ஜூனோ விண்கலம்: ஏன், எதற்கு & எப்படி?

வியாழனை ஆய்வு செய்ய நாசாவினால் அனுப்பப்பட்ட விண்கலமே ஜூனோ. ஜூலை 5, 2016 இல் இது வெற்றிகரமாக வியாழனின் சுற்றுப் பாதைக்குள் நுழைந்து வியாழனை சுற்றிவரத் தொடங்கிவிட்டது. ஜூனோ விண்கலம் வெற்றிகரமாக வியாழனைச் சுற்றி வரத்தொடங்கியது விஞ்ஞான மற்றும் பொறியியல் துறையின் மகத்தான வெற்றி என்பது மிகையல்ல. மேலும் நாசா இதுவரை அனுப்பிய விண்வெளித் திட்டங்களில்  மிகவும் சிக்கலான திட்டங்களில் இதுவும் ஒன்று! ஆகவே ஜூனோவின் நோக்கம் என்ன? அதனைத் தயாரித்தது தொடங்கி, வியாழனில் அது கண்டறிய முனையும் விடயங்கள் என்ன என்பதனைத் தெளிவாக இங்கே பார்க்கப்போகிறோம்.

இந்தக் கட்டுரை சற்றே பெரிதாக இருப்பதால், பொறுமையாக வாசிக்குமாறு கேட்டுக்கொள்கிறேன். முடிந்தளவு விளக்கங்கள் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன. மேலதிக விளக்கங்களுக்கு பின்னூட்டங்களில் விளக்கம் கொடுக்கிறேன்.

வியாழன்: சூரியத் தொகுதியின் மிகப்பெரிய கோள்

முதலில் வியாழனைப் பற்றிப் பார்த்துவிடலாம், ஏனெனில் வியாழனைப் பற்றித் தெரிந்து கொண்டால்தான் ஜூனோ திட்டத்தின் நோக்கம் மற்றும் அவசியம் என்ன என்று தெளிவாகப் புரிந்துகொள்ள முடியும்.

வியாழனின் குறுக்களவு அல்லது விட்டம் 142,800 கிமீ, பூமியோடு ஒப்பிடும் போது 11 மடங்கிற்கும் அதிகம், மேலும் அதன் கனவளவு பூமியைப் போல 1300 மடங்கு அதிகம்! வேறு விதமாகச் கூறவேண்டும் என்றால், 1300 பூமிகளை வியாழனின் உள்ளே அடக்கலாம். மேலும் சூரியத் தொகுதியில் இருக்கும் அனைத்துக் கோள்களின் மொத்தத் திணிவையும் ஒன்று சேர்த்தாலும், வியாழனின் திணிவு அதனைவிட இரண்டரை மடங்கு அதிகம்!

இப்போது உங்களுக்கு வியாழன் எவ்வளவு பெரியது என்ற சிறய அபிப்பிராயம் ஏற்பட்டு இருக்கலாம்.

சூரியத் தொகுதி போன்ற பல கோள்களை உடைய தொகுதியை உருவாக்குவதில் வியாழன் போன்ற பாரிய “வாயு அரக்கன்” என அழைக்கப்படும் கோள்களுக்கு பாரிய பங்குண்டு. சூரியன் போன்ற ஒரு விண்மீன் உருவாகும் போது, அதனைச் சுற்றி இருந்த ஹைட்ரோஜன், ஹீலியம் போன்ற அளவுக்கதிகமான வாயுக்கள் ஒன்று திரண்டு உருவாகிய பாரிய கோள்கள், பின்னர் உருவாகிய சிறிய பாறையாலான கோள்களின் வாழ்க்கைக்காலத்தை சீர்ப்படுத்துவதில் செல்வாக்குச் செலுத்தின எனலாம்.

நாசாவின் காசினி விண்கலத்தால் எடுக்கப்பட்ட வியாழனின் படம். வியாழனுக்கு அருகில் அதன் துணைக்கோள் ஐஓ. படம்: NASA/JPL/University of Arizona

வியாழனின் ஈர்ப்பு விசை அதிகமாக இருந்ததால், சூரியனைச் சுற்றி வந்த மற்றிய கோள்கள், சிறுகோள்கள், வால்வெள்ளிகள் என்பவற்றின் சுற்றுப் பாதையில் வியாழனின் ஆதிக்கம் அளவுக்கதிகமாகவே காணப்பட்டது.

வியாழனைப் பற்றி எமக்குப் பலவிடயங்கள் தெரிந்திருந்தாலும், பல புதிர்கள் இன்னும் விடுவிக்கப்படாமலே இருக்கின்றன. அவற்றில் ஒன்று வியாழனின் தோற்றம் பற்றியது. சரியாக சூரியத் தொகுதியின் பிறப்பின் போது எக்காலகட்டதில் வியாழன் தோன்றியது என்பது இன்னும் ஒரு புதிர்தான். அதேபோல ஒரு கோட்பாட்டுப்படி, வியாழன் தற்போது சூரியனைச் சுற்றிவரும் சுற்றுப் பாதையில் அது பிறக்கும் போது சுற்றவில்லையெனவும், மாறாக தற்போது சூரியனைச் சுற்றிவரும் தொலைவைவிட இன்னும் அதிகமான தொலைவில் சுற்றத்தொடங்கி, தற்போதுள்ள சுற்றுப் பாதைக்கு கொஞ்சம் கொஞ்சமாக வந்துள்ளது எனவும் கருதப்படுகிறது.

இதற்குக் காரணம் இல்லாமலில்லை. சூரியன் தோன்றிய அதே காலத்தில் சூரியனுக்கு அண்மையில் வியாழன் தோன்றியிருந்தால் சூரியனின் கட்டமைப்பில் இருக்கும் மூலகங்களே வியாழனிலும் இருக்கவேண்டும், ஆனால், வியாழனில் சூரியனின் விகிதத்தை விட அதிகளவாக கார்பன், நைட்ரோஜன் மேலும் சில மூலகங்கள் காணப்படுகின்றன. எனவே சூரியனும் வியாழனும் உருவாகிய காலப்பகுதியில் இடைவெளி இருக்கவேண்டும், அல்லது வியாழனில் இருக்கும் கார்பன் மற்றும் நைட்ரோஜன் வேறு இடத்தில் இருந்து வந்திருக்கவேண்டும் என்றும் கருதப்படுகிறது!

மேலும் தெளிவாகச் சொல்கிறேன். கலிலியோ விண்கலம் வியாழனில் குறைந்த வெப்பநிலையில் எளிதில் ஆவியாகிற மூலகங்கள் அதிகளவில் (சூரியனை விட இரண்டு அல்லது மூன்று மடங்கு) இருப்பதைக் கண்டறிந்தது. ஆர்கன், கிரிப்டோன், செனான், கார்பன் மற்றும் நைட்ரோஜன் போன்றவை. இதில் இருக்கும் சிக்கல் என்னவென்றால், எளிதில் ஆவியாகும் மூலகங்கள் சிறைப்பட 30 கெல்வின் (-243 பாகை செல்சியஸ்) இற்கும் குறைவான வெப்பநிலை வேண்டும். ஆகவே ஒன்றில் இந்த மூலகக் கலவை சூரியத் தொகுதியின் எல்லையில் உருவாகிய விண்கற்கள்/வால்வெள்ளிகளில் (அப்பகுதியில் வெப்பநிலை குறைவாகக் காணப்படும்) இருந்து வியாழனுக்கு வந்திருக்கவேண்டும், அல்லது வியாழனே சூரியனுக்குத் தொலைவில் உருவாகி பின்னர் சூரியனை நோக்கி வந்திருக்கவேண்டும்.

மேலும் அடுத்த சிக்கல் வியாழனில் இருக்கும் ஆக்ஸிஜனின் அளவு! வியாழன் சூரியனைவிட குறைந்தளவு விகித்தில் ஆக்ஸிஜனைக் கொண்டுள்ளது. மேலே கூறியது போல வால்வெள்ளிகள் / விண்கற்கள் வியாழனுக்கு பல்வேறு பட்ட மூலகங்களைக் கொண்டு வந்திருந்தால், வால்வெள்ளிகளில் அதிகளவு காணப்படும் நீர் (நீர் மூலக்கூற்றின் அடிப்படைக் கட்டமைப்பு ஆக்ஸிஜன்) மூலம் வியாழனுக்கு ஏன் ஆக்ஸிஜன் வரவில்லை? இதற்குக் காரணமாகக் கருதப்படுவது, கலிலியோ விண்கலம் வியாழனில் ஆராய்ந்த பகுதியில் ஆக்ஸிஜனின் அளவு குறைவாக இருந்திருக்கலாம் என்பதாகும், அதாவது பூமியில் பாலைவனத்தில் மட்டுமே சோதனை நடத்திவிட்டு, பூமியில் நீர் மிகச் சொற்பமே இருக்கிறது என்று முடிவுக்கு வருவதுபோல. ஆகவே மேலதிக ஆராய்ச்சி நடாத்தப்படவேண்டிய தேவை இருக்கிறது!

