সূর্যকে ছোঁয়ার প্রয়াসে পার্কার সোলার প্রোব

আমাদের পৃথিবীর চাইতে প্রায় তেরো লক্ষ গুণ বড় সূর্যই হচ্ছে আমাদের সৌরজগতের প্রাণ, যদিও একথা বলা বাহুল্য। সূর্যের প্রখরতা, শক্তি প্রভাব আমাদের পৃথিবী ও এতে বসবাসকারী মানুষদের তুলনায় এতই বেশি যে তা সভ্যতায় সভ্যতায় আমাদের মাঝে বহু কৌতূহলের খোঁড়াক জুগিয়েছে। পূজিত হয়েছে রা, ভানু ইত্যাদি নামে বিভিন্ন সভ্যতায়। সমাদৃত হয়েছে মানুষের কাছে বিভিন্নভাবে, বিভিন্ন আঙ্গিকে। সময়ের সাথে সাথে জ্ঞান বিজ্ঞানের উৎকর্ষতার ফলে সূর্যের প্রতি কৌতূহল বদলেছে ঠিকই কিন্তু কমে যায়নি মোটেও। বরঞ্চ বিজ্ঞান যত এগিয়েছে, সূর্যকে জানার এর কার্যকলাপ বুঝার কৌতূহলও মানুষের মাঝে আরো অনেক বেড়েছে। জ্ঞানীয় কৌতূহলের বদৌলতে আমরা আজ জানি সূর্য হচ্ছে অতিমাত্রায় ঘনীভূত জ্বলন্ত হাইড্রোজেন ও অন্যান্য গ্যাসের এক অদ্ভুত সমন্বিত রূপ, একটা তারা ও নক্ষত্র।
কৌতূহলের সেই ধারাবাহিকতায় আর জ্ঞান বিজ্ঞানের প্রয়োজনেই আজ মানুষ অনুসন্ধান করতে যাচ্ছে গত যেকোনো সময়ের চাইতে সবচাইতে কাছাকাছি। আর সেজন্যে এবার যে গবেষণাযান (Probe) পাঠানো হচ্ছে সেটি হল পার্কার সোলার প্রোব ( Parker Solar Probe)।

প্রকল্পটি মূলত ঘোষণা করা হয়েছিল ২০০৯ সালে, যেটি ডিজাইন ও তৈরি করে Johns Hopkins University এর Applied Physics Laboratory । যদিও প্রোবটি ২০১৫ সালেই মহাকাশে উৎক্ষেপণের কথা ছিল কিন্তু নানা কারণবশত তা বিলম্বিত হয়ে ২০১৮ তে গিয়ে ঠেকে। এটি ২০১৮ সালের মানে চলতি বছরের ১১ই অগাস্ট উৎক্ষেপণের তারিখ নির্ধারণ করা হল। তবে নানারকম ভৌগলিক ও জলবায়ুগত কারণে উৎক্ষেপণ কাল এদিক সেদিক হয়ে থাকে।
পার্কার সোলার প্রোব এর শুরুর দিকে নাম ছিল কেবল ” Solar Probe“। পরবর্তীতে পদার্থবিদ Eugene Parker এর সম্মানার্থে এর নাম বদলে Parker Solar Probe রাখে NASA । মজার ব্যাপার হচ্ছে, এটিই নাসার ইতিহাসে এটিই প্রথম কোনো মহাকাশযান /মহাজাগতিক রোবট যার নাম কোনো জীবন্ত মানুষের নামে রাখা হয়েছে…!

