അന്താരാഷ്ട്ര ബഹിരാകാശനിലയത്തിൽ ആളുകൾ ഒഴുകിനടക്കുന്നത് നാം കാണാറുണ്ട്. ഏതാണ്ട് 400 കിലോമീറ്റർ ഉയരത്തിലാണ് ബഹിരാകാശനിലയം സഞ്ചരിക്കുന്നത്‌. സ്പേസ് സ്യൂട്ട് ഇല്ലാതെ പുറത്തിറങ്ങിയാൽ മരണമുറപ്പാണ്. ശൂന്യാകാശത്ത്‌ ശ്വസിക്കാൻ വായുവില്ല എന്നതും മർദം ഏതാണ്ട് പൂജ്യമാണ് എന്നതുമാണ് പ്രധാന കാരണം. എന്നാൽ, ബഹിരാകാശം അത്ര ശൂന്യമല്ല. ഒറ്റയ്ക്കും തെറ്റയ്ക്കും നടക്കുന്ന അനേകം വാതകതന്മാത്രകൾ അവിടെയുണ്ട്‌.
മണിക്കൂറിൽ പതിനായിരക്കണക്കിന്‌ കിലോമീറ്റർ വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ബഹിരാകാശനിലയത്തിൽ ഈ വാതകതന്മാത്രകൾ നിരന്തരം ഇടിക്കുന്നുണ്ട്. തുടർച്ചയായ ഈ ഇടി കാരണം നിലയത്തിന്റെ ഊർജം കുറയുകയും അത്‌ ഭൂമിയിലേക്ക് വീഴാൻ തുടങ്ങുകയും ചെയ്യും. അപ്പോൾ നിലയത്തിൽത്തന്നെയുള്ള റോക്കറ്റുകൾ ജ്വലിപ്പിച്ച് തിരികെ പഴയ ഭ്രമണപഥത്തിലേക്ക്‌ എത്തിക്കണം. ഇല്ലെങ്കിൽ അത്‌ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക്‌ കടന്ന്‌ കത്തിയമരും. ഇത് ബഹിരാകാശനിലയത്തിന്റെ മാത്രം കാര്യമല്ല, കൃത്രിമ ഉപഗ്രഹങ്ങൾക്കും ബാധകമാണ്. അവയും ഇടയ്ക്കിടെ ത്രസ്റ്ററുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ചെറുറോക്കറ്റുകൾ കത്തിച്ച് പഥം കൃത്യമായി നിലനിർത്തിയേ മതിയാകൂ.100 മുതൽ 1000 കിലോമീറ്റർവരെ ഉയരത്തിലുള്ള പഥത്തിലാണ് കൂടുതൽ ഉപഗ്രഹങ്ങളും ഉള്ളത്. ഈ മേഖലയെ തെർമോസ്ഫിയർ എന്ന്‌ വിളിക്കുന്നു. ഈ മേഖല പൂർണമായും ശൂന്യമല്ല. എവിടെയാണ് തന്മാത്രകൾ കൂടുതൽ ഉള്ളത് അവിടം ഉപഗ്രഹങ്ങൾക്ക് കൂടുതൽ ഭീഷണിയാകും.

തന്മാത്രാസാന്ദ്രത
അറിയുന്നത്‌ എന്തിന്‌

സാധാരണഗതിയിൽ മുകളിലേക്ക്‌ പോകുംതോറും അന്തരീക്ഷം തുടർച്ചയായി നേർത്തുവരും. തന്മാത്രകളുടെ അളവ് കുറയും. 400 കിലോമീറ്റർ ഉയരത്തിൽ ഭൗമാന്തരീക്ഷത്തിൽ എവിടെയും ഒരേ സാന്ദ്രതയിൽ തന്മാത്രകൾ കാണുമെന്നാവും പ്രതീക്ഷിക്കുക. പക്ഷേ അത് അങ്ങനെയല്ല. സൂര്യനിൽനിന്നുള്ള സൗരക്കാറ്റുകൾ, കാന്തികക്കൊടുങ്കാറ്റുകൾ, യുവി കിരണങ്ങൾ തുടങ്ങിയവയൊക്കെ അന്തരീക്ഷത്തിലെ തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രതയെ ബാധിക്കുന്നുണ്ട്. അതിനാൽ ഒരേ ഉയരത്തിലായാൽപ്പോലും തന്മാത്രാസാന്ദ്രത ഒരേപോലെയാകില്ല. ഇടയ്ക്കിടയ്ക്ക് മാറിക്കൊണ്ടേയിരിക്കും. ഉപഗ്രഹങ്ങളെ കൃത്യമായ ഭ്രമണപഥത്തിൽ പിടിച്ചുനിർത്താൻ ഈ തന്മാത്രാസാന്ദ്രതയുടെ കണക്ക് അറിയേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. എത്ര കൃത്യതയോടെ ഈ അളവ് കിട്ടുന്നോ, അത്രയും സൂക്ഷ്മമായി ഉപഗ്രഹങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കാനാകും.

തെർമോസ്ഫിയറിലെ ഓരോയിടത്തെയും വാതകതന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രതയുടെ അളവ് കിട്ടിയാൽ വളരെ നല്ലത്. ഓരോ തവണയും ഇത് മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നതിനാൽ ലൈവായി ഈ ഡാറ്റ കിട്ടിയാൽ ഏറെ ഗുണകരം. പക്ഷേ ഈ ഡാറ്റ കിട്ടുകയെന്നത് ഒട്ടും എളുപ്പമല്ല. അതിബൃഹത്താണ് ബഹിരാകാശം. അവിടെ ഓരോ ഇടത്തിലെയും സാന്ദ്രത അളന്ന് ഒരു മാപ്പ് തയ്യാറാക്കണം എന്നുതന്നെ ഇരിക്കട്ടേ. എങ്ങനെ ഈ സാന്ദ്രത അളക്കും.

