કૉસ-બી ઉપગ્રહ

કૉસ-બી ઉપગ્રહ : યુરોપનો આઠમો અને યુરોપિયન અંતરીક્ષ સંસ્થા(ESA)નો પહેલો કૃત્રિમ ઉપગ્રહ. Cosmic Satelliteનું ટૂંકું નામ Cos-B. તે બેલ્જિયમ, ડેનમાર્ક, ફ્રાન્સ, પશ્ચિમ જર્મની, ઇટાલી, સ્પેન અને બ્રિટનના સંયુક્ત પ્રયાસ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવ્યો હતો. તેની દ્વારા આકાશગંગામાં આવેલાં ગૅમા-કિરણોનું સર્વેક્ષણ અને પલ્સાર તથા ક્વૉસાર જેવા શક્તિશાળી ગૅમા-કિરણી બિંદુસ્રોતોનો અભ્યાસ કરવામાં આવેલ છે. તેનું નિર્માણકાર્ય 1969માં શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું; પરંતુ 9 ઑગસ્ટ 1975ના રોજ અમેરિકાના વાન્ડેનબર્ગ પ્રમોચન મથક(launching station)થી અમેરિકન ડેલ્ટા રૉકેટ વડે તેને અવકાશમાં પ્રક્ષેપિત કરવામાં આવ્યો હતો. એની અન્ય વિગતો નીચે પ્રમાણે છે.

વજન : 275 કિગ્રા; ભ્રમણકક્ષા : અતિદીર્ઘવર્તુળાકાર; પૃથ્વીથી ન્યૂનતમ અંતર : 337 કિમી.; મહત્તમ અંતર : 99067 કિમી.; નમનકોણ : વિષવવૃત્તથી 90°. કૉસ-બી ઉપગ્રહનો મુખ્ય ઉદ્દેશ તેની પહેલાંના અમેરિકન ઉપગ્રહો દ્વારા શોધાયેલી ગૅમા-કિરણ વિસ્ફોટની ઘટના વિશે બે વર્ષ સુધી અભ્યાસ કરવાનો હતો. તે માટેના ઉપકરણનું નિર્માણ ફ્રાન્સ, પશ્ચિમ જર્મની, ઇટાલી અને ડેનમાર્કની સંશોધનસંસ્થાઓ દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું. 30 મેગાઇલેક્ટ્રૉન વોલ્ટથી 10 ગિગા ઇલેક્ટ્રૉન વોલ્ટ (3 × 10⁷ eVથી 10¹⁰eV) ઊર્જાનાં ગૅમા-કિરણો માટે તે સંવેદનશીલ હતું. પ્રક્ષેપિત થયા પછી થોડા જ સમયમાં તેના ઉપકરણમાં કર્ક નિહારિકા(Crab nebula)માંથી ઉત્સર્જિત થતાં ગૅમા-કિરણો નોંધી શકાયાં હતાં. આ ઉપગ્રહ 26 એપ્રિલ 1982 સુધી કાર્યશીલ રહ્યો હતો અને 6 વર્ષ અને 8 માસના આ ગાળા દરમિયાન તેની મદદથી આકાશના 63 જુદા જુદા ભાગમાંથી ઉત્સર્જિત થતાં ગૅમા-કિરણોનો અભ્યાસ તથા નવા રેડિયો-સ્પંદિત તારકો(radio pulsars)ની શોધ શક્ય બની હતી.

ઉપગ્રહના 37 કલાકના આવર્તનકાળમાંથી 7 કલાક જેટલો સમય, વાન ઍલન પટ્ટાઓ(Van Allen Belts)ને પસાર કરવામાં લાગતો હતો. આ વિસ્તારનાં પ્રચંડ વિકિરણો સંસૂચક(indicator)ની ફોટોમલ્ટિપ્લાયર ટ્યૂબ(PMT)ને કાયમી નુકસાન પહોંચાડે તેવી સંભાવના હોવાથી, 7 કલાકના આ સમય દરમિયાન સંસૂચકની કામગીરી થંભાવી દેવામાં આવતી હતી.

ઉપકરણનો ગૅમા-કિરણી સંસૂચક એકીસાથે બે હેતુઓ સિદ્ધ કરવા માટે શક્તિમાન હોવો જોઈએ – (1) ગૅમા-કિરણી ફોટૉનને શોધી કાઢવા સક્ષમ તથા તેની ઊર્જાનું મૂલ્ય અને તેની આપાત દિશા નિશ્ચિત કરી શકે તેવો હોવો જોઈએ. (2) આપાત થતા ગૅમા ફોટૉનને અન્ય વિદ્યુતભારિત કણો–કૉસ્મિક કિરણો–થી અલગ તારવી શકે તેવો પણ હોવો જોઈએ. આ બીજા હેતુને સિદ્ધ કરવાનું કામ કઠિન છે; કારણ કે કૉસ્મિક કિરણોની સમૂહવાચક સંજ્ઞાથી ઓળખાતા પ્રોટૉન, અન્ય પરમાણુ નાભિકણો તેમજ ઇલેક્ટ્રૉન કણોની સંખ્યા ગૅમા ફોટૉનની સંખ્યા કરતાં આશરે 10,000ગણી હોય છે.