மேலும் வியாழன் எப்படி உருவாகியது என்று கூறும் பல்வேறுபட்ட கோட்பாடுகள், வியாழனின் கட்டமைப்பைப்பற்றி பல்வேறு விதமாகக் கூறுகின்றன. வியாழனின் மையப்பகுதியில் பாறையாலான பகுதி காணப்படலாம் என்று சில விஞ்ஞானிகள்  கருதும் வேளையில், அப்படியல்லாமல் அதிகவான அழுத்தத்தால் “மெட்டாலிக் ஹைட்ரோஜன்” காணப்படலாம் என வேறு சில விஞ்ஞானிகள் கருதுகின்றனர்.

வியாழனில் இருக்கும் நீரின் அளவை அளப்பதன் மூலம், வியாழனில் இருக்கும் ஆக்ஸிஜனின் அளவை அளக்கமுடியும். இதன் மூலம் வியாழனில் இருக்கும் “பாரமான” மூலகங்களைப் (ஹைட்ரோஜன், ஹீலியம் போன்ற மூலகங்களைவிடப் பாரமான கார்பன், ஆக்ஸிஜன் போன்ற மூலகங்கள்) பற்றிய நமது அறிவை வளர்த்துக்கொள்ள முடியும். மேலும் இதன் மூலம் பாரமான மூலகங்கள் எப்படி சூரியத்தொகுதியில் பரம்பலடைந்தன என்றும் அறியலாம். இதன் மூலம் அதிகளவு பாரமான மூலகங்களால் ஆக்கப்பட்ட பூமி, செவ்வாய் போன்ற கோள்களின் உருவாக்கம் பற்றியும் அறிந்துகொள்ள முடியும்.

இப்போது உங்களுக்கு வியாழனை ஆய்வு செய்யவேண்டியதன் நோக்கம் சற்றே புரிந்திருக்கும்.

வியாழனை நோக்கிய முதலாவது பயணம்: கலிலியோ விண்கலம்

நாசாவின் ஜூனோ விண்கலம், வியாழனைச் சுற்றும் முதலாவது விண்கலம் அல்ல. 1995 இல் வியாழனை அடைந்த அடுத்த 8 வருடங்களுக்கு வியாழனை 35 முறை சுற்றிய கலிலியோ விண்கலமே வியாழனைப் பற்றி அறிந்துகொள்ள நாசா அனுப்பிய முதலாவது விண்கலம்.

கலிலியோ விண்கலம்.

மேலும் ஒரு தகவல் – வியாழனுக்கு மிக அருகில் சென்று 1979 யிலேயே வொயேஜர் 1 என்கிற நாசாவின் விண்கலம் படம் பிடித்துவிட்டது. ஆனால் முதன் முதலில் வியாழனைச் சுற்றிய முதலாவது மனிதனின் செயற்கைக்கோள் கலிலியோதான்.

வியாழனை மட்டும் ஆய்வு செய்யாமல் அதன் துணைக்கோள்களையும் கலிலியோ விண்கலம் ஆய்வு செய்ததுடன், செப்டெம்பர் 21, 2003 இல் வியாழனுடன் மோதி தனது இறுதி பரிசோதனையையும் செய்து தனது வாழ்வை முடித்துக்கொண்டது கலிலியோ விண்கலம்.

வியாழனைப் பற்றி பல்வேறு விடயங்களை கலிலியோ விண்கலம் எமக்குத் தெரிவித்தது. வளிமண்டல அமோனியா வாயுவை பூமியைத் தவிர வேறு ஒரு கோளில் முதன் முதலில் கண்டறிந்தது கலிலியோதான்.

மேலும் பூமியைவிட 100 மடங்கு சக்திவாந்த எரிமலை வெடிப்பு நிகழ்வுகள் வியாழனின் துணைக்கோள் ஐஓவில் (Io) நடைபெறுவதைக் கண்டறிந்து உறுதிப்படுத்தியது.

வியாழனின் இன்னுமொரு துணைக்கோளான யுரோப்பாவின் மேற்பரப்பு பனிப்பாறைகளுக்கு கீழே திரவநிலையில் நீர் இருப்பதற்கான ஆதாரங்களையும் கலிலியோ விண்கலம் அனுப்பியது.

வியாழனின் வளையங்கள், மற்றும் காந்தப்புலக் கோளம் ஆகியவற்றைப் பற்றியும் கலிலியோ ஆய்வு செய்தது. ஆனால் ஜூனோ விண்கலத்தின் நோக்கம் கலிலியோவின் நோக்கத்தைவிட மாறுபட்டது. அதுவே ஜூனோ விண்கலத்தின் சிறப்பிற்கும், அதன் சிக்கலான விண்ணியல் திட்டத்திற்கும் அடிப்படையாகும்.

ஜூனோ விண்கலம்

சூரியன் உருவாகி சில மில்லியன் வருடங்களில் வியாழனும் உருவாகியிருக்க வேண்டும் என்பது ஆய்வாளர்களின் ஒருவிதக் கருத்து. சூரியன் உருவாவதற்குக் காரணமாக இருந்த நெபுலாவின் வாயுக்கலவையில் இருந்து வியாழன் உருவாகியதால், சூரியத் தொகுதியின் மூலத்தைப் பற்றிய குறிப்புக்கள் வியாழனில் இருக்கலாம்.

சூரியன் உருவாகிய போது வெளிநோக்கி உருவாகிய புயல், சூரியத் தொகுதியின் பிறப்பிற்குக் காரணமான மூல நெபுலாவின் வாயுவை வெளிநோக்கிச் சிதறடித்துவிட்டது. ஆகவே பின்னர் உருவாகிய கோள்களில் மூல நெபுலாவின் கட்டமைப்பு மூலகங்களில் சொற்ப அளவே இருந்தது எனலாம். ஆனால் வியாழன் கிட்டத்தட்ட சூரியனின் அதே வாயுக்கட்டமைப்பைக் கொண்டிருப்பதால் (அதனுடன் மேலும் சில மூலகங்கள் – கார்பன், நைட்ரோஜன் போன்றவை), மூல நெபுலாவின் வாயுக்கள் அதிகளவு இருந்த காலப்பாதியிலேயே வியாழனும் உருவாகியிருக்கவேண்டும்.

மேலும் பூமிக்கு மிக அருகில் இருக்கும் வாயு அரக்கன் வியாழன் என்பதனால், இதனைப் பற்றி ஆய்வு செய்து தெளிவடைவதன் மூலம், வேறு விண்மீன்களைச் சுற்றிவரும் வாயு அரக்கர்களின் பிறப்பு மற்றும் அவற்றின் கூர்ப்பு என்பவற்றை நாம் அறிந்துகொள்ள வசதியாக இருக்கும்.

மேலும் ஏற்கனவே மேலே கூறியது போல வியாழனில் இருக்கும் “பாரமான” மூலகங்களைப் பற்றிய பூரணமான தகவல்கள் எமக்குக் கிடைத்தால், வியாழனின் தோற்றம் பற்றிய கோட்பாடுகளை உறுதிப்படுத்திக்கொள்ள முடிவதுடன் சூரியத் தொகுதி பற்றியும் அறிந்துகொள்ள முடியும்.

சரி ஜூனோ எப்படி இவற்றை எல்லாம் அறியப்போகிறது என்று பார்க்கலாம் வாருங்கள்.

பூமியில் இருந்து பாரிய தொலைநோக்கிகளைப் பயன்படுத்தி வியாழனை நாம் பார்த்து ஆய்வு செய்தாலும், வியாழனைப் பற்றி தெரிந்ததை விட தெரியாத விடயங்கே அதிகம். ஆனால் நமக்குத் தெரிந்த முக்கியமான விடயங்களில் ஒன்று வியாழனில் 99% ஹைட்ரோஜன் மற்றும் ஹீலியம் காணப்படுகிறது, மற்றைய 1% தான் என்னவென்று சரியாகத் தெரியவில்லை!

