कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के नेतृत्व वाली एक अंतरराष्ट्रीय टीम कॉम्पैक्ट CosmoCube उपग्रह को चंद्र कक्षा में भेजने की योजना बना रही है, ताकि ब्रह्मांड के कॉस्मिक डार्क एजेज़ के हाइड्रोजन संकेत की खोज की जा सके। चंद्रमा के दूरस्थ भाग में अंतरिक्षयान प्रत्येक दो घंटे की कक्षा के लगभग 40 मिनट तक पृथ्वीजनित रेडियो हस्तक्षेप से सुरक्षित रहेगा, जिससे वे मापन संभव हो सकेंगे जो पृथ्वी से नहीं किए जा सकते। यह मिशन पहले तारों के प्रकट होने से पहले के काल की जांच कर सकता है और डार्क मैटर की शुरुआती भूमिका के बारे में साक्ष्य दे सकता है।
मुख्य तथ्य
- CosmoCube ब्रिटेन में विकसित किया जा रहा एक छोटा उपग्रह है, जिसका आकार लगभग छोटे कैरी-ऑन सूटकेस जितना है।
- इसे कॉस्मिक डार्क एजेज़ और कॉस्मिक डॉन के दौरान हाइड्रोजन परमाणुओं से उत्सर्जित 21-सेंटीमीटर रेखा का अवलोकन करने के लिए डिजाइन किया गया है।
- उपग्रह पृथ्वी के रेडियो शोर से दूर, चंद्रमा के पीछे से गुजरते समय 10 से 50 MHz आवृत्तियों पर अवलोकन करेगा।
- अपेक्षित दो-वर्षीय मिशन के दौरान टीम का लक्ष्य 1,000 घंटे का डेटा एकत्र करना है।
- परियोजना को यूके स्पेस एजेंसी से वित्तपोषण मिला है और शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि इसे पांच वर्षों के भीतर प्रक्षेपित किया जा सकेगा।
चंद्रमा के dark side का उपयोग क्यों किया जाएगा?
चंद्रमा का दूरस्थ भाग CosmoCube की अवलोकन रणनीति का केंद्र है, क्योंकि अंतरिक्षयान के उस भाग में होने पर चंद्रमा पृथ्वी से आने वाले शोर को रोक सकता है। पृथ्वी से किए जाने वाले प्रयासों में दो बड़ी बाधाएं हैं: आयनमंडल संबंधित निम्न आवृत्तियों को रोक देता है, जबकि एफएम रेडियो, दूरसंचार और उपग्रहों से होने वाला हस्तक्षेप कमजोर कॉस्मिक संकेत को ढक सकता है।
लक्ष्य बिग बैंग की पश्चदीप्ति और कॉस्मिक डॉन, जब पहले तारे बने, के बीच की अवधि में हाइड्रोजन परमाणुओं की 21-सेंटीमीटर रेखा है। टीम इस काल को लगभग 150 मिलियन वर्ष लंबा बताती है और कहती है कि इसका प्रत्यक्ष अवलोकन नहीं हुआ है। इसका पता चलने पर शोधकर्ता जांच कर सकेंगे कि ब्रह्मांड एक अंधेरे, लगभग रिक्त अवस्था से आज दिखाई देने वाली संरचनाओं तक कैसे बदला।
CosmoCube क्या मापेगा और यह क्यों महत्वपूर्ण है?