ഗവേഷകർ ഇത്തരമൊരു കാര്യത്തിനായി പഠനം തുടങ്ങിയിട്ട് കാലമേറെയായി. അടുത്തിടെ സ്റ്റാർലിങ്ക്‌ ഉപഗ്രഹങ്ങളെ പരോക്ഷമായി പ്രയോജനപ്പെടുത്തി ഭൂമിയിൽനിന്ന് 482 കിലോമീറ്റർ ഉയരത്തിലുള്ള അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ ദ്വിമാന മാപ് (2D Map) തയ്യാറാക്കിയിരിക്കുകയാണ് ക്യോട്ടോ സർവകലാശാലയിലെ ഗവേഷകർ.

വെല്ലുവിളികൾ

തെർമോസ്ഫിയറിനെക്കുറിച്ച്‌ പഠിക്കാനുള്ള വെല്ലുവിളികളിൽ പ്രധാനം ഇവിടത്തെ വായുസാന്ദ്രതതന്നെയാണ്. വളരെ കുറവാണ് ഈ സാന്ദ്രത. അതിൽത്തന്നെ 99 ശതമാനവും ചാർജില്ലാത്ത കണങ്ങൾ. ചാർജുള്ള കണങ്ങളായിരുന്നെങ്കിൽ ഭൂമിയിൽനിന്ന് റേഡിയോ സിഗ്നലുകൾ അയച്ച് അവയെ പഠിക്കാനാകും. പക്ഷേ, ചാർജില്ലാത്ത വാതകതന്മാത്രകളെ ഇത്തരത്തിൽ ഭൂമിയിൽനിന്ന് നോക്കി പഠിക്കുക ഏറെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്.

തെർമോസ്ഫിയറിലെ ഒരു ശതമാനം വരുന്ന ചാർജുള്ള കണങ്ങളെ റേഡിയോ സിഗ്നലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പഠിക്കാനാകും. പക്ഷേ, ബാക്കി 99 ശതമാനവും നമുക്ക് നഷ്ടമാകും.
ചെലവേറിയ ഉപകരണങ്ങളുള്ള ഉപഗ്രഹങ്ങളെ അയക്കുകയെന്നത്‌ മാത്രമായിരുന്നു അതിനുള്ള പ്രതിവിധി. അതിനാൽ യൂറോപ്യൻ സ്പേസ് ഏജൻസി വിക്ഷേപിച്ച SWARM പോലെയുള്ള ഉപഗ്രഹങ്ങളിലെ ചില ഡാറ്റകളെയൊക്കെ പ്രയോജനപ്പെടുത്തിയാണ് പഠനം നടത്തിയിരുന്നത്. ഇതിന്‌ പരിമിതികളേറെയായിരുന്നു. ഇവിടെയാണ് ക്യോട്ടോ സർവകലാശാലയിലെ മാമോരു യമമോട്ടോയുടെ ഗവേഷണസംഘം വ്യത്യസ്തമായി ചിന്തിച്ചത്. സ്പേസ് എക്‌സിന്റെ ആയിരക്കണക്കിന്‌ സ്റ്റാർ ലിങ്ക് ഉപഗ്രഹങ്ങളെ ഒരു സെൻസർപോലെ പ്രയോജനപ്പെടുത്തി. 1200ഓളം സ്റ്റാർ ലിങ്ക് ഉപഗ്രഹങ്ങളു‌ടെ എഫിമെറിസ് ഡാറ്റ ശേഖരിച്ച് അവർ കംപ്യൂട്ടർ സഹായത്തോടെ വിശകലനം ചെയ്തു. തന്മാത്രകളുമായുള്ള കൂട്ടിയിടിയിൽ ഓരോ ഉപഗ്രഹത്തിനും എത്രത്തോളം ഊർജനഷ്ടമുണ്ട്, വേഗതാവ്യതിയാനമുണ്ട് എന്നതെല്ലാം പഠിച്ചു. വിവരങ്ങളെല്ലാം ചേർത്ത് തെർമോസ്ഫിയറിലെ സാന്ദ്രതയുടെ ഒരു ദ്വിമാന മാപ് തയ്യാറാക്കി, ചരിത്രത്തിലാദ്യമായി.

ചരിത്രത്തിലാദ്യം

ടോമോഗ്രഫി എന്ന ഗണിതരീതി ഉപയോഗിച്ച് കംപ്യൂട്ടർ സഹായത്തോടെ ശരീരഭാഗത്തിന്റെ ത്രിമാനചിത്രം തയ്യാറാക്കുന്ന രീതിയാണ് സിടി സ്കാൻ. ശരീരത്തിനുചുറ്റും വിവിധ കോണുകളിൽനിന്ന് എക്സ്-റേ തരംഗങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് തുടർച്ചയായി ഫോട്ടോയെടുക്കും. ഈ ഫോട്ടോകളെ ഗണിതശാസ്ത്രപരമായ അൽഗോരിതങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ത്രിമാനചിത്രമാക്കി മാറ്റും. ഇതുപോലെ ഒരു രീതിയാണ് ഗവേഷകർ തെർമോസ്ഫിയറിന്റെ ഡാറ്റയിലേക്ക്‌ പകർത്തിയത്. ചരിത്രത്തിൽ ആദ്യമായി തെർമോസ്ഫിയറിലെ വായുസാന്ദ്രതയുടെ ഒരു ദ്വിമാന മാപ് .