மேலும் வியாழனின் காந்தப்புலமும் காந்தப்புலக் கோளமும் மிகச் சக்திவாந்த்து. பூமியின் காந்தப்புலத்தைப் போல அண்ணளவாக 20,000 மடங்கு சக்திவாந்த காந்தப்புலத்தை வியாழன் கொண்டுள்ளது. சூரியப் புயல் ஒரு கோளை வந்தடைவதை தடுப்பது இந்தக் காந்தப்புலக்கோளம் தான்! வியாழனைப் பொறுத்தவரை சூரியப் புயலின் மூலம் வரும் மின்னேற்றமுள்ள அணுத்துணிக்கைகளை வியாழனில் இருந்து 3 மில்லியன் கிமீ தொலைவிலேயே தடுக்கிறது வியாழனின் காந்தப்புலக் கோளம்!

வியாழனின் காந்தப்புலக் கோளம்

இதிலும் ஒரு சிக்கல் இருக்கிறதே! வியாழனுக்கு எப்படி இவ்வளவு சக்திவாந்த காந்தப்புலம் இருக்கிறது என்றும் எம்மால் சரியாக கணிக்க முடியவில்லை. வீரியமான காந்தப்புலம் இருக்க வியாழனின் மையப்பகுதி உலோகத்தால் ஆக்கப்பட்டிருக்கவேண்டும். ஆனால் வியாழனின் அகக்கட்டமைப்பில், அதன் மையத்தில் தின்மப்பகுதி இருக்கிறதா இல்லையா என்று எமக்குத் தெரியாது, எம்மிடம் இருப்பதெல்லாம் கோட்பாடுகள் மட்டுமே.

ஆகவே இந்த மாதிரியான பிரச்சினைகள், புதிர்களுக்கு விடைகானவே ஜூனோ வியாழனை நோக்கி தனது பயணத்தைத் தொடங்கியது. வியாழனில் அது ஆய்வு செய்யவிருக்கும் விடயங்கள் இதோ…

நீருக்கான தேடல்

வின்னியலைப் பொறுத்தவரை ஆவர்த்தன அட்டவணையில் ஹைட்ரோஜன், ஹீலியம் ஆகிய மூலகங்களை விட அணுவெண் கூடிய மூலகங்களை “பாரமான” மூலகங்கள் என அழைக்கிறோம்.

இந்தப் பிரபஞ்சத்தைப் பொறுத்தவரை அதிகளவில் காணப்படும் மூலகம் ஹைட்ரோஜன், அதற்கு அடுத்ததாக ஹீலியம். மூன்றாவதாக அதிகளவில் காணப்படும் மூலகம் ஆக்ஸிஜன் ஆகும். மேலும் இதன் பொதுவான கட்டமைப்பு ஹைட்ரோஜனுடன் சேர்ந்து நீராகக் காணப்படுகிறது.

ஆகவே வியாழனின் “பாரிய” மூலகங்களின் மொத்த அளவில் பாதிக்கும் அதிகமாக ஆக்ஸிஜன் காணப்படவேண்டும் என்று ஆய்வாளர்கள் கருதுகின்றனர். இன்னும் தெளிவாகக் கூறினால், பூமியின் திணிவைப் போல 20 மடங்கு ஆக்ஸிஜன் வியாழனில் இருக்கவேண்டும் என்பது ஆய்வாளர்களின் கணிப்பு.

வியாழனின் மையப்பகுதியில் இருக்கும் முடிச்சு என்ன?

இதுவரை நாம் செய்த ஆய்வுகளின் அடிப்படையில், வியாழனின் மையப்பகுதியில் நிச்சயம் திண்மப் பிரதேசம் இருக்கவேண்டும் என்றே விஞ்ஞானிகள் கருதுகின்றனர். ஆனாலும் இன்றுவரை எம்மால் இதனைப் பரிசோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்த முடியவில்லை. மேலும் இப்படி திண்மமான மையப்பகுதி இருந்தாலும் அது, மேற்பரப்பு கொண்ட ஒரு திண்மக் கோளமாக இருக்குமா? அல்லது வியாழனின் வாயுக் கட்டமைப்பின் அடத்தி அதிகரித்து படிப்படியாக அப்படியே மையத்தில் திண்மமாக மாறிவிட்டதா என்றும் கண்டறியவேண்டிய அவசியம் உள்ளது.

வியாழனின் உருவாக்கம் பற்றிக் கூறும் பல்வேறு கோட்பாடுகள் பல்வேறுபட்ட விதத்தில் வியாழனின் மையப்பகுதியைப் பற்றிச் சொல்கின்றன. சில கோட்பாடுகளின் படி வியாழனின் மையப்பகுதி பூமியைப் போல மூன்று மடங்கில் இருந்து இருபது மடங்குவரை திணிவானதாக இருக்கலாம் என்றும் சொல்கின்றன. ஆகவே வியாழனின் அகக்கட்டமைப்பைப் பற்றி அறிவதன் மூலம் பிழையாக கோட்பாடுகளைக் களையமுடியும்.

மேலும் அடுத்ததாக இருக்கும் ஒரு முடிச்சு, வியாழனின் மேற்பரப்பில் தெரியும் அழகான கோடுகளும், ஆபத்தான புயல்களும். “பெரிய சிவப்புப் புள்ளி” என அழைக்கப்படும் 300 வருடங்களுக்கும் மேலாக வீசிக்கொண்டிருக்கும் புயல் எப்படி அவ்வளவு உக்கிரமாக வீசுகிறது? அதற்கான சக்தி வியாழனின் உட்பகுதியில் இருந்து வருகிறதா அல்லது மேற்பரப்பு காலநிலை மாற்றங்களால் இப்படியான அமைப்புக்கள், புயல்கள் உருவாகின்றனவா என்ற கேள்விக்கும் பதில் தேவைப்படுகிறது.

ஜூனோ விண்கலத்தின் மூலமாக முதன் முறையாக தெளிவாக வியாழனின் அடர்த்தியான மேகங்களுக்குக் கீழே உள்ள கட்டமைப்பை எம்மால் தெளிவாக ஆய்வு செய்ய முடியும்.

வியாழனின் சக்திவாய்ந்த காந்தப் புலம் பற்றிய ஆய்வு

வியாழன் மிகப் பெரியது என்பதால், அதன் மையைப் பகுதியில் அழுத்தம் மிக மிக அதிகமாகக் காணப்படும், இந்த அதிகளவான அழுத்தம், உக்கிரமான வெப்பநிலையை அங்கு தோற்றுவிக்கும்.

ஆய்வாளர்கள் இப்படியான அதிக அழுத்தமுள்ள வெப்பநிலை கொண்ட நிலையை பூமியில் பரிசோதனைக் கூடத்தில் உருவாக்கி (செக்கனில் ஒரு துளி அளவு நேரத்திற்கு மட்டுமே!) ஆய்வுகளை நடத்தியுள்ளனர். அதன் மூலம் கிடைக்கப்பெற்ற தரவுகளின் படி, அதிகளவான அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை, வியாழனின் மையப்பகுதியில் இருக்கும் ஹைட்ரோஜன் வாயுவை மின்சாரத்தைக் கடத்தவல்ல திரவ ஹைட்ரோஜனாக (மெட்டாலிக் ஹைட்ரோஜன்) மாற்றியிருக்கவேண்டும் என்று எம்மால் கருதமுடியும். இந்த மின்னைக்கடத்தும் பண்புகொண்ட ஹைட்ரோஜனே வியாழனின் அளவுகடந்த காந்தப்புலத்திற்கு காரணம் என ஆய்வாளர்கள் கருதுகின்றனர்.

மெட்டாலிக் ஹைரோஜன் எனப்படுவது மிகவும் விசித்திரமானது என்பதனால் அதனைப் பற்றி எமக்கு பல விடயங்கள் தெரியாது என்றே கூறலாம். ஆகவே இதனால் தான் வீரியமான காந்தப்புலம் வியாழனில் உருவாக்கி உள்ளது என்று முழுமையாகக் கூறிவிடமுடியாது. சிலவேளைகளில், பூமியில் எப்படி காந்தப்புலம் உருவாகியுள்ளதோ, அதனைப் போலவே வியாழனிலும் உருவாகி இருக்கலாம். அல்லது இன்னொரு படி மேலே சென்று, சூரியனில் எப்படி காந்தப்புலம் உருவாகியுள்ளதோ அதனைப் போல வியாழனிலும் உருவாகியிருக்கலாம். இதனைப் பூரணமாக மற்றும் தெளிவாகத் தெரிந்துகொள்ள, நாம் வியாழனின் காந்தப்புலத்தின் பண்புகளை அறிந்துகொள்வதுடன், வியாழனின் அகக்கட்டமைப்பையும் தெரிந்துகொள்ள வேண்டும்.

