Super-pressure Balloon-borne Imaging Telescope
સુપર પ્રેશર બલૂન-બોર્ન ઇમેજિંગ ટેલિસ્કોપ (સુપરબીઆઇટી) એક અત્યંત સ્થિર, ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન ટેલિસ્કોપ છે જે નાસાની સુપર પ્રેશર બલૂન (એસ. પી. બી.) સિસ્ટમ દ્વારા ઊર્ધ્વમંડળમાં કાર્ય કરે છે. દરિયાની સપાટીથી 40 કિમીની ઊંચાઈએ, ફૂટબોલ-સ્ટેડિયમ-કદના બલૂન અવકાશ-ગુણવત્તાની છબી મેળવવા માટે સુપરબીઆઇટીને (3500 પાઉન્ડ પર) પૃથ્વીના વાતાવરણની ઉપરના ઉપ-ભ્રમણકક્ષાના વાતાવરણમાં લઈ જાય છે. એક સંશોધન સાધન તરીકે, સુપરબીઆઇટીનું પ્રાથમિક વિજ્ઞાન લક્ષ્ય આકાશગંગાના સમૂહમાં અને બ્રહ્માંડના મોટા પાયે માળખામાં શ્યામ દ્રવ્યના વિતરણની સમજ પ્રદાન કરવાનું છે. અસંખ્ય પરીક્ષણ ઉડાન દ્વારા દર્શાવ્યા મુજબ, સુપરબીઆઇટી દ્વારા પેદા કરવામાં આવેલા સર્વેક્ષણ ડેટામાં હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ જેવી જ ગુણવત્તા અને ડેટા સંગ્રહ કાર્યક્ષમતા હોવાની અપેક્ષા છે, જ્યારે જેમ્સ વેબ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ (જેડબ્લ્યુએસટી), વેરા સી. રુબિન ઓબ્ઝર્વેટરી (અગાઉ એલએસએસટી) અને નેન્સી ગ્રેસ રોમન સ્પેસ ટેલિસ્કોપ (અગાઉ ડબલ્યુએફઆઇઆરએસટી) જેવી અન્ય આગામી વેધશાળાઓના સર્વેક્ષણને પૂરક બનાવે છે. તકનીકી વિગતો અને વિજ્ઞાનના લક્ષ્યાંકો સુપરબીઆઇટી એ 0.50 મીટર, વિશાળ ક્ષેત્ર, વિવર્તન-મર્યાદિત બલૂનથી જન્મેલું ટેલિસ્કોપ છે જે અવકાશ જેવી કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ અને કામગીરી હાંસલ કરવા માટે ઊર્ધ્વમંડળમાં કાર્યરત છે. નજીકના ઇન્ફ્રારેડ (900 એનએમ) થી નજીકના અલ્ટ્રાવાયોલેટ (300 એનએમ) સુધી ઓપ્ટિકલ સંવેદનશીલતા સાથે, સુપરબીઆઇટીનો ઉદ્દેશ આ ક્લસ્ટરોમાં શ્યામ દ્રવ્યની હાજરી અને સંબંધિત જથ્થાને અનુમાન કરવા માટે ગેલેક્સી ક્લસ્ટરોના ચોક્કસ નબળા ગુરુત્વાકર્ષણીય લેન્સિંગ માપન કરવાનો છે. બલૂનથી જન્મેલા વાતાવરણમાંથી ઉચ્ચ-ચોકસાઇ માપ પ્રાપ્ત કરવા માટે, આશરે 3500 પાઉન્ડ પર સુપરબીઆઇટી ગોંડોલા તેના ટેલિસ્કોપને સબ-આર્કસેકન્ડ ચોકસાઇ (થ્રી ડિગ્રી-ઓફ-ફ્રીડમ સ્ટેડીકેમની સમાન) માં સ્થિર કરે છે જ્યારે અત્યાધુનિક ઓપ્ટિક્સ સુપરબીઆઇટી કેમેરાને <50 મિલીઅરકસેકન્ડ્સ સુધી સ્થિર કરે છે. સ્થિરતાના આ સ્તર માટે ઉપયોગી સામ્યતા એ છે કે ટોરોન્ટોના સેન્ટર આઇલેન્ડ (આશરે 2.5 કિમી દૂર) થી સી. એન. ટાવરની ટોચ પર સોય દોરવી અને 60 મિનિટ સુધી દોરીને સોયની બાજુઓને સ્પર્શતા અટકાવવી. ચોકસાઈનું આ સ્તર, વિવર્તન-મર્યાદિત ઓપ્ટિક્સ અને વિશાળ 0.5-degree ફિલ્ડ-ઓફ-વ્યૂ સાથે જોડાયેલું છે, જે સુપરબીઆઇટીને હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપની હરીફ હોય તેવા લય અને ગુણવત્તા પર ખગોળીય સર્વેક્ષણ હાથ ધરવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. આ અર્થમાં, સુપરબીઆઇટીના મુખ્ય વિજ્ઞાન અને તકનીકી વિકાસ લક્ષ્યાંકોમાંથી એક એ છે કે ઝડપથી વિકસિત છતાં અત્યંત સક્ષમ ઉપ-કક્ષીય ખગોળશાસ્ત્રીય પ્લેટફોર્મને ખગોળશાસ્ત્રીય સમુદાય માટે સમકક્ષ અવકાશ-અથવા ઉપગ્રહ-આધારિત સમકક્ષ ક્ષમતાની પ્રણાલીના ખર્ચના અપૂર્ણાંક પર વધુ સુલભ બનાવવું. સુપરબીઆઇટી હાલમાં તેની સંપૂર્ણ કાર્યરત વિજ્ઞાન ઉડાન માટેની તૈયારીઓ કરી રહી છે, જે માર્ચ 2023માં ન્યૂઝીલેન્ડના વાનાકાથી શરૂ થવાની છે. સુપરબીઆઇટી નાસાની સુપરપ્રેશર બલૂન (એસ. પી. બી.) પ્રણાલી દ્વારા દરિયાની સપાટીથી આશરે 40 કિમીની ઊંચાઈએ કામગીરી શરૂ કરશે અને તેની જાળવણી કરશે. પરંપરાગત શૂન્ય-દબાણ બલૂન પ્રણાલીઓ પર આ પ્રમાણમાં નવીન એસ. પી. બી. પ્રણાલીનો ફાયદો એ છે કે સમતાપમંડળની કામગીરીને 30 દિવસથી વધુ સમય માટે દૈનિક ચક્ર દ્વારા ટેકો આપી શકાય છે, જે સુપરબીઆઇટીને નબળા-લેન્સિંગ વિજ્ઞાનની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે જરૂરી છબીઓ અને ડેટા એકત્રિત કરવામાં સક્ષમ બનાવે છે. ઇતિહાસ અને વિકાસ સુપરબીઆઇટી મૂળરૂપે બાર્થ નેટરફિલ્ડના બલૂન એસ્ટ્રોનોમી ગ્રૂપ (મૂળ નામ બલૂન-બોર્ન ઇમેજિંગ ટેસ્ટ-બેડ) ની આગેવાની હેઠળ યુનિવર્સિટી ઓફ ટોરોન્ટો ખાતે યુટીઆઇએએસના યોગદાન અને ઇજનેરી વિકાસ સાથે વિકસાવવામાં આવી હતી. 2012ના ઉનાળામાં શરૂ થયેલા ડિઝાઇન પ્રયાસો સાથે, મૂળ બી. આઈ. ટી. ટીમે 2015માં તેની પ્રથમ ઇજનેરી પરીક્ષણ ઉડાન પર બી. આઈ. ટી. નું નિર્માણ, સંયોજન, સંકલન, પરીક્ષણ અને પ્રક્ષેપણ કર્યું હતું. પ્રક્ષેપણ ટિમિન્સ, ઓન્ટારિયોથી થયું હતું અને કેનેડિયન સ્પેસ એજન્સી અને સી. એન. ઇ. એસ. દ્વારા તેને સુવિધા આપવામાં આવી હતી. આ ઇજનેરી સફળતાને પગલે, 2016 અને 2018ના ઉનાળામાં પ્રિન્સટન યુનિવર્સિટી, ડરહામ યુનિવર્સિટીના સેન્ટર ફોર એડવાન્સ્ડ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન અને જેટ પ્રોપલ્શન લેબોરેટરી (જે. પી. એલ.) ના સહયોગથી સતત ઇજનેરી સુધારાઓ અને એકંદર સાધન પ્રદર્શનમાં સુધારા સાથે સુપરબીઆઇટીનું નવીનીકરણ અને પુનઃપ્રારંભ કરવામાં આવ્યું હતું. આ બંને ઇજનેરી પરીક્ષણ ઉડાન માટે, પ્રક્ષેપણ પેલેસ્ટાઇન, ટેક્સાસથી થયું હતું અને નાસાની કોલંબિયા સાયન્ટિફિક બલૂન ફેસિલિટી દ્વારા