Parker Solar Probe বা PSP হল মূলত একধরণের হেলিওফিজিক্স (Heliophysics) স্পেস প্রোব। মানে এগুলো হেলিওফিজিক্স এর ব্যাপারে নানারকম তথ্য ও উপাত্ত সংগ্রহ করে। আর হেলিওফিজিক্স হচ্ছে পদার্থবিজ্ঞানের সেই শাখা যা সূর্যের গঠন, কর্মপ্রক্রিয়া ও এর সাথে সম্পৃক্ত বিষয়াদি নিয়ে কাজ করে। ঠিক যেমন ভূগোল মূলত কাজ করে পৃথিবী, এর গঠন, প্রক্রিয়া ওর এর সাথে সম্পৃক্ত বিষয়াদি নিয়ে। হেলিও মূলত প্রাচীন গ্রীক শব্দ হেলিওস (Helios) হতে আগত, যার অর্থ সূর্য। সুতরাং বুঝতেই পারছেন হেলিওফিজিক্স দ্বারা কি বুঝায়।

প্রোবটি Applied Physics Laboratory দ্বারা পরিচালিত হবে যার উৎক্ষেপণ স্থান নির্ধারণ করা হয়েছে আমেরিকার ফ্লোরিডার কোকোয়া বীচ (Cocoa Beach) এর পাশে অবস্থিত Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) এ। এই জায়গাটি আমেরিকার Department of Defence এর অন্তর্ভুক্ত।
স্পেসপ্রোবটিকে বহন করার জন্যে নির্ধারিত রকেট হল 48BV টাইপের ডেল্টা ৪ ( Delta iv Heavy Rocket) হেভি রকেট। গোটা মিশনের সময়কাল নির্ধারণ করা হয়েছে ৬ বছর ৩২১ দিন। এটি সূর্যের নিকটতম অবস্থানে ৩৪৩ ওয়াট পাওয়ারে নিজের কার্য পরিচালনা করবে।

কেনো পাঠানো হচ্ছে পার্কার সোলার প্রোব?
যেহেতু এটি একটি হেলিওফিজিক্স প্রোব আর আমরা জেনেছি হেলিওফিজিক্স কি, তাই বলা বাহুল্য যে এটি সূর্যের গঠন, তার বাহ্যিক অংশ, তা থেকে ছিটকে পড়া সৌরঝড় আর ব্যাপক আকারের সৌরছটা কোরোনা (Corona) সম্পর্কে পুঙ্খানুপুঙ্খ বিশ্লেষণ করার জন্যেই একে পাঠানো হচ্ছে।
সূর্যের পৃষ্ঠদেশের গড় তাপমাত্রা ৫০০০ ডিগ্রী সেলসিয়াস যা আমাদের পৃথিবীর যে কোনো উষ্ণ স্থান থেকেও কমপক্ষে একশগুণ বেশি। আর সূর্যের বহিরাবরণের বাইরে প্রচণ্ড উষ্ণ কিন্তু খুব লঘু ছটাময় আবরণ করোনার তাপমাত্রা তার পৃষ্ঠদেশ থেকেও কয়েকশত গুণ বেশি হয়! কোরোনাকে বলা যেতে পারে তারকাদের বায়ুমন্ডল। ঠিক তেমনি আমাদের সূর্যের করোনাও তার বায়ুমন্ডলের মতই। তবে যেমন জিনিষ তেমন তার বায়ুমন্ডল বটে। সূর্য জ্বলন্ত গ্যাসের ঘনীভূত সমাহার, বিধায় তার করোনাও তেমনি উত্তপ্ত, তেজোময়! যার তাপমাত্রা দশ লাখ ডিগ্রী সেলসিয়াসের (এক মিলিয়ন ডিগ্রী সেলসিয়াস) চাইতেও বেশি!
আর এর বিস্তৃতি? এর বিস্তৃতি চারপাশে কোটি কিলোমিটার বা তারো বেশি! আর এই করোনার বিশাল এলাকার ভেতরেই প্রবেশ করতে যাচ্ছে নাসার পার্কার সোলার প্রোব। এটি সূর্যপৃষ্ঠ থেকে ৮.৮৬ Solar radii বা ৬২ লাখ (৬.২ মিলিয়ন) কিলোমিটার দূরত্বে অবস্থান করবে, যা সূর্যের বহিঃকরোনার অন্তর্ভুক্ত। সেখান থেকেই এটি তার নানারকমের পরীক্ষা নিরীক্ষা চালাবে। PSP কে বেশ কিছু বিষয় নিরীক্ষণ ও তথ্য – উপাত্ত সংগ্রহের জন্যে পাঠানো হচ্ছে। চলুন দেখে নিই একঝলক প্রোবটির মিশন সামারি।