ஜூனோ, வியாழனின் காந்தப்புலக்கோளத்தை அளவிட்டு, கால இடைவெளிகளில் அது எப்படியெல்லாம் மாற்றமடைகிறது என்று கண்காணிக்கும். இதன் மூலம் காந்தப்புலத்தின் பண்புகளை நாம் அறிந்துகொள்ளலாம்.

மேலும் சூரியனில் இருந்துவரும் ஏற்றமுள்ள அணுத்துணிக்கைகள் வியாழனின் காந்தப்புலத்தால் கவரப்பட்டு, வியாழனின் வடதுருவம் மற்றும் தென்துருவம் ஆகிவற்றுக்கு கடத்தப்படும், அவ்வேளையில் பூமியில் உருவாகும் அரோரா போலவே ஆனால் மிகவும் சக்திவாய்ந்த ஆரோராக்கள் வியாழனின் துருவங்களில் உருவாகும். ஜூனோ, இந்த அரோரா மற்றும் ஏற்றமுள்ள துணிக்கைகளை அளப்பதற்கான கருவிகளைக் கொண்டிருப்பதால், இந்த நிகழ்வுகளில் போது அவற்றை அளந்து வியாழனின் காந்தப்புலம் எப்படி ஏற்றமுள்ள அணுத்துணிக்கைகளுடன் தாக்கம் புரிகின்றது என்று நாம் அறிந்து கொள்வதற்கான தகவல்களை எமக்குத் தரும்.

நாசாவின் சந்திரா எக்ஸ்கதிர் தொலைநோக்கியால் எடுக்கப்பட்ட படம் + கட்புலனாகும் ஒளியில் எடுக்கப்பட்ட படம் என்பவற்றின் கூட்டு. படம்: NASA/CXC/SwRI/R.Gladstone et al. and NASA/ESA/Hubble Heritage (AURA/STScI)

சரி, இப்படியான ஆய்வுகளை செய்ய ஜூனோ எப்படிப்பட்ட கருவிகளைக் கொண்டுள்ளது என அடுத்ததாகப் பார்க்கலாம்.

துருவத்தை நோக்கிய பயணம்

சிக்கலான பொறிமுறைக் கட்டமைப்பைக் கொண்ட ஜூனோ விண்கலத்தின் “விண்கலப்” பாகம் Lockheed Martin என்கிற நிறுவனத்தால் நாசாவின் ஆணைக்கிணக்க தயாரிக்கப்பட்டது. ஆனால் அதற்கும் பயன்படுத்திய பாகங்கள் உலகில் உள்ள பல்வேறு ஆய்வு நிறுவனங்களில் இருந்து கொண்டுவரப்பட்டது. அமெரிக்காவின் புளோரிடா மாநிலத்தில் உள்ள Kennedy Space Center இல் பொருத்தப்பட்ட ஜூனோ விண்கலம் அட்லஸ் V என்கிற ராக்கெட் மூலம் ஆகஸ்ட் 5, 2011 இல் விண்ணுக்கு ஏவப்பட்டது.

நீண்ட தூரப் பயணம் என்பதாலும், வியாழனின் கதிர்வீச்சுப் பட்டியினுள் ஜூனோ விண்கலம் வியாழனைச் சுற்றிவரப் போவதாலும் ஜூனோ விண்கலத்தில் இருக்கும் ஒவ்வொரு விஞ்ஞானச் சாதனங்களும் பல முறை பரிசோதிக்கப்பட்டு பாதுகாப்பான முறையில் ஜூனோ விண்கலத்தில் இணைக்கப்பட்டது.

ஜூனோ விண்கலம்தான் முதன் முதலில் “வாயு அரக்கன்” வகை கோள் ஒன்றை “துருவச் சுற்றுகை” மூலம் சுற்றிவரும் விண்கலமாகும் – துருவச் சுற்றுகை என்றால், விண்கலம் வடக்குத் தெற்காக அல்லது தெற்கு வடக்காக ஒரு கோளைச் சுற்றிவருதல்.

ஒரு கோளினைப் பற்றி தெளிவாக ஆராய்வதற்கு உகந்த சுற்றுகை துருவச் சுற்றுகையாகும். பூமியைப் பற்றி ஆய்வுகள் செய்யும் செய்மதிகள் கூட துருவச் சுற்றுகை மூலமே பூமியைச் சுற்றிவந்து தரவுகளை சேகரிக்கிறது.

மேலும் இதுவரை வெளிச் சூரியத் தொகுதிக்குச் சென்ற முதலாவது சூரிய சக்தியால் இயங்கும் விண்கலமும் ஜூனோ தான்! – வெளிச் சூரியத் தொகுதி என்பது, செவ்வாயின் சுற்றுகைப் பாதைக்கு (அல்லது சிறுகோள் பட்டிக்கு [asteroid belt] வெளியே) வெளியே உள்ள பிரதேசமாகும். ஏன் இதுவரை அனுப்பிய எந்தவொரு விண்கலமும் சூரிய சக்தியால் இயக்கப்படவில்லை என்றால், வியாழன் போன்ற வெளிச் சூரியத்தொகுதியில் இருக்கும் விண்பொருட்கள் சூரியனில் இருந்து மிகத் தொலைவில் இருப்பதால் சூரியச் சட்டங்களால் போதுமான மின்சாரத்தை உருவாக்க முடிந்ததில்லை – அப்படியென்றால் ஜூனோக்கு மட்டும் எப்படி சாத்தியம்? பார்க்கலாம்.

ஜூனோவின் கட்டமைப்பு

பூமியில் விழும் சூரிய ஒளியுடன் ஒப்பிடும் போது வியாழனில் 25 இல் 1 பங்கு மட்டுமே விழும், காரணம் தூரம். இதனால் ஜூனோவின் சோலார் பட்டிகள் மிகப் பெரிதாகவும் புதிய தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி வினைத்திறனாகவும் தொழிற்படும் வண்ணம் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. ஜுனோவில் உள்ள மூன்று சோலார் பட்டிகளிலும் 18000 சோலார் கலங்கள் உண்டு. பூமியில் இவை 2000 வாட் சக்தியை பிறப்பிக்கும். ஆனால் வியாழன் தொலைவில் இருப்பதால் அங்கு இது 420 வாட் சக்தியை மட்டுமே பிறப்பிக்கும். இது மிகச் சொற்ப அளவே என்றாலும், மின்சக்தியை மிகுந்த வினைத்திறனுடன் கையாளும் வண்ணம் ஜூனோவின் விஞ்ஞானக் கருவிகள், மற்றும் தொடர்பாடல் சாதனங்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன.

 

படம்: NASA/JPL-Caltech

 

அடுத்ததாக மிக உக்கிரமான கதிர்வீச்சில் இருந்து ஆய்வுக்கருவிகளை பாதுகாக்கும் பொருட்டு, விசேடமாக தயாரிக்கப்பட்ட பெட்டகத்தைக் கொண்டுசெல்லும் முதலாவது விண்கலமும் ஜூனோ தான்.

ஜூனோவின் உடல் கார்பன் சேர்ந்த கூட்டுப் பொருளால் அறுகோண அமைப்பில் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. அதில் மூன்று பெரிய சோலார் பட்டைகள் சரிசமமான கோணங்களில் மூன்று திசைகளில் விரிந்தவாறு வைக்கப்பட்டுள்ளது. விரிந்த நிலையின் ஜூனோ 20 மீட்டருக்கும் அதிகமான குறுக்களவைக் கொண்டிருக்கும், மேலும், சம கோணத்தில் மூன்று சோலார் பட்டிகளும் அமைக்கப்பட்டிருப்பது, ஜூனோவின் சுழற்சியை சமநிலைப்படுத்த உதவும்.

அனேகமாக எல்லா விஞ்ஞானச் சாதங்களும், மூன்று சோலார் பட்டிகளுக்கும், மத்திய உடலுக்கும் நடுவில் வைக்கப்பட்டுள்ளன. ஜூனோவின் மின்னணுச் சாதங்கள், பாதுகாப்பாக டைட்டானியம் பெட்டகத்தினுள் வைக்கப்பட்டுள்ளது.

ஜூனோ வியாழனைச் சுற்றும் பகுதியானது மிகுந்த கதிர்வீச்சு கொண்ட பகுதியாகும், மேலும் சுற்றுகையின் போது வெப்பநிலை மிக அதிகளவில் இருந்து மிக மிகக் குறைந்தளவு வரை செல்லக்கூடும். ஆகவே இப்படியான வேறுபட்ட காலநிலையில் இருந்து விண்கலத்தையும் விண்கலத்தில் உள்ள விஞ்ஞானக் கருவிகளையும் பாதுகாக்கவேண்டியது மிக முக்கியம்.

