ছায়া এবং পাওয়ার মিটার ছাড়া কিছুই না ব্যবহার করে চন্দ্র কক্ষপথে নেভিগেট করা

গভীর মহাকাশে আমাদের কাছে থাকা সমস্ত স্যাটেলাইটগুলিকে ট্র্যাক করার আমাদের ক্ষমতাকে মানবতা দ্রুত পরিপূর্ণ করতে শুরু করেছে। NASA-এর ডিপ স্পেস নেটওয়ার্ক (DSN) কয়েক দশক ধরে এই জাতীয় জিনিসগুলি ট্র্যাক করার জন্য ওয়ার্কহরস হয়েছে, তবে এটি প্রাপ্ত অনুরোধের সংখ্যায় দ্রুত অভিভূত হচ্ছে। যার ফলে সম্প্রতি চালু হওয়া কিছু মিশন ট্র্যাক করা কঠিন করে তোলে। অ্যাডভান্সড স্পেস, স্পেস এক্সপ্লোরেশন ইঞ্জিনিয়ারিং, এবং টেক্সাস এএন্ডএম-এর যথাক্রমে ইয়ান ডাউন, জেমস ম্যাকএলরেথ এবং মনোরঞ্জন মাজির কাছ থেকে arXiv-এ প্রি-প্রিন্টে উপলব্ধ একটি নতুন কাগজ, সেই ট্র্যাকিং সমস্যার একটি বিনা খরচে সমাধান দেয় – এটি কোথায় আছে তা নির্ধারণ করতে একটি মহাকাশযানের গ্রহন থেকে সৌর অ্যারে ডেটা ব্যবহার করুন।

সৌর প্যানেল আউটপুট এমন কিছু যা প্রতিটি মহাকাশযান ইতিমধ্যেই ট্র্যাক করে, সাধারণত সর্বাধিক পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিং (MPPT) আকারে, এটি একটি অ্যালগরিদম যা সূর্যের দিকে একটি নৈপুণ্যের সৌর পালকে নির্দেশ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যাতে এটি প্রাপ্ত আগত সৌর বিকিরণের পরিমাণ সর্বাধিক করে। কিন্তু গ্রহন, যেখানে একটি মহাকাশযান নিজেকে এমনভাবে অবস্থান করে যাতে একটি দেহ তার এবং সূর্যের মধ্যে প্রদক্ষিণ করে, এটিও এমন কিছু যা প্রতিটি মহাকাশযানের অভিজ্ঞতা হয়, অন্তত কিছু সময়ের জন্য।

প্রকৌশলীরা সাধারণত ইচ্ছাকৃতভাবে গ্রহন এড়াতে অনেক সময় ব্যয় করে, কারণ তারা মহাকাশযানের জন্যই সত্যিই কঠিন হতে পারে। সৌর অ্যারেগুলি বিদ্যুৎ উৎপাদন বন্ধ করে, ব্যাটারি নিষ্কাশন করে এবং নৈপুণ্যের সবকিছু অনেক বেশি ঠান্ডা হয়ে যায়। যাইহোক, মহাকাশযানের সৌর প্যানেল জুড়ে সেই ব্ল্যাকআউটগুলি কীভাবে ভ্রমণ করে তার সুনির্দিষ্ট সময় মূল্যবান তথ্য রাখে।

ফ্রেজার জ্যোতির্বিজ্ঞানবিদ ডক্টর অ্যারন রোজেনগ্রেনের সাক্ষাৎকার নিয়েছেন, চন্দ্রের কক্ষপথের তিন-দেহের সমস্যা সম্পর্কে কথা বলছেন।

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা উন্নত গ্রহের মানচিত্র ব্যবহার করে বছর আগে সূর্য, পৃথিবী এবং চাঁদের সঠিক অবস্থান জানেন। আমরা এই তিনটি দেহের উপর কতটা ডেটা সংগ্রহ করেছি তা বিবেচনা করে, আমরা মহাকাশে এই তিনটি দেহের ছায়াগুলির সুনির্দিষ্ট আকার এবং অবস্থানগুলিও জানি। প্রতিটি ছায়া দুটি নেস্টেড শঙ্কু নিয়ে আসে – পেনাম্ব্রা, যেখানে সূর্য আংশিকভাবে অবরুদ্ধ, এবং আমব্রা, যেখানে এটি সম্পূর্ণভাবে কাটা হয়।

যখন একটি মহাকাশযান সেই শঙ্কুগুলির মধ্যে একটি অতিক্রম করে, তখন তার সৌর প্যানেলে আঘাতকারী সৌর বিকিরণের পরিমাণ দ্রুত হ্রাস পায়, কিন্তু এই গ্রহনগুলিকে মোকাবেলা করার জন্য সেখানে অন-বোর্ড ব্যাটারি ইঞ্জিনিয়ারদের স্থাপন করার কারণে এর ইলেকট্রনিক্স কাজ চলতে থাকে। সুনির্দিষ্ট টাইমস্ট্যাম্প রেকর্ড করে যেখানে ভোল্টেজ কমতে শুরু করে, এবং যখন মহাকাশযানটি ছায়া ছেড়ে চলে যাওয়ার পরে এটি আবার ফিরে আসতে শুরু করে, একটি নেভিগেশন অ্যালগরিদম কোনও ক্যামেরা, স্টার ট্র্যাকার বা রেডিও সংকেতের প্রয়োজন ছাড়াই মহাকাশে এর ত্রিমাত্রিক অবস্থান নির্ধারণ করতে পারে।