કૉસ-બી ઉપગ્રહમાંના ગૅમા-કિરણી સંસૂચકનું હાર્દ સ્પાર્ક-ચેમ્બર હતું. તેમાં 17 પ્લેટોનું સંકુલ હતું અને મુખ્યત્વે નિયૉન તથા અલ્પાંશે ઈથેન વાયુઓના મિશ્રણને બે વાતાવરણ-દબાણે ભરવામાં આવ્યું હતું. તેની ઉપર સિન્ટિલેટરને ઢાંકણ તરીકે લગાડવામાં આવ્યું હતું. ગૅમા-કિરણો માટે પારદર્શક એવા ઍન્ટિ-કોઇન્સિડન્સ સિન્ટિલેટર્સમાં કૉસ્મિક કિરણો પ્રકાશના ઝબકારા પેદા કરે છે અને તેના વડે ઍન્ટિ-કોઇન્સિડન્સ પ્રણાલી કાર્યરત થતાં સ્પાર્ક-ચેમ્બરને ચાલુ થતી અટકાવે છે. જ્યારે ગૅમા-કિરણ આપાત થાય ત્યારે સિન્ટિલેટરમાંથી તે પસાર થઈ જાય છે પણ સ્પાર્ક-ચેમ્બરમાં પ્લેટ સાથેના અન્યોન્ય ક્રિયા-પ્રભાવ હેઠળ શક્તિશાળી પૉઝિટ્રૉન અને ઇલેક્ટ્રૉનની એક જોડનું નિર્માણ કરે છે. વિદ્યુતભારિત કણોની આ જોડ વાયુનું આયનીકરણ કરતી, પોતપોતાને માર્ગે આગળ વધે છે. લગભગ તે જ ક્ષણે સ્પાર્ક-ચેમ્બરની પ્લેટો વચ્ચે ઉચ્ચ વિદ્યુતવિભવ (વોલ્ટેજ) લગાડવામાં આવતાં પૉઝિટ્રૉન અને ઇલેક્ટ્રૉનના અયનયુક્ત માર્ગો ઉપર સ્પાર્ક દેખા દે છે. આ સ્પાર્ક-અંકિત વિદ્યુતભારિત કણોના માર્ગોને આધારે, આપાત થયેલા ગૅમા ફોટૉનનો પોતાનો માર્ગ કયો હતો તે નક્કી થઈ શકે છે. કૉસ-બી ઉપગ્રહના સંસૂચક દ્વારા આપાત ગૅમા ફોટૉનની દિશા 2°થી 5° જેટલી કોણીય વિભેદનક્ષમતાપૂર્વક નિશ્ચિત કરવામાં આવેલી છે. ગૅમા ફોટૉન કરતાં લગભગ અડધી ઊર્જા તેણે ઉત્પન્ન કરેલા ઇલેક્ટ્રૉનમાં હોય છે જેને કૅલરીમીટર વડે માપવામાં આવે છે.

કૉસ-બી ઉપગ્રહ માટે નિયત થયેલા મુખ્ય અવલોકન-કાર્યક્રમોમાં અગ્રક્રમે આકાશગંગાનું ગૅમા-કિરણી સર્વેક્ષણ હતું, જ્યારે અવલોકન સમયનો એક-તૃતીયાંશ, પલ્સાર, ક્વૉસાર અને સેફર્ટ નિહારિકાઓ જેવા ખગોળીય પદાર્થો માટે ફાળવવામાં આવ્યો હતો. આ કાર્યક્રમ દ્વારા પ્રાપ્ત થતી માહિતી જણાવે છે કે આપણા જોવામાં આવતાં મોટા ભાગનાં ગૅમા-વિકિરણોનું ઉદભવસ્થાન આકાશગંગામાં છે; ઊર્જાયુક્ત કૉસ્મિક કિરણો અને આંતરતારકીય દ્રવ્યના સંઘાત દ્વારા આ ગૅમા-વિકિરણો પેદા થતાં હોવાનું મનાય છે. ઉપરાંત ગૅમા-વિકિરણોના કેટલાય ઊર્જાયુક્ત બિન્દુ-સ્રોતો પણ જોવામાં આવ્યા છે, જેમનો સંબંધ કર્ક નિહારિકા અને નૌવસ્ત્ર (Vela) નિહારિકામાંના પલ્સારની આસપાસના તેજોમેઘ (nebulae) સાથે જણાયો છે. નજદીક આવેલા આંતરતારકીય વાદળ રહો-સર્પધર (Rho-Ophiuchi) અને ક્વૉસાર 3 C 273 જેવા આકાશગંગા બહારના સ્રોતોમાંથી પણ શક્તિશાળી ગૅમા-વિકિરણો પેદા થતાં જણાયાં છે. ગૅમા-કિરણી ફોટૉન, સમગ્ર વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટમાં સૌથી વધારે શક્તિશાળી હોય છે, એટલે કૉસ-બી ઉપગ્રહ દ્વારા પ્રાપ્ત થયેલાં અવલોકનો વિશ્વમાં બનતી, પ્રચંડ ઉત્પાત સાથે સંકળાયેલ ઘટનાઓની ભૌતિકી પ્રક્રિયાઓ ઉપર વેધક પ્રકાશ પાડે છે. કૉસ-બી જેવા પરંતુ દસગણી વધારે સંવેદનશીલ સ્પાર્ક-ચેમ્બરવાળા ઉપગ્રહ કાર્યક્રમને NASAએ હાથ ધર્યો છે, જેનાં પરિણામો પણ ખૂબ રસપ્રદ નીવડવાનો સંભવ છે. કૉસ-બી ઉપગ્રહની મદદથી તારાવિશ્વનું વિસ્તૃત સર્વેક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું.

પ્ર. દી. અંગ્રેજી

પરંતપ પાઠક