இதற்குத் தீர்வாக ஜூனோ பளபளப்பான ஒரு போர்வையைகொண்டுள்ளது. இது ஜூனோவின் மீது மோதும் சிறிய வின்கற்களிடம் இருந்து ஜுனோவை பாதுகாப்பது மட்டுமன்றி, வியாழனின் காந்தப்புலத்தால் உருவாகும் மின் ஏற்றமுள்ள துணிக்கைகள் ஜூனோவின் மின்னணுச் சாதனங்களை பாதிப்பதில் இருந்தும் தடுக்கிறது.

பூமியுடன் தொடர்பாடல் முறை

ஆழ் விண்வெளி வலைபின்னல் (Deep Space Network) மூலமாக ஜூனோ பூமிக்கு தகவல்களை அனுப்பும், அதேபோல பூமியில் இருந்தும் ஜுனோவிற்கு தகவல்களை அனுப்பமுடியும். இதற்கு 70 மீட்டார் விட்டம் கொண்ட பூமியில் இருக்கும் DSN அண்டனாக்கள் பயன்படும். உலகில் அமெர்க்கா, ஸ்பெயின் மற்றும் அவுஸ்திரேலியா ஆகிய இடங்களில் DSN அண்டனாக்கள் உண்டு – இதற்குக் காரணம் பூமி தன்னைத் தானே சுற்றுவதால், எப்போதும் எதாவது ஒரு பகுதியில் இருக்கும் அண்டனாக்கள் குறிந்த விண்கலத்துடன் தொடர்பில் இருக்கும்.

அதுமட்டுமல்லாது ஜூனோவின் மூளையான மத்திய கட்டுப்பாட்டகம் C&DH (Command & Data handling subsystem) என அழைக்கப்படுகிறது. இந்தக் கணனியே ஜூனோ விண்கலத்தின் மொத்தக் கட்டுப்பாடு மற்றும் தகவல்ப் பரிமாற்றம் என்பவற்றை கண்காணிப்பதுடன், ஜூனோ விண்கலத்தின் பாதுகாப்பு மற்றும் ஆரோக்கியம் என்பவற்றையும் தானியங்கியாக கட்டுப்படுத்தக் கூடியதாகும். மேலும் விண்கலத்தில் பிரச்சினைகள் ஏற்படும் போது விண்கலத்தை பாதுகாப்பான நிலைக்கு கொண்டுவருவதுடன், பூமியில் இருந்து மேலதிக தகவல்கள் வரும்வரை காத்திருக்கும்.

தகவல் சேகரிப்பில் ஏற்படும் பிழைகளை தானியங்கியாக திருத்திக்கொள்ளும் திறமைவாய்ந்த இந்தக் கணணி,உங்கள் வீட்டு லேப்டாப் கணணியை விடத் திறன் குறைந்ததாகும்!

ராக்கெட் எஞ்சின் மற்றும் பீச்சுவிசைக் கட்டுப்படுத்திகள்

விண்வெளியில் நிலையானது என்று ஒன்றும் இல்லை, எல்லாப் பொருட்களும் இயங்கிக் கொண்டிருக்கவேண்டும்.கோள்கள் இயற்கையில் இயங்கிக்கொண்டிருக்க, செய்மதிகள் மற்றும் விண்கலங்கள் செயற்கையாக உருவாக்கப்பட்ட ராக்கெட் மூலம் உந்துசக்தியை உருவாக்கி இயங்கும்.

ஜூனோ விண்கலமும் ஒரு சைக்கில் சக்கரம் போல சுற்றிக்கொண்டே இருக்கிறது. பூமியில் இருந்து விண்ணுக்கு ஏவிய ராக்கெட்டில் இருந்து பிரியும்போது தொடங்கிய இந்தச் சுழற்சி, ஜூனோவின் வாழ்வுக்காலம் வரை தொடர்ந்துகொண்டே இருக்கும்.

இப்படியாக ஒரு மின்விசிறி போல ஜூனோ சுழன்றுகொண்டே செல்வது, இலகுவாக அதனது பயணப்பாதையை மாற்றியமைக்கவும், கட்டுப்படுத்தவும் உதவுகிறது. மேலும் ஜூனோவின் சுழற்சி வேகத்தை மாற்றியமைக்கத் தேவையான உந்து சக்தியை வழங்க ஆறு பெரிய எரிபொருள் தொட்டிகள் ஜுனோவில் உண்டு. இந்த தொட்டிகள் ஜூனோவின் மத்திய ராக்கெட் எஞ்சின் மற்றும் பீச்சுவிசைக் கட்டுப்படுத்திகளுடன் (thrusters) இணைக்கப்பட்டுள்ளன.

மத்திய ராக்கெட் எஞ்சின் வியாழனை நோக்கி ஜூனோ செல்லும் பாதையை கட்டுப்படுத்தவும், வியாழனை ஜூனோ சென்று அடைந்தவுடன், ஜூனோவின் வேகத்தைக்குறைத்து, வியாழனைச் சுற்றிவரச் செய்யவும் பயன்படும். ஆகவே ஜுனோவை வியாழனின் செயற்கைக்கோளாக மாற்றும் ஜாம்பவான் இவர்தான்!

பீச்சுவிசைக் கட்டுப்படுத்திகள் ஜூனோவின் திசையை மாற்றியமைக்க உதவும். உதாரணமாக, அதிகளவு சூரிய சக்தியைப் பெற சூரியனை நோக்கி ஜுனோவை திருப்பவும், பூமிக்குத் தகவல் அனுப்ப பூமியை நோக்கி ஜுனோவை திருப்பவும் பீச்சுவிசைக் கட்டுப்படுத்திகள் உதவும்.

ஜூனோ hydrazine மற்றும் nitrogen tetroxide ஆகியவற்றை உந்துகைச்சக்தி செலுத்தியாகப் பயன்படுத்துகிறது. இவை பொதுவாக விண்கலங்களில் பயன்படுத்தப்படும் திரவ செலுத்திகளாகும் (liquid propellants). ஜூனோவின் பிரதான ராக்கெட் எஞ்சின்  hydrazine மற்றும் nitrogen tetroxide ஆகிய இரண்டையும் பயன்படுத்த, பீச்சுவிசைக் கட்டுப்படுத்திகள் hydrazine ஐ மட்டும் பயன்படுத்தும்.

கதிர்வீச்சுப் பாதுகாப்பு

வியாழனின் கதிர்வீச்சுப் பட்டி, சூரியத் தொகுதியில் இருக்கும் மிக உக்கிரமான ஒரு கதிர்வீச்சுப் பிரதேசமாகும். எந்தளவு கதிர்வீச்சை ஜூனோ அனுபவிக்கும் என்றால், பற்சிகிச்சைக்கான எக்ஸ்ரே படம் எடுக்கும் போது எவ்வளவு கதிர்வீச்சு கிடைக்குமோ அதேபோல 100 மில்லியன் மடங்கு!

நாம் ஏற்கனவே இந்தக் கதிர்வீச்சில் இருந்து பாதுகாக்க பாதுகாப்புப்பெட்டகத்தை ஜூனோ கொண்டுள்ளது எனப் பார்த்தோம் இல்லையா?  இந்தப் பாதுகாப்புப் பெட்டகதினுள் கூட 120,000 பற்சிகிச்சை எக்ஸ்ரேக்கு சமமான கதிர்வீச்சு கிடைக்கும். இந்தளவு கதிர்வீச்சு வழமையாக ஒரு கோளை சுற்றிவரும் விண்கலத்திற்கு கிடைக்கும் கதிர்வீச்சின் அளவாகும். உதாரணத்திற்கு செவ்வாயைச் சுற்றிவரும் விண்கலங்களுக்கு இந்தளவு கதிர்வீச்சு கிடைக்கிறது.

சரி அடுத்ததாக ஜூனோவின் விஞ்ஞானக் கருவிகளைப் பற்றிப் பார்க்கலாம்.

ஜூனோவின் ஆய்வுகூடம்

ஜூனோ விண்கலம் முக்கியமாக ஒன்பது வேறுபட்ட விஞ்ஞானக் கருவிகளைக் கொண்டுசெல்கிறது.

1. Gravity Science
2. JADE
3. JEDI
4. JIRAM
5. Juno Cam
6. Magnetometer
7. Microwave Radiometer
8. UVS
9. WAVES

இவை ஒவ்வொன்றைப் பற்றியும் தனித்தனியாகப் பார்க்கலம்.