এটি তত্ত্বে সহজ শোনায়, কিন্তু বাস্তবে সেই সুনির্দিষ্ট পরিমাপ সঠিক হওয়া কঠিন। চাঁদের কোনো বায়ুমণ্ডল নেই, তাই এর ছায়া খুব ঝাঁকুনিপূর্ণ এবং এর পৃষ্ঠে থাকা পাহাড় ও গর্তগুলোকে ট্র্যাক করে। এই বৈশিষ্ট্যগুলির প্রতিটি কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে গ্রহনের সময় পরিবর্তন করতে পারে। অন্যদিকে, পৃথিবী হল মোমের একটি সম্পূর্ণ অন্য বল – বা গ্যাস এবং পাথরের বল যেমনটি হতে পারে। এটি মেরুতে সামান্য ছিটকে গেছে, এবং এর বায়ুমণ্ডল সূর্যকে অস্পষ্ট করতে পারে, সেইসাথে এর ছায়াকে প্রসারিত করতে পারে, মহাকাশযানটি যে কোনও সময়ে গ্রহের কোন অংশের উপর দিয়ে যাচ্ছে তা সঠিকভাবে পার্থক্য করা কঠিন করে তোলে।

ফ্রেজার মহাজাগতিক আপনার পথ খুঁজে বের করার বিভিন্ন কৌশল সম্পর্কে কথা বলেন।

এই সমস্যাটি সমাধান করার জন্য, গবেষকরা পৃথিবীর ছায়া দ্বারা আচ্ছাদিত চন্দ্রের গর্তের 22,000টিরও বেশি ঐতিহাসিক পর্যবেক্ষণের একটি ডেটাসেটের দিকে ফিরে যান, যেটি 1842 থেকে 2011 সালের মধ্যে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সংগ্রহ করেছিলেন। এই ডেটা ব্যবহার করে, অ্যালগরিদম পৃথিবীর ছায়ার কিছু অংশকে ম্যাপ করতে সক্ষম হয়েছিল যেখানে নির্দিষ্ট স্থলভাগের বিশেষ বৈশিষ্ট্যগুলির উপর একটি নির্দিষ্ট স্থান অতিক্রম করার অনুমতি দেয়। গ্রহন

সিস্টেম কাজ করে প্রমাণ করার জন্য, গবেষকরা আরেকটি আকর্ষণীয় ডেটা সেট ব্যবহার করেছেন – CAPSTONE থেকে প্রকৃত ফ্লাইট টেলিমেট্রি, অ্যাডভান্সড স্পেস দ্বারা পরিচালিত একটি কিউবস্যাট মিশন, যেখানে প্রধান লেখক মিস্টার ডাউন কাজ করেন। CAPSTONE, যেটি NASA-এর এখন বন্ধ থাকা চন্দ্র গেটওয়ের জন্য কক্ষপথ পরীক্ষা করার উদ্দেশ্যে ছিল, সম্প্রতি 2026 সালের জুলাই মাসে তার মিশন সম্পূর্ণ করেছে। কিন্তু 11ই জানুয়ারী 2026-এ এটি চাঁদের ছায়ার মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করেছে, এর সৌর প্যানেলের ভোল্টেজ 23V থেকে শূন্যের কাছাকাছি নেমে গেছে, তারপরে সূর্যের আলো আবার 3V-এ ধাক্কা দিলে।

সেই ডেটা ব্যবহার করে, গবেষকরা ক্যাপস্টোনের আসল পথের 15 সেকেন্ডের মধ্যে মহাকাশযানের প্রবেশ এবং চাঁদের ছায়ায় প্রস্থান করার সময় নির্ধারণ করেছেন। বাস্তব-জীবনের ডেটাতে অ্যালগরিদম চালানোর পাশাপাশি, তারা এমন একটি দৃশ্যেরও অনুকরণ করেছে যেখানে একটি মহাকাশযান গ্রাউন্ড স্টেশনগুলির সাথে একটি চেক-ইন মিস করেছে এবং তার অবস্থানের অনিশ্চয়তা কয়েক কিলোমিটারের মধ্যে চলে গেছে। আর কোনো তথ্য ছাড়াই গ্রহন সংক্রান্ত তথ্য প্রক্রিয়াকরণ অনিশ্চয়তাকে ৬০%-এর বেশি কমিয়ে দেয়

সম্ভবত এই পুরো সিস্টেমের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল এটি মূলত বিনামূল্যে। এটির জন্য কোনো অতিরিক্ত হার্ডওয়্যারের প্রয়োজন হয় না, বা মহাকাশযানের পরিভাষায় “শূন্য-আকার ওজন এবং শক্তি” (শূন্য-SWaP)। পরিষ্কার হতে, এটি সম্পূর্ণরূপে স্থল-ভিত্তিক রেডিও ট্র্যাকিং প্রতিস্থাপন করে না। কিন্তু এটি একটি নিরাপত্তা জাল প্রদান করে। এবং যত বেশি সংখ্যক মহাকাশযান নিম্ন পৃথিবীর কক্ষপথের বাইরে যেতে শুরু করে এবং আমাদের সক্রিয় ট্র্যাকিং সিস্টেমগুলিকে অভিভূত করতে থাকে, সেই শূন্য-খরচ নিরাপত্তা জালটি সত্যিই খুব মূল্যবান প্রমাণিত হতে পারে।

আরও জানুন:

IM Down, J. McElreath, & M. Majji – Cislunar Space-এ নেভিগেশনের জন্য Eclipse Observables

UT – একটি ছোট উপগ্রহ প্রতি মাসে একটি নিখুঁত সূর্যগ্রহণ দেখতে পারে

UT – ESA এর নতুন মিশন প্রতিদিন একটি সূর্যগ্রহণ দেখতে পারে

UT – জিপিএস নক্ষত্রপুঞ্জকে প্রবাহিত থেকে রক্ষা করতে, চাঁদের দিকে তাকান