লক্ষ্যসমূহ

১. সৌরঝড় (Solar Wind) থেকে উৎপন্ন চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের গঠন, এর গতিশীল প্রক্রিয়া নিরূপণ।

২. যে শক্তি সূর্যের কোরনাতে আঘাত হানার মাধ্যমে তার মাঝে প্রচণ্ড শক্তিশালী সৌরঝড় উৎপন্ন করে তার উৎস অনুধাবন করা।

৩. আমরা অনেকেই জানি যে সূর্যে একাধিক শক্তিশালী কণা উৎপন্ন হয়, গতিশীল থাকে ও বিচ্ছুরিত হয়। উদাহরণস্বরূপ গামা রশ্নির (Gamma Ray) কথাই ধরি। PSP’র আরো একটা উদ্দেশ্য হচ্ছে সেই কণাগুলো ঠিক কি নিয়ম আর প্রক্রিয়াতে উৎপন্ন হয় বা কাজ করে তা নিরূপণ করা।

৪. সূর্যদেহের একদম কাছে থাকা প্লাজমা কে আরো কাছ থেকে আরো ভালভাবে পরীক্ষা করা এবং সৌরঝড় ও সৌরকণাগুলোতে তা কিভাবে প্রভাব ফেলে তা আরো ভালভাবে নির্ণয় করা।

এই লক্ষ্যগুলো পূরণ করার জন্যে প্রোবটিকে মূলত পাঁচটি অনুসন্ধান কার্যক্রম চালাতে হবে। যেগুলো হল :

১. বিদ্যুৎচৌম্বকীয় তদন্ত (Electromagnetic Investigation) / (FIELDS)

প্রোবটি এই তদন্ত প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সূর্যের প্রচণ্ড শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ও চৌম্বকীয় ক্ষেত্র, রেডিও/বেতার তরঙ্গ, প্লাজমার সর্বোচ্চ ঘনত্ব, পয়েন্টিং ফ্লাক্স (poynting flux) এবং ইলেকট্রন এর তাপমাত্রা পরিমাপ করবে। একাজটির জন্যে প্রোব তার Flux Gate Magnetometer ব্যবহার করবে, যার মূল কার্যপরিচালনা করবেন ইনভেস্টিগেটর Stuart Bale। যেটি করা হবে Berkeley অবস্থিত University of California থেকে।

২. EPI-Hi ও EPI-Lo দ্বারা ইলেকট্রন, প্রোটন ও ভারী আয়নসমূহ পরিমাপণ (ISOIS)।

EPI-Hi ও EPI-Lo দুটি আলাদা আলাদা পরিমাপক যন্ত্র যা একসাথে মিলে সূর্যের শক্তিশালী ইলেকট্রন, প্রোটন ও ভারী আয়নসমূহ পরিমাপের মাধ্যমে কার্যপরিচালনা করবে।
একাজে নিয়োজিত থাকবেন Princeton University‘র David McComas।

৩. Wide Field ইমেজ বা ছবি ধারণ (WISPR)

প্রোবটিতে থাকা অপটিক্যাল টেলিস্কোপ সূর্যের কোরোনা ও এর বিভিন্ন স্তরের (Heliosphere) ছবি ধারণ করবে। এই প্রথমবার কোনো মহাকাশযান এত কাছ থেকে সূর্যের কোনো ছবি নিতে চলেছে! অনুষন্ধানকার্যটির প্রধান নির্বাহী Naval Research Laboratory এর Russell Howard ।

৪. সৌরঝড়ের কণাসমুহ তদন্তকার্য। (SWEAP)