Gravity Science

இந்த Gravity Science பரிசோதனை மூலம், வியாழனின் ஈர்ப்பு விசை பற்றி அறியக் கூடியதாக இருப்பதுடன், வியாழனின் உள்ளகப் பகுதிகள் பற்றியும் அறிந்துகொள்ள முடியும். இதன் மூலம் வியாழனின் மையப்பகுதில் எப்படியான கட்டமைப்பு காணப்படுகிறது என்றும் எம்மால் உறுதிப்படுத்திக்கொள்ள முடியும்!

வியாழனின் உட்கட்டமைப்பில் இருக்கும் மாறுபாடுகள், அதனது ஈர்ப்புவிசையில் சிறிய ஆனால் கண்டறியக் கூடியளவு மாற்றத்தை உருவாக்கும். இந்த ஈர்ப்புவிசை மாற்றம் ஜூனோ விண்கலத்தின் சுற்றுப் பாதையில் சிறிய மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும். ஆகவே பூமிக்கு ரேடியோ அலைகளைப் பயன்படுத்தி ஜூனோ தகவல்களை அனுப்பும் போது, அந்த அலைகளின் அலைநீளம் மிகச் சொற்பமாக மாற்றமடையும். இந்த அலைநீள மாற்றம் டாப்ளர் விளைவு (Doppler effect) எனப்படுகிறது. (எனது தளத்தில் டாப்ளர் விளைவு பற்றியும் அலைநீள மாற்றம் பற்றியும் பல்வேறு கட்டுரைகளில் மிகத் தெளிவாக பார்த்துவிட்டதால் அதனைப் பற்றி இங்கே நான் விளக்கமாக குறிப்பிடவில்லை. கருந்துளைகள் கட்டுரைத் தொடரை வாசிப்பதன் மூலம் மேலும் பல தகவல்களை நீங்கள் அறிந்துகொள்ளலாம்.)

இந்த அலைநீள மாற்றத்தைக் கண்டறிய ஜூனோ விண்கலம் ரேடியோ கருவியைக் கொண்டுள்ளது, இது ரேடியோ அலையில் X பட்டியில் தொழிற்படும். X பட்டி ரேடியோ அலைகள் எனப்படுவது 3 சென்டிமீட்டர் அலைநீளம் கொண்ட ரேடியோ அலைகளாகும்.

ஜூனோவில் இருந்து வரும் இந்த சிக்னல்களுக்கு பூமியில் இருக்கும் DSN இல் இருக்கும் ரேடியோக் கருவி மீண்டும் ஒரு பதில் சிக்னலை அனுப்பி வைக்கும். இப்போது இந்த இரண்டு சிக்னல்களுக்கும் இடையிலான அலைநீள வேறுபாட்டைக் கண்டறிய முடியும். இதன் மூலம் ஜூனோ எந்தளவுக்கு வியாழனை நோக்கியோ (ஈர்ப்பு விசை கூடிய இடத்தில்) அல்லது வியாழனை விட்டோ (ஈர்ப்பு விசை குறைந்த இடத்தில்) இடம்பெயர்கிறது என்று துல்லியமாகக் கண்டறியமுடியும்.

இந்தன் துல்லியத் தன்மையை மேலும் அதிகரிக்க Ka-பட்டியிலும் இதே தொழிற்பாடு இடம்பெறுகிறது, ஆனால் Ka-பட்டி 1 சென்டிமீட்டர் அலைநீளம் கொண்ட ரேடியோ அலைகளாகும்.

JADE – Jovian Auroral Distribution Experiment

வியாழனில் உருவாகும் சக்திவாந்த ஆரோராக்களை ஆய்வு செய்யப்போகும் பரிசோதனை இதுவாகும். மேலும், வியாழனின் காந்தப்புலக் கோளத்தின் முப்பரிமாணப் படத்தினை உருவாக்குவதற்கும் இது உதவிசெய்யும்.

JADE இல் நான்கு உணரிகள் உண்டு, அதில் மூன்று உணரிகள் ஜூனோ விண்கலத்தைச் சுற்றியுள்ள இலத்திரன்களை கண்டறிய உதவும் அதேவேளை, நான்காவது உணரி நேர் ஏற்றமுள்ள ஹைட்ரோஜன், ஆக்ஸிஜன், சல்பர் அயன்களை கண்டறிய உதவும். இந்த சல்பர் அயன்கள் வியாழனின் துணைக்கோளான Io வின் எரிமலை வெடிப்பில் இருந்து விண்வெளி நோக்கி பீச்சி எறியப்பட்டவை.

மேலும் வியாழனின் துருவப் பகுதிக்கு மேலாக அதாவது ஆரோராவிற்கு மேலாகவே ஜூனோ செல்லும் போது, 50 km அளவுள்ள சிறிய கட்டமைப்பைக்கூட ஜுனோவால் படம்பிடிக்க முடியும். இங்கு நீங்கள் கவனிக்க வேண்டியது, வியாழனின் துருவத்தில் உருவாகும் ஆரோராக்கள் ஆயிரக்கணக்காக கிமீ வரை பரந்து காணப்படும். ஆகவே 50 km போன்ற சிறிய கட்டமைப்பைக் கூட தெளிவாக ஆய்வு செய்வதன் மூலம் பல நுண்ணிய தகவல்கள் எமக்குக் கிடைக்கும்!

இதுமட்டுமல்லாது வியாழனின் துருவத்தில் இருந்து வெளியேறும் ஏற்றமுள்ள அணுத்துணிக்கைகளைக் கூட JADE ஆய்வு செய்யும்.

JEDI – Jupiter Energetic Particle Detector Instrument

விண்வெளியில் உலாவரும் சக்திவாந்த அணுத்துணிக்கைகள் வியாழனின் காந்தப்புலத்தில் எப்படி தாக்கமுறும் என்று அளவிடும் கருவியாகும். மின்னேற்றமுள்ள இலத்திரன்கள் மற்றும் அயன்கள் வியாழனின் காந்தப்புலத்தால் கவரப்படும். இவை பின்னர் வியாழனின் துருவங்கள் நோக்கிய காந்தப்புலக் கோடுகள் மூலம் வியாழனின் துருவங்களை நோக்கிக் கொண்டுசெல்லப்படும்.

இப்படியாக துருவங்களை அடைந்த ஏற்றமுள்ள துணிக்கைகள் வியாழனின் வளிமண்டலத்தில் இருக்கும் அணுக்களுடன் தாக்கமடைந்து அழகிய சக்திவாந்த ஆரோராக்களை உருவாக்கும்.

JEDI ஏற்றமுள்ள அணுக்களின் சக்தியின் அளவு மற்றும் அவை செல்லும் திசைகளை அளவெடுக்கும். மேலும் ஜுனோவில் இருக்கும் மற்றைய கருவிகளைக் கொண்டு ஆய்வு செய்யப்படப்போகும் காந்தப்புலக்கோளத்தின் வீரியம் என்பவற்றைக் கொண்டு எப்படி வியாழனில் ஆரோராக்கள் உக்கிரமாக உருவாகின்றன என்றும் அறிந்துகொள்ள உதவும்.

JIRAM – Jovian Infrared Auroral Mapper

வியாழனின் ஆரோராக்களையும் அதனைச் சுற்றியுள்ள வளிமண்டலத்தைப் பற்றியும் ஆய்வு செய்யும் கருவியாகும். JIRAM வியாழனின் வளிமண்டலத்திற்கு கீழே 50-70 கிமீ வரையான ஆழமான பகுதியையும் ஆய்வு செய்யும், இந்தப் பகுதியின் அழுத்தம் பூமியின் கடல் மட்ட அழுத்தத்தை விட 5 தொடக்கம் 7 மடங்கு அதிகமாகும்!

JIRAM இல் இரண்டுவிதமான கருவிகள் உண்டு. ஒன்று காமரா, மற்றயது நிறமாலை மானி (spectrometer). காமரா அகச்சிவப்பு அலைநீளத்தில், அதுவும் குறிப்பாக இரண்டு தொடக்கம் ஐந்து மைக்ரோன் (மைக்ரோன் – ஒரு மீட்டரில் மில்லியனில் ஒரு பங்கு) அலைநீளத்தில் படங்களை எடுக்கும். நிறமாலை மானி, அரியம் போல வேறுபட்ட அலைநீளங்களை தனித்தனியாக பிரிக்கும்.

