खराब झालेला अँटेना काढून टाकणे हे त्यांचे मुख्य उद्दिष्ट होते.  
• नवीन अँटेना बसवणे: जुना अँटेना काढून त्याठिकाणी नवीन अँटेना बसवण्याचे काम नियोजित होते.  

स्पेस वॉक दरम्यान काय घडले?

1. हा स्पेस वॉक ६ तास २३ मिनिटे चालला.  
2. दोन्ही अंतराळवीरांनी कठीण केबल्स आणि घट्ट बोल्ट्स यशस्वीरीत्या सोडून जुना खराब झालेला अँटेना काढून सुरक्षित ठिकाणी ठेवला.
3. परंतु, जुने बोल्ट्स आणि केबल्स काढण्यासाठी अपेक्षेपेक्षा जास्त वेळ लागल्यामुळे, सुरक्षेच्या कारणास्तव नासाच्या 'मिशन कंट्रोल'ने नवीन अँटेना बसवण्याचे काम पुढील स्पेस वॉकसाठी पुढे ढकलले.