શતરંગ / જ્યારે નાસાએ સ્પેસમાં જઈને ટેલિસ્કોપને ચશ્મા પહેરાવ્યા

- વિજ્ઞાન વિહાર

     1990નો મે મહિનો હતો. અમેરિકાના મેરીલેન્ડમાં આવેલા નાસાના ગોડાર્ડ સ્પેસ ફલાઇટ સેન્ટરમાં નાસાના અમુક વૈજ્ઞાનિકો, એન્જીનીયર્સ અને સ્ટાફ મેમ્બર્સ ભેગા થયા હતા. બધા ખુબ ઉત્સાહ પૂર્વક એક સ્ક્રીન તરફ આતુરતાથી જોઈ રહ્યા હતા. થોડા જ સમયમાં સ્ક્રીન ઉપર અવકાશમાં રહેલા વિશાળ હબલ ટેલિસ્કોપ દ્વારા લીધેલો પહેલો ફોટો આવવાનો હતો. હજુ એક મહિના પહેલા જ 24 એપ્રિલ 1990ના દિવસે આ હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપને સફળતા પૂર્વક લોન્ચ કરવામાં આવ્યું હતું. એટલે આમ તો ઘણા વૈજ્ઞાનિકોનો મત એવો હતો કે આવી ઇવેન્ટને પબ્લિક અને મીડિયામાં ન કરવી જોઈએ પરંતુ નાસાએ ઓલરેડી આ ઇવેન્ટનો 'ફર્સ્ટ લાઈટ' નામે પ્રચાર કરી દીધેલો અને મીડિયાને પણ આમંત્રણ આપેલું. એટલે સારી એવી સંખ્યામાં પ્રેસ અને મીડિયાના લોકો પણ હાજર હતા. થોડી જ વારમાં ટેલિસ્કોપમાંથી ડેટા ડાઉનલિંક કરી સ્ક્રીન ઉપર ફોટો પ્રોજેક્ટ કરવામાં આવ્યો. એ એક બાઈનરી સ્ટાર સિસ્ટમનો ફોટો હતો. ફોટો જોઈને પ્રેસના લોકો તો ખુશ થયા કારણકે ઇમેજની ગુણવત્તા અગાઉ જમીન ઉપર રહેલા ટેલિસ્કોપની ઇમેજ કરતા ઘણી સારી હતી. પરંતુ, વૈજ્ઞાનિકો અને એમની ટીમના જાણકાર લોકો એક બીજા સામે જોવા લાગ્યા. તેમના માટે એ ઇમેજની ગુણવત્તા અપેક્ષા કરતા ખુબ નબળી હતી. ઇમેજ પ્રમાણમાં ઝાંખી અને ધૂંધળી હતી. શરુવાતમાં તેમને લાગ્યું કે કદાચ ટેલિસ્કોપમાં રહેલા મિરર્સને થોડા વધારે ફોકસ કરવાની જરૂર હશે. એટલે પછી તેઓ ધીરે ધીરે ધરતી પરથી જ કમાન્ડ આપી ઉપગ્રહ રૂપી ટેલિસ્કોપમાં મિરરનો એંગલ બદલીને ફોકસ કરવા પ્રયત્ન કરતા રહ્યા. પણ સફળતા ન મળી. ઘણી અલગ અલગ ઇમેજ લેવાનો પ્રયત્ન કરી જોયો પણ બધી ઇમેજ બ્લર જ આવી. હવે ત્યાં હાજર રહેલા વૈજ્ઞાનિકોને સમજાઈ ગયું હતું કે કઈંક મોટી ગડબડ છે. નાસા અને તેના વૈજ્ઞાનિકો માટે આ એક ખુબ મોટો ઝટકો હતો. હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ નાસાનો ખુબ મહત્વાકાંક્ષી અને એટલો જ મોંઘો પ્રોજેક્ટ હતો.  2.4 મીટર વ્યાસના વિશાળ મિરર સાથે લગભગ એક બસ જેટલી સાઈઝ ધરાવતા 11.5 ટન વજનના હબલ ટેલિસ્કોપને અવકાશમાં 607 કિલોમીટરની ઊંચાઈએ તેની કક્ષામાં મુકવા પાછળ નાસાએ લગભગ 150 કરોડ ડોલરનો ખર્ચો કરેલો. વળી વિવિધ કારણોસર પ્રોજેક્ટ પોતાની નિર્ધારિત સમયરેખા કરતા ઘણો પાછળ ચાલતો હતો અને હવે જે મુખ્ય કામ માટે આટલો ખર્ચ કરી ટેલિસ્કોપને અવકાશમાં મુકવામાં આવ્યું એ ઇમેજિંગ જ બરાબર ન થાય તો નાસાની આબરૂ ઉપર ખુબ ધૂળ ઉડે. અને ઉડી પણ ખરી. પ્રિન્ટ અને ટીવી મીડિયામાં નાસાની ખુબ આલોચના થઇ. હબલ ટેલિસ્કોપ વિષે અનેક કાર્ટૂન બન્યા અને છપાયા. નાસાના ફંડિંગ ઉપર પણ સવાલ થયા. ત્યાં સુધી કે હબલ ટેલિસ્કોપને ઇતિહાસનું સૌથી મોંઘુ વૈજ્ઞાનિક ફારસ પણ કહેવામાં આવ્યું.   