மேலும் ஆரோராவை படமெடுக்கும் போது, 3.4 மைக்ரோன் அலைநீளத்தில் இந்தக் காமரா படமெடுக்கும். இதற்குக் காரணம், 3.4 மைரோன் அலைநீளத்தில் தான் துருவங்களில் காணப்படும் ஹைட்ரோஜன் அயன்கள் ஒளியை/மின்காந்த அலையை வெளியிடுகின்றன. மேலும் இந்தப் பகுதியில் காணப்படும் வளிமண்டல மீதேன் வாயு இதே அலைநீளத்தில் தான் ஒளியை உறிஞ்சுகிறது. ஆகவே அரோரா ஏற்படும் பிரதேசத்திற்குக் கீழே, இருளாகக் காணப்படும். இந்த இருளின் காரணமாக அதன் மேலே தோன்றும் அரோரா மிகவும் பிரகாசமாகத் தெரியும்.

ஆரோராக்களை மட்டும் ஆய்வு செய்யாமல், வியாழனின் வளிமண்டலத்தில் இருக்கும் இடைவெளிகளைக் கூட JIRAM ஆய்வு செய்யும். இதன் போது, நீர் மூலக்கூறுகளைக் கொண்ட மேகங்கள் எப்படி இப்படியான இடைவெளிகளைச் சுற்றி சுழல் போல உருவாகின்றன என்றும் கண்டறியலாம். வியாழனின் வளிமண்டலத்தில் காணப்படும் மீதேன், நீர், அமோனியா மற்றும் போஸ்பேன் ஆகிய மூலக்கூறுகள் குறிப்பிட்ட அலைநீளம் கொண்ட அகச்சிவப்புக் கதிர்களை உறிஞ்சிக்கொள்ளும் தன்மை கொண்டவை.

ஆகவே JIRAM இல் இருக்கும் நிறமாலை மானி, வியாழனில் இருந்து வெளிப்படும் அகச்சிவப்புக் கதிர்வீச்சின் அலைகளை பிரிக்கும் போது, சில அலை நீளங்கள் விடுபடும் (மீதேன், நீர், அமோனியா மற்றும் போஸ்பேன் ஆகிய மூலக்கூறுகள் உறிஞ்சிய அலைநீளங்கள்). இதனை வைத்துக்கொண்டு வியாழனின் வளிமண்டலத்தில் இருக்கும் வாயுக்களின் கட்டமைப்பை கண்டறியமுடியும்.

JIRAM கருவியை இத்தாலிய விண்வெளிக் கழகத்தின் சார்பாக இத்தாலிய தேசிய வானியற்பியல் கழகம்உருவாக்கியது.

Juno Cam

கட்புலனாகும் ஒளியலையில் வியாழனின் மேகங்களை படம் பிடிக்க உருவாக்கப்பட காமரா இதுவாகும். பரந்த பார்வையைக் கொண்ட இந்தக் காமரா, வெறும் கண்களால் வியாழனின் மேலே பறந்துகொண்டே நாம் பார்த்தால் வியாழன் எப்படித் தெரியுமோ அதனைப் போல இதன் மூலம் எம்மால் பார்க்க முடியும்.

ஜூனோ ஒரு நிமிடத்திற்கு சில முறை (இரண்டு அல்லது மூன்று முறை, தேவைக்கு ஏற்றாப் போல அதனை அதிகரித்தோ குறைத்துக் கொள்ளவோ முடியும்) தன்னைத்தானே சுற்றுவதால், ஒரே தடவையில் வியாழனை Juno Cam மூலம் படம் பிடிக்க முடியாது. மாறாக, Juno Cam, ஜூனோவின் சுழற்சிக்கு ஏற்ப, வரிவரியாக படங்களை எடுத்து பின்னர் கணணியின் உதவியுடன் அவற்றை ஒன்றாக தைத்து முழுப் படத்தையும் உருவாக்கும்.

மற்றைய ஆய்வுக்கருவிகளைப் போல அல்லாமல், Juno Cam, வியாழனுக்கு மிக அருகில் ஜூனோ வரும் வேளையில் மாத்திரம் படங்களை எடுக்கும். குறிப்பாக வியாழனை ஜூனோ மிக அருகில் நெருங்கும் போது வியாழனுக்கும் ஜுனோவிற்கும் இடைவெளி அண்ணளவாக 5000 கிமீ யாக இருக்கும். இக்காலப் பகுதியில் வியாழனின் மேகங்களை ஜுனோவால் தெளிவாகப் படம்பிடிக்க முடியும்.

Juno Cam பற்றிய முக்கிய விடயம் என்னவென்றால், வியாழனின் சக்திவாந்த கதிர்வீச்சுப் பட்டியில் இருக்கும் மின்னேற்றமுள்ள அணுக்கள், கமராவின் பாகங்களை செயலிழக்கச் செய்துவியும். ஆனாலும் குறைந்தது 7 முறை வியாழனை ஜூனோ சுற்றிவரும் வரையாவது இந்தக் காமரா செயலிழக்காமல் இருக்கும் என இதனை உருவாக்கியவர்கள் கருதுகின்றனர்.

மற்றுமொரு விடயம், Juno Cam காமெரா, செவ்வாய்க்குச் சென்ற கியுரியோசிட்டி தரையுளவி செவ்வாயில் இறங்கும் போது படம் பிடிப்பதற்காக உருவாக்கப்பட்ட கமெராவின் மாதிரியில் இருந்து உருவாக்கப்பட்டது. மேலும் இந்தக் காமரா பயன்படுத்தும் மென்பொருளும் செவ்வாய்க்கு செல்லும் திட்டங்களுக்காக உருவாக்கப்பட்டதே!

Juno Cam, Malin Space Science Systems எனும் நிறுவனத்தால் தயாரிக்கப்பட்டது.

Magnetometer (MAG)

ஜூனோ திட்டத்திலேயே மிகவும் முக்கியமான கருவி இது. வியாழனின் காந்தப்புலக் கோளத்தினை துல்லியமாக முப்பரிமான முறையில் உருவாக்கத் தேவையான தரவுகளை இது திரட்டும். இதன் மூலம், வியாழனின் காந்தப்புலக் கோளத்தின் கட்டமைப்பை தெளிவாக ஆய்வு செய்யக் கூடியதாக இருப்பதுடன், காந்தப்புலக் கோளம் உருவாவதற்கு வியாழனில் நடைபெறும் டைனமோ செயற்பாடு எப்படிப்பட்டது என்றும் அறிந்துகொள்ளலாம்.

ஜுனோவில் இருக்கும் மற்றைய பரிசோதனைக் கருவிகளும் இலத்திரனியல் கருவிகள் என்பதால் அவற்றுக்கும் சிறிய காந்தப்புலம் காணப்படும், எனவே MAG வியாழனின் காந்தப்புலக் கோளத்தை துல்லியமாக அளவிடும் போது இந்தக் கருவிகளில் இருந்துவரும் காந்தப்புலம் MAG இன் துல்லியத் தன்மையைப் பாதிக்கும் என்பதால், மற்றைய எல்லாக் கருவிகளையும் விடத் தூரத்தில் இந்த MAG வைக்கப்பட்டுள்ளது. அதாவது ஜுனோவில் இருக்கும் மூன்று சோலார் பட்டைகளில் ஒன்றின் முடிவில் இது பொருத்தப்பட்டுள்ளது.

MAG இன் துல்லியத் தன்மையை மேலும் அதிகரிக்க, இரண்டு MAG கருவிகளை ஜூனோ கொண்டுள்ளது. ஜூனோ விண்கலத்தின் மையத்தில் இருந்து 10 மீட்டார் தூரத்தில் ஒன்றும், 12 மீட்டார் தூரத்தில் இன்னொன்றும் உள்ளது. இந்த இரண்டு MAG கருவிகள் மூலம் பெறப்படும் தரவுகளை பொருத்திப் பார்ப்பதன் மூலம் தரவு சேகரிப்பதில் ஏற்படும் பிழைகளை திருத்திக்கொள்ள முடியும்.

MAG இரண்டு பாகங்களைக் கொண்டுள்ளது. ஒன்று Flux Gate Magnetometer (FGM), இது காந்தப் புலத்தின் வீரியம் மற்றும் திசை என்பவற்றை அளக்கும், மற்றயது Advanced Stellar Compass (ASC), இது MAG இன் திசையை சரியாகபேன உதவும்.

FGM ஐ உருவாகியது NASA Goddard Space Flight Center, அதேபோல ASC ஐ உருவாகியது டேனிஷ் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகம்.