CosmoCube चंद्र कक्षा में तैनात की जाने वाली लंबी, हल्की एंटीना का उपयोग करके 10–50 MHz पर शुरुआती हाइड्रोजन के अत्यंत कमजोर रेडियो उत्सर्जन को मापने का प्रयास करेगा। यह मापन शोधकर्ताओं को पहले तारों और आकाशगंगाओं के निर्माण का अध्ययन करने तथा इस बात की जांच करने में मदद कर सकता है कि डार्क मैटर ने शुरुआती ब्रह्मांड में हाइड्रोजन को एकत्र करने में कैसे सहायता की।
दूरस्थ भाग से गुजरने के दौरान उपग्रह को संकेत देखने के लिए आवश्यक परिरक्षण मिलने की उम्मीद है, जबकि अंतरिक्ष का दृश्य भी बना रहेगा। परियोजना की वैज्ञानिक योजना इस बात पर भी निर्भर करती है कि मांगे जा रहे उत्सर्जन को कहीं अधिक चमकीले रेडियो फोरग्राउंड, विशेषकर मिल्की वे के उत्सर्जनों, से अलग किया जाए।
कठिन मापन के लिए छोटे उपग्रह का डिजाइन
अंतरिक्षयान RF-Systems-on-Chip प्रौद्योगिकी पर आधारित पूर्णतः एकीकृत लघु रेडियोमीटर का उपयोग करेगा। यह Dicke-switched calibrator के माध्यम से आकाशीय संकेत की अंतर्निर्मित संदर्भ स्रोतों के साथ बार-बार तुलना करेगा; इस प्रक्रिया का उद्देश्य इलेक्ट्रॉनिक बदलावों और आंतरिक शोर को सुधारना है, जो अन्यथा कॉस्मिक संकेत जैसे दिख सकते हैं।
डेटा पृथ्वी पर लौटने के बाद शोधकर्ता फोरग्राउंड शोर हटाने के लिए बायेसियन सांख्यिकीय तरीकों का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं। वे आकाश में एंटीना की प्रतिक्रिया का पुनर्निर्माण करने और शेष विकृतियों को घटाने के लिए कंप्यूटर सिमुलेशन को उड़ान के दौरान किए गए मापों के साथ भी जोड़ने की योजना रखते हैं।
Surrey Space Technology Limited ब्रिटेन में SSTL-21 प्लेटफॉर्म विकसित कर रही है। उपकरण विकास में कार्यशील प्रयोगशाला प्रोटोटाइप और पर्यावरणीय परीक्षण शामिल हैं। कैम्ब्रिज के अकादमिक साझेदारों में पोर्ट्समाउथ विश्वविद्यालय और STFC RAL Space शामिल हैं तथा माल्टा की भागीदारी भी है; टीम ने यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के mini-Fast missions Call for Ideas में भी भाग लिया, जिसका लक्ष्य €50 मिलियन से कम लागत वाले मिशन थे।
शोधकर्ताओं और विश्वविद्यालयों के लिए इसका क्या अर्थ है
शोधकर्ताओं के लिए CosmoCube उन अवलोकनों तक पहुंच का प्रस्तावित मार्ग है जिन्हें भू-आधारित रेडियो दूरबीनें आवश्यक आवृत्तियों पर नहीं कर सकतीं। भाग लेने वाले विश्वविद्यालयों और शोध संगठनों के लिए यह मिशन ब्रह्मांड विज्ञान, रेडियो-उपकरण डिजाइन, अंतरिक्षयान के तापीय परीक्षण, अंशांकन और सांख्यिकीय डेटा विश्लेषण को जोड़ता है। इस कार्य में कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय, पोर्ट्समाउथ विश्वविद्यालय, STFC RAL Space, Surrey Space Technology Limited और अंतरराष्ट्रीय सहयोगी शामिल हैं।
शांत चंद्र रेडियो वातावरण को बनाए रखने की दौड़
यह परियोजना ऐसे समय में आई है जब चंद्रमा का दूरस्थ भाग रेडियो खगोलविज्ञान और अन्य मिशनों के लिए व्यापक रुचि आकर्षित कर रहा है। CosmoCube टीम का कहना है कि संयुक्त राज्य अमेरिका, भारत और अन्य देशों के मिशनों की योजना चंद्रमा की रेडियो शांति का उपयोग करने के लिए बनाई जा रही है, जिसका अर्थ है कि यह असाधारण रूप से शांत अवलोकन वातावरण अनिश्चित काल तक अपरिवर्तित नहीं रह सकता।
प्रस्तावित मिशन का विवरण 2026 में Nature Astronomy में प्रकाशित हुआ था। इस कार्य को आंशिक रूप से यूके स्पेस एजेंसी, कावली फाउंडेशन और साइंस एंड टेक्नोलॉजी फैसिलिटीज काउंसिल का समर्थन मिला, जो यूके रिसर्च एंड इनोवेशन का हिस्सा है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
CosmoCube ये अवलोकन पृथ्वी से क्यों नहीं कर सकता?
पृथ्वी का आयनमंडल उन 10–50 MHz आवृत्तियों को रोकता है जिनके उपयोग के लिए CosmoCube डिजाइन किया गया है, और रेडियो प्रसारण, दूरसंचार तथा उपग्रह हस्तक्षेप पैदा करते हैं। चंद्रमा के दूरस्थ भाग से गुजरने पर अंतरिक्षयान और पृथ्वी के बीच चंद्रमा आ जाएगा, जिससे पृथ्वीजनित शोर घटेगा।
CosmoCube कब प्रक्षेपित हो सकता है?
शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि CosmoCube पांच वर्षों के भीतर प्रक्षेपित हो सकता है। परियोजना को यूके स्पेस एजेंसी से वित्तपोषण मिला है, जबकि इसके उपकरण कार्य में प्रयोगशाला प्रोटोटाइप, पर्यावरणीय परीक्षण और SSTL-21 अंतरिक्षयान प्लेटफॉर्म का विकास शामिल है।