     પણ એ જ તો વિજ્ઞાન અને ટેક્નોલોજીની ખૂબી છે, જ્યાં પ્રોબ્લેમ છે, જ્યાં ચેલેન્જ છે ત્યાં જ તક છે. હવે વૈજ્ઞાનિકો પ્રોબ્લેમને સમજવામાં લાગી ગયા, હબલ ટેલિસ્કોપમાં વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગો કરવા માટે કુલ પાંચ ઉપકરણો હતા જેમાં બે કેમેરા, બે સ્પેકટ્રોગ્રાફ અને એક ફોટોમીટર હતા. આ ઉપરાંત એક ફાઈન ગાઈડન્સ સેન્સર હતું જેનું કામ ટેલિસ્કોપને ચોક્કસ દિશામાં ગોઠવવાનું હતું. ટેલિસ્કોપ જે દિશામાં જુએ એ દિશામાંથી લાઈટ તેના મુખ્ય વિશાળ મિરર ઉપર આવે અને ત્યાંથી એક સેકન્ડરી મિરર ઉપર ફોકસ થઇ ત્યાંથી ઉપર જણાવેલા પાંચેય ઉપકરણોમાં જાય એવી રચના હતી. વૈજ્ઞાનિકોએ આ અલગ અલગ સાધનોથી ઇમેજ અને તેના સ્પેકટ્રોગ્રાફનો અભ્યાસ કર્યો તો ખબર પડી કે પ્રોબ્લેમ દરેક ઉપકરણમાં આવે છે. અર્થાત પ્રોબ્લેમ બે માંથી એક મિરરમાં જ હોવો જોઈએ. ઇમેજનું વધુ રિવર્સ એન્જીનીયરીંગ અને સિમ્યુલેશન કરતા કન્ફર્મ થયું કે 2.4 મીટરનો વિશાળ મુખ્ય મિરર જ વિલન છે. એ મિરરમાં સ્ફેરિકલ અબરેશન છે એટલે કે તેનો આકાર ડિઝાઇન પ્રમાણે હોવો જોઈએ તેના કરતા થોડો અલગ છે. ખાસ કરીને મિરરની કિનારી ઉપર મિરરને ઘસતી વખતે રહેલી ખામીને કારણે તેની અંતર્મુખી ગોળાઈ હોવી જોઈએ એના કરતા 2 માઈક્રોમીટર ઓછી રહી છે અને તેના કારણે પ્રકાશ એક જગ્યાએ બરાબર કેન્દ્રિત નથી થતો. આ એક ગંભીર પ્રશ્ન હતો પરંતુ પ્રશ્ન બરાબર સમજાઈ ગયો હતો. હવે વારો હતો તેનો ઉકેલ શોધવાનો.