UVS – Ultraviolet Imaging Spectrograph

இது வியாழனின் துருவங்களில் உருவாகும் ஆரோராக்களை புறவூதாக் கதிர்வீச்சில் படம்பிடிக்கும் கருவியாகும். JADE மற்றும் JEDI ஆகிய கருவிகளோடு சேர்ந்து தொழிற்படும் இந்தக் கருவி வியாழனின் காந்தப்புலக் கோளம், மற்றும் ஆரோராகள், சக்திவாய்ந்த அணுக்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு என்பவற்றை அறிய உதவும்.

UVS மூலம் 70 தொடக்கம் 205 நானோமீட்டர் அலைநீளம் கொண்ட புறவூதாக் கதிர்வீச்சை உணரமுடியும்.

WAVES

வியாழனின் காந்தப்புலக் கோளத்தில் இருக்கும் ரேடியோ மற்றும் பிளாஸ்மா அலைகளை அளக்கும் கருவியாகும். இது வியாழனின் வளிமண்டலம், காந்தப்புலம், மற்றும் காந்தபுலக் கோளத்திற்கு இடையிலான தொடர்பைப் பற்றி அறிய உதவும்.

பிளாஸ்மா – மின்னேற்றம் கொண்ட (அயன்) வாயுவாகும். இது வியாழனின் காந்தப்புலக் கோளத்தை நிரப்பியுள்ளது. இவை மின்னேற்றம் கொண்ட வாயு என்பதால், பாரிய மின் சுற்றுப்போல தொழிற்படுகிறது. ஆகவே காந்தப்புலக் கோலத்தின் ஒரு மூலையில் இடம்பெறும் நிகழ்வைக்கூட மறு மூலையில் இருக்கும்  ஜுனோவால் WAVES கருவியைப் பயன்படுத்தி அளக்கமுடியும்.

ரேடியோ மற்றும் பிளாஸ்மா அலைகள் புறச் சூரியத் தொகுதிக் கோள்களை சுற்றி இருப்பது நாம் அறிந்ததே (வியாழன், சனி, யுறேனஸ், நெப்டியூன்). ஆகவே இதற்கு முன்னர் சென்ற விண்கலங்களும் WAVES போன்ற கருவியைக் கொண்டுசென்றன.

WAVES கருவி ஐயோவா பல்கலைக்கழகத்தால் உருவாக்கப்பட்டது.

வியாழனைச் சுற்றும் ஜூனோ

2016 இல் வியாழனை அடைந்திட்ட ஜூனோ, 11 நாட்களுக்கு ஒரு முறை வியாழனை அதனது துருவங்களுக்கூடாக சுற்றிவரும். வியாழன் தன்னைத்தானே சுற்ற 10 மணித்தியாலங்கள் மட்டுமே எடுத்துகொள்ளும். இதனைச் சரியாகக் கணக்கிட்டு ஜூனோவின் சுற்றுகைக் காலம் நிர்ணயிக்கப்பட்டுள்ளது.

மேலும் ஒவ்வொரு முறை ஜூனோ வியாழனைச் சுற்றிவரும் போதும் சற்றே வேறுபட்ட வியாழனின் பகுதியைச் சுற்றிவரும், இதன் மூலம், நிர்ணயிக்கப்பட்ட 33 சுற்றுகையையும் முடிக்கும் போது வியாழனின் மொத்த மேற்பரப்பையும் ஜூனோ ஆய்வுசெய்திருக்கும்.

ஏற்கனவே மேலே பார்த்து போல ஜூனோ வியாழனுக்கு மிக அருகில் வரும் போது வியாழனுக்கும் ஜுனோவிற்கும் இடைவெளி அண்ணளவாக 5000 கிமீயாக இருக்கும். இப்படியாக வியாழனை நெருங்கி வரும் காலத்திற்கு முன்னும் பின்னும் இருக்கும் மூன்று மணி நேரங்களில்த்தான் ஜூனோவின் ஆய்வுக் கருவிகள் தகவல்களைச் சேகரிப்பதும், ஆய்வுகளில் ஈடுபடுவதும். மற்றைய நேரத்தில் பூமிக்கு சேகரித்த தகவல்களை அனுப்புதல், ஜுனோவை சரியான இயக்கப்பாதையில் வைத்த்ருப்பதர்காக பாதைச் சீர் செய்தல் நடவடிக்கைகளை மேற்கொள்தல் ஆகியவற்றை ஜூனோ பார்த்துக்கொள்ளும்.

வியாழனுடன் ஒரு இறுதி மோதல்

ஜூனோ இந்தப்பெயருக்கும் காரணம் இருக்கிறது. ஜூனோ திருமணத்திற்கும் குழந்தைப் பேற்றுக்குமான ரோமப் பெண் கடவுளாவார். மேலும் கடவுள்களுக்கு எல்லாம் அரசியும், சனியின் புதல்வியும், வியாழனின் மனைவியுமாவர்.

பழைய ரோமக் புராணக்கதைகளின் படி, மேகங்களுக்குள் ஒழிந்துகொண்ட குறும்புக்கார வியாழனின் குணத்தை, மேகங்களையும் நீக்கி கண்டறிந்த மனைவி ஜூனோ!

ஜூனோ விண்கலம் தனது 37 வது சுற்றுகையை முடித்தவுடன், தனது இறுதிப் பயணத்திற்குக் தயாராகும். நாசாவின் “கோள்கள் பாதுகாப்பு நெறிமுறைகளின்” படி திட்டத்தை முடித்துவிட்ட விண்கலங்கள் சுற்றுகைப் பாதையில் இருந்து நீக்கப்பட வேண்டும்.

அதிலும் வியாழனைப் பொறுத்தவரையில், அதனைச் சுற்றிவரும் யுரோப்பா, கலிஸ்ட்ரோ மற்றும் கனிமெட் ஆகிய துணைக்கோள்களின் பாதையில் ஜூனோ குறுக்கிடுகிறது. ஆகவே எதிர்காலத்தில் அது எதாவது ஒரு துணைக்கோளுடன் மோதும் வாய்ப்பு உண்டு.

இந்தச் சிறிய துணைக்கோள்கள் திரவ நிலையில் நீரைக்கொண்டிருப்பதாக நாம் கிடைக்கப்பெற்ற தகவல்களைக் கொண்டு நம்புகிறோம். ஆகவே இங்கே உயிரினங்கள் இருக்கலாம் (ஒரு கோட்பாட்டுப் படி), ஆகவே எதிர்காலத்தில் ஜூனோ இப்படியான துணைக்கோளுடன் மோதுவதால், ஜூனோ விண்கலத்தில் இருக்கும் பாகங்கள், குறிப்பாக உந்துகைச் சக்திக்கான எரிபொருட்கள் அந்தக் கோள்களின் மேற்பரப்பிற்கு கீழே உள்ள திரவநிலைக் சமுத்திரத்தில் இருக்கும் உயிரினங்களுக்கு (இருந்தால்!) ஆபத்தாக மாறிவிடக்கூடிய வாய்ப்புள்ளது.

ஆகவே வியாழனில் ஜுனோவை முறைப்படியாக மோதிவிடுவதன் மூலம், இப்படியான எதிர்காலச் சிக்கல்களை தவிர்க்கமுடியும்.

ஜூனோவின் 37 வது சுற்றுகைக்குப் பிறகு, ஜூனோவின் வேகம் 75 m/s ஆகக் குறைக்கப்படும், இது வியாழனின் ஈர்புவிசைக்குள் ஜுனோவை விழவைக்கும். வியாழனின் அடர்த்தியான மேகங்களுக்குள் ஜூனோ சென்று எரிந்துவிடும்.

இந்த நிகழ்வு பெப்ரவரி 20, 2018 இல் இடம்பெறும்.

ஜூனோவின் வாழ்க்கைக்காலம் முடிவடைந்தாலும், அடுத்துவரும் இரண்டு ஆண்டுகளுக்கு விஞ்ஞானிகளும் ஆய்வாளர்களும் ஜூனோ அனுப்பிய தரவுகளைப் பயன்படுத்தி ஆய்வுகளை நடாத்துவார்கள். அதிலிருந்து பொதுமக்களாகிய எமக்கு பயன்படும் பல்வேறு புதிய விடயங்கள் வெளிவரும். பொறுத்திருப்போம் அதுவரை.

முற்றும்.

நன்றி: நாசா, missionjuno.swri.edu, spaceflight101, விக்கிபீடியா, மேலும் இணையம்.

---

மேலும் பல அறிவியல் தகவல்களுக்கு, பரிமாணத்தின் பேஸ்புக் பக்கத்தை லைக் செய்யுங்கள் :- https://facebook.com/parimaanam