Electrostatic Analyzer ও Faraday Cup এ দুটি যন্ত্রের মাধ্যমে সৌরঝড়ের ইলেকট্রন, প্রোটন ও হিলিয়াম আয়ন পরিমাপ ও তাদের বিভিন্ন তথ্য, যেমন বেগ (Velocity), ঘনত্ব ও তাপমাত্রা পরিমাপ করা হবে। একাজটির নির্বাহী প্রধান থাকবেন University of Michigan ও The Smithsonian Astrophysical Observatory এর Justin Kasper ।

৫. সূর্যের বিভিন্ন অংশসমুহের (Heliospheric) মূল নিয়ে গবেষণা করা (HeliOSPP)

মিশনটার অন্যতম অংশ হচ্ছে সূর্যের বিভিন্ন অংশের উৎপত্তি ও এর সাথে সম্পৃক্ত নানা বিষয় যাচাই, অনুসন্ধান ও গবেষণা করে দেখা। একাজে প্রধান নির্বাহী থাকবেন Marco Velli ।

PSP এর গঠন

১৯৫৮ সালে পদার্থবিদ ইউজিন পার্কার (Eugene Parker) দ্বারা সর্বপ্রথম সৌরঝড়ের ব্যাপারটি প্রস্তাবিত হয়, এবং সে থেকেই এবিষয়টি মানব বিজ্ঞানের অন্তর্ভুক্তির তালিকায় পদার্পণ করে। আর যেহেতু প্রোবটির মূল উদ্দেশ্যই হচ্ছে করোনা আর সৌরঝড় নিয়ে গবেষণা করা, তাই নাসা সেই সম্মানার্থে প্রোবটির নাম পার্কারের নামে রাখে। প্রোবটি নাসার আধা শতকেরও বেশি সময়ের গবেষণার ফলস্বরুপ।

PSP এর গঠন এর কথা বলতে গেলে প্রথমেই প্রশ্ন আসবে এর সুরক্ষা ব্যবস্থার ব্যাপারে। কিভাবে সূর্যের গায়ে লেপ্টে থাকা জ্বলন্ত অঙ্গারের ভেতর ঢুকে পড়ার মত সামর্থ্য নিয়ে এগিয়ে যাবে এই ফুটকয়েক বড় সোলার প্রোবটি?
এর জন্যে কাজ করছে এর তিনটি অংশঃ ১. এর সর্বোন্নোত হিট শিল্ড, ২. এর সোলার এ্যারে কুলিং সিস্টেম আর ৩. এর ত্রুটি শনাক্তকারী ব্যবস্থা বা ফল্ট ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম।
মিশনটির প্রকল্প ব্যবস্থাপক (Project Manager) Andy Driesman এ ব্যাপারে বলেন, “এর উত্তাপরক্ষক ব্যবস্থা (Thermal Management System) হচ্ছে যানটির এই মিশন সক্রিয় হবার মূল বিষয়গুলোর একটি।” তিনি আরো বলেন, “এটি যানটিকে ঘরের স্বাভাবিক তাপমাত্রাতেই (Room Temperature) কার্যপরিচালনা করতে দিবে।”

এর Thermal Protection System বা TPS আসলে কার্বন – কার্বন কম্পোজিট এর তৈরি অংশ যা প্রায় সাড়ে চার ইঞ্চি পুরু এবং মজার ব্যাপার হচ্ছে কার্বনগঠিত এই শিল্ডটির ৯৭% ই হচ্ছে বাতাসে পরিপূর্ণ, মানে ফাপা! আর এটাই এই শিল্ডের অন্যতম কারসাজি!
এছাড়া এতে থাকা সোলার এ্যারে সিস্টেম যানটিকে সচল রাখার জন্যে শক্তি যোগাবে।
এবং প্রোবটির তৃতীয় সুরক্ষা অংশ হচ্ছে এর ত্রুটি নির্ণায়ক ব্যবস্থা। এটা বহুরকমের ত্রুটি নিজেই নির্ণয় করে নিজেই সারাতে সক্ষম হবে। কেননা মিশনের মধ্যে দীর্ঘসময় প্রোবটির সাথে পৃথিবীর যোগাযোগ থাকবেনা।