     ઉકેલ જો કે સરળ ન હતો. પરંતુ એ પહેલા નાસા એ એક તાત્કાલિક અઘરું કામ કરવાનું હતું અને એ હતું મીડિયાને કહેવાનું કે નાસાથી આવી બેઝિક ભૂલ થઇ છે. એ કામ હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ પ્રોગ્રામના ચીફ વૈજ્ઞાનિક એડવર્ડ વેઇલરે કરવાનું હતું. વેઇલરને એ જ નહોતું સમજાતું કે આટલા બધા ટેસ્ટ પછી આવી મોટી ભૂલ રહી જ કેવી રીતે શકે? ખરેખર એવું હતું કે મિરર બનાવવાનો કોન્ટ્રાકટ પાર્કિન એલ્મર નામની ખુબ ખ્યાતનામ કંપનીને આપેલો અને તેઓએ એ સમયની ખુબ આધુનિક ઓટોમેટિક ટેક્નિક વાપરી મિરર પોલિશિંગ કરેલું. પોલિશિંગ ખુબ ધીમા દરે કરવામાં આવેલું અને આખો મિરર પોલિશ કરતા કંપનીને બે વર્ષ લાગેલા. એમનો દાવો હતો કે એમનું પોલિશિંગ પરફેક્ટ છે. વળી, આવી ભૂલ પકડવા માટે અને મિરરનો શેપ ચેક કરવા માટે નલ કરેકટર નામની ટેક્નિકનો ઉપયોગ થાય જેમાં અન્ય મિરર સામે ગોઠવી લાઇન્સની ઇમેજ બનાવવામાં આવે. સંજોગોવસાત એ નલ કરેકટરના મિરરમાં પણ બિલકુલ એ જ ક્ષતિ હતી એટલે ત્યાં પણ ન પકડાઈ. આ ઉપરાંત નાસાએ બેક અપ પ્લાન તરીકે કોડાક કંપનીને પણ સેમ મિરર બનાવવાનો કોન્ટ્રાકટ આપેલો. કોડાકે તો એવી પણ વાત કરેલી કે પાર્કિન એલ્મર અને કોડાક દ્વારા બનાવેલા મિરર બન્ને કંપની ક્રોસ ચેક કરે અને એક બીજાના મિરર ટેસ્ટ કરે પરંતુ એ વાત માન્ય ન રહી અને નાસાએ પહેલી પસંદગી પાર્કિન એલ્મરના મિરર ઉપર ઉતારી. પાછળથી ટેસ્ટ કરતા ખબર પડી કે કોડાક દ્વારા બનેલો મિરર પરફેક્ટ હતો. એ મિરર આજે પણ અમેરિકાના નેશનલ એર એન્ડ સ્પેસ મ્યુઝિયમમાં સાચવીને રાખેલો છે.     

    ખેર, અત્યારે તો વેઇલર પાસે મીડિયા સામે જઈને ભૂલ સ્વીકારવા સિવાય બીજો કોઈ રસ્તો ન હતો એટલે 27 જૂન 1990ના દિવસે વેઇલરે પ્રેસ કોન્ફરન્સ બોલાવી. પરંતુ હજુ પણ વેઇલરને ખબર ન હતી કે એ કેવી રીતે ત્યાં આ વાત મુકશે. હવે શું કરશો કે આગળ શું યોજના છે એવા પ્રશ્નોનો વેઇલર પાસે જવાબ પણ ન હતો. કોડાક દ્વારા બનેલો બીજો બેક અપ મિરર રેડી અને ક્ષતિમુક્ત હોવા છતાં મૂળ ટેલિસ્કોપમાં મિરર સ્પેસમાં જઈને રિપ્લેસ કરી શકાય એવી ડિઝાઇન ન હતી અને આખા ટેલિસ્કોપને પાછો નીચે લાવવામાં તો સોના કરતા ઘડામણ મોંઘુ પડે એવું હતું. એટલું ખરું કે ટેલિસ્કોપ ખુબ વધારે રેઝોલ્યુશનની જરૂર ન હોય તે પ્રયોગો કરી શકે તેમ હતું અને તે ઓલરેડી શરુ થઇ ગયા હતા. આ ઉપરાંત ફોટોમીટર માટે તો ફોકસીંગની જરૂર જ ન હતી એટલે એના પ્રયોગો પણ નિર્ધારિત રીતે ચાલી રહ્યા હતા. વળી, ટેલિસ્કોપ મૂળ દર ત્રણ ચાર વર્ષે ઉપકરણ અપડેટ કરી શકાય કે બદલી શકાય તેવી રીતે બનાવવામાં આવેલું અને તે માટે સ્પેસ શટલ દ્વારા તેના સર્વિસ મિશન કરવાના જ હતા એટલે ત્યારે કઈંક ઉપાય મળશે એ લાઈન ઉપર ડિફેન્ડ કરવાનું વેઇલર વિચારતો હતો. 

     એ જ દિવસે પ્રેસ કોન્ફરન્સ પહેલા સવારે તેમની રૂટિન ગ્રુપ મિટિંગ હતી જેમાં દરેક ગ્રુપ તેમના દ્વારા ચાલી રહેલા પ્રયોગો અને પ્રોબ્લેમના પોસિબલ ઉકેલ વિષે અપડેટ આપે. સવારે એ ગ્રુપ મિટિંગમાં જોહન ટ્રૉગર પણ આવેલો જે જેટ પ્રોપલઝન લેબોરેટરી(JPL)માં હબલ ટેલિસ્કોપ માટે વાઈડ ફિલ્ડ પ્લેનેટરી કેમેરો બનાવતો હતો. મૂળ ટેલલિસ્કોપમાં આવો કેમેરો હતો જ અને ત્રણ ચાર વર્ષ પછી સર્વિસ મિશનમાં એ કેમેરો બદલી ટ્રૉગર દ્વારા બનાવેલો નવો કેમેરો ફિટ કરવાનો હતો. ટ્રૉગરે મિટિંગમાં કહ્યું કે મને લાગે છે કે આપણે આ પ્રોબ્લેમ સોલ્વ કરી લઈશું. વેઇલરની આંખો ચમકી. તેણે પૂછ્યું કેવી રીતે. ટ્રૉગર પ્લાન લઈને આવેલો. તેણે કહ્યું કે પાર્કિન એલ્મરનો દાવો એક રીતે સાચો છે. તેઓનું પોલિશિંગ ખુબ જ પરફેક્ટ છે. એટલે જે ભૂલ રહી છે એ પણ એકદમ પરફેક્ટ છે, ગોળાઇમાં 2 માઈક્રોમીટરની જે ઘટ છે તે આખા મિરર ફરતે એક્ઝેક્ટ સેમ છે એ સીમ્યુલેશનથી કન્ફર્મ થાય છે. તો અમે જે નવો કેમેરો બનાવીએ છીએ એમાં આગળ એવો મિરર ડિઝાઇન કરશું જે રહેલી ક્ષતિથી બિલકુલ વિરુદ્ધ અસર ઉતપન્ન કરે. જો કે એ માત્ર કેમેરા માટે જ શક્ય હતું. બાકીના ઉપકરણો હજુ બદલાવવાનો પ્લાન ન હતો. પણ હવે એક રસ્તો દેખાયો હતો. વેઇલરે તરત એ આઈડ્યાને એક્સટેન્ડ કરીને વિચાર્યું કે એક નાનો મિરર જ બનાવવામાં આવે જે રહેલી ભૂલને કેન્સલ કરે. બેઝિકલી ટેલિસ્કોપને ચશ્મા પહેરાવવાના હતા. ચશ્મામાં જે રીતે લેન્સ આપણી આંખમાં ખરાબ ફોકસને કરેક્ટ કરે એ જ રીતે વિરુદ્ધ ક્ષતિ વાળા મિરરથી પ્રાઈમરી મિરરની ક્ષતિ કેન્સલ કરવાની. એટલે ટ્રૉટરનો કેમેરો તો કરેક્શન સાથે જ બનવાનો હતો અને બાકી ચાર ઉપકરણોમાંથી એક ફોટોમીટર કાઢી તેની જગ્યાએ એ નવી ઓપ્ટિક્સ એસેમ્બલી ફિટ કરવાનું નક્કી થયું. હવે વેઇલર પાસે પ્રેસ કોન્ફરન્સમાં જવાની થોડી હિમ્મત આવી અને જઈને કહ્યું કે અમારાથી ભૂલ થઇ છે અને અમે એને જે પહેલેથી જ પ્લાન છે એ સર્વિસ મિશનમાં સુધારી લઈશું. 

     બસ, પછી તો શું? નાસાના વૈજ્ઞાનિકો અને એન્જોનિયર્સ લાગી ગયા ડિઝાઇન પ્રમાણે કરેક્ટીવ ઓપ્ટિક્સ તૈયાર કરવા. આ કરેક્ટીવ ઓપ્ટિક્સને નામ આપવામાં આવ્યું Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR). અને પ્લાન પ્રમાણે કેમેરા અને કોસ્ટાર ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ ડિઝાઇન પ્રમાણે બનાવી લીધા. ડિસેમ્બર 1993માં નાસાએ હબલ ટેલિસ્કોપ માટે પહેલું સર્વિસ મિશન લોન્ચ કર્યું. આ સ્પેસ ટ્રાન્સપોર્ટેશન સર્વિસ - 61 (STS-61) નામે થયેલું સર્વિસ મિશન પણ ખુબ રોચક હતું. કેનેડી સ્પેસ સેન્ટર ખાતેથી સાત અવકાશ યાત્રીઓને લઈને એન્ડેવર સ્પેસ શટલ નીકળ્યું હબલ ટેલિસ્કોપના સરનામે. લોન્ચ પછી ત્રીજા દિવસે કક્ષામાં ફરતા ટેલિસ્કોપ સાથે સ્પેસ શટલ તેના રોબોટિક આર્મની મદદથી જોડાઈ ગયું. પછી સતત પાંચ દિવસ સુધી રોજે એન્ડેવરમાંથી બે-બે અવકાશયાત્રી સ્પેસ વોક કરીને ટેલિસ્કોપ સુધી જઈને તેમાં અનેક રીપેરીંગ કાર્ય પુરા કર્યા. ટેલિસ્કોપની સોલાર પેનલ તૂટી ગઈ હતી તે રીપેર કરી, અમુક જાઇરોસ્કોપ કામ નહોતા કરતા તેના સેન્સર્સ રીપેર કર્યા અને ટેલિસ્કોપમાંથી ફોટોમીટર મોડ્યુલ કાઢી તેની જગ્યાએ કોસ્ટાર પેલોડ ફિટ કર્યો. ઉપરાંત વાઈડ ફિલ્ડ પ્લેનેટરી કેમેરો પણ બદલ્યો. આ મિશન દરમિયાન એ સાત અવકાશ યાત્રી સતત અગિયાર દિવસ અવકાશમાં રહ્યા અને પાંચ સ્પેસ વોક કરી જે આજ સુધી એક મિશનમાં સૌથી વધુ સ્પેસ વોકનો રેકોર્ડે છે.    

     પણ આ મહેનત રંગ લાવી અને અક્ષરસઃ હબલ દ્વારા લેવામાં આવેલી ઈમેજીસમાં પણ રંગ લાવી. ઇમેજ 2માં એક જ ઓબ્જેક્ટની કરેક્શન પહેલા અને કરેક્શન બાદ લીધેલી તસવીરોની સરખામણી છે અને તફાવત નઝર સામે છે. કરેક્ટીવ ઓપ્ટિક્સને કારણે મુખ્ય મિરરની ખામી બિલકુલ કેન્સલ થઇ ગઈ અને ત્યાર બાદ હબલે જે કર્યું તે ઇતિહાસમાં અમર છે. 1993 થી 2009 સુધી પાંચ અલગ અલગ સર્વિસ મિશન કરી નાસાએ હબલ ટેલિસ્કોપના બધા જ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ બદલી નાખ્યા. છેલ્લે બધા જ નવા ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સમાં ઈન-બિલ્ટ કરેક્ટીવ ઓપ્ટિક્સ હોવાને કારણે કોસ્ટારની પણ જરૂર ન રહી એટલે 2009માં તેની જગ્યાએ ફરી એક વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગો માટેનો પેલોડ ફિટ કરી દીધો. આ દરમિયાન આ ચશ્માને કારણે રીપેર થયેલા વિઝનથી બ્રહ્માંડના અનેક રહસ્યોને હબલ ટેલિસ્કોપે આપણી આંખ સામે લાવીને મૂકી દીધા. ઈન ફેક્ટ, આજે કોઈને પણ બ્રહ્માંડ કે અવકાશની કલ્પના કરવાનું કહેવામાં આવે તો મોટા ભાગે એ કલ્પના હબલ ટેલિસ્કોપ દ્વારા લેવાયેલી કોઈ તસ્વીર ઉપર જ આધારિત હોવાની શક્યતા મહત્તમ હશે. ઇગલ નેબ્યુલા જેને સર્જનના આધારસ્તંભો (પિલ્લર્સ ઓફ ક્રિયેશન) પણ કહે છે, બટરફ્લાઇ નેબ્યુલા, હેલિક્સ નેબ્યુલા, અને આવી તો અનેક ઊંડા અવકાશની અજાયબીઓને અનાવૃત કરી છે હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપે. અને કેવી રીતે થયેલી ભૂલ સ્વીકારી તેનો ઉકેલ શોધી ઇતિહાસના સૌથી મોંઘા ફારસ તરીકે વગોવાયેલા પ્રોજેક્ટને ઇતિહાસના એક સૌથી સફળ વૈજ્ઞાનિક પ્રોજેક્ટમાં ફેરવી શકાય એનો જીવતો જાગતો પુરાવો પણ આપ્યો છે હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ પ્રોજેક્ટે.

- વિપુલ ખેરાજ