সূর্য অভিমুখে থাকবে এর থার্মাল প্রোটেকশন সিস্টেম। এর উপরিভাগেই থাকবে SWEAP অনুসন্ধান কার্যক্রম পরিচালনার যন্ত্র Electrostatic Analyzer ও Faraday Cup । প্রোবটির মধ্যভাগে থাকবে এর কুলিং সিস্টেম আর দুইপাশে থাকবে এর শক্তিসঞ্চারক সোলার এ্যারে । এছাড়া এর পশ্চাৎভাগে থাকবে ইলেকট্রন, প্রোটন আর হিলিয়াম আয়ন পরিমাপক যন্ত্র EPI-Hi ও EPI-Lo । একদম পেছন দিকে থাকবে FIELDS ম্যাগনেটোমিটার।

কিভাবে এত তাপমাত্রার মাঝে টিকে থাকবে এই যানটি?

সূর্য ও এর আশপাশ যে কি পরিমাণ উত্তপ্ত তা বলা বাহুল্য! আর সেটা যে কতটা বেশি তা ইতোমধ্যে জেনে গিয়েছেন । অন্তত এর পৃষ্ঠদেশ (photosphere) এর করোনার চাইতে শত হাজার ভাগ কম তাপমাত্রার। তো বরাবরই প্রশ্ন আসতে পারে মনে, কিভাবে সম্ভব এই অসম্ভব গরম মিলিয়ন ডিগ্রী সেলসিয়াস তাপমাত্রার সামনে টিকে থাকা?
এর জবাবটা আসলে এর হিটশিল্ড এর গড়নে। সাথে করোনার গড়নেতেও!
করোনা ঘন কিছু নয়, এর তাপমাত্রা অনেক অনেক বেশি, কিন্তু তার ঘনত্ব অনেক কম হওয়াতে তাপসঞ্চালনে এর সময় লাগবে অনেক বেশি আর এদিকেই প্রোবের হিটশিল্ড এর কারসাজি! নাসা শিল্ড তৈরিই করেছে এমন গঠনে যার ৯৭ শতাংশই বায়ুপূর্ণ । তো সবমিলিয়ে তাদের হিসাবকৃত তাপমাত্রা যা উঠবে শিল্ডের তা হল হাজারকয়েক ডিগ্রী সেলসিয়াস। যা সামলানো প্রোবটির হিটশিল্ডের জন্যে কোনো ব্যাপারই হবেনা!

তবে আজ এই মিলিয়ন ডিগ্রী তাপমাত্রা নিয়ে বাধা থাকলেও একসময় হয়তো দেখা যাবে বিজ্ঞানের ক্রমোন্নতি আমাদের এমন প্রযুক্তি এনে দিয়েছে যা সরাসরি সূর্যপৃষ্ঠেই অবতরণ করতে সক্ষম হবে! এবং কোনো বিশেষ তরঙ্গ নির্ণায়ক যন্ত্রের মাধ্যমে সূর্যের একেকবারে নিকটতম ছবিও আমাদের দিতে পারবে। আর পার্কার সোলার প্রোব যেন সেই লক্ষ্যের দিকেই প্রথম প্রয়াস, সেই লক্ষ্যের দিকে যাত্রারই প্রারম্ভ…

এই ছিল PSP নিয়ে আমাদের আজকের আলোচনা। আশাকরি অনেকের কাছেই ব্যাপারটা বেশ রোমাঞ্চকর লেগেছে। তো বিজ্ঞানের আরো অদ্ভুত অদ্ভুত তথ্য পেতে ও জানতে আমাদের সাথে থাকুন, পড়তে থাকুন বিজ্ঞানবর্তিকা। পরবর্তীতে আবারো হাজির হবো হয়তো নতুন কোনো বিষয় নিয়ে। ততক্ষণে সুস্থ থাকুন, ভাল থাকুন আর নিজের খেয়াল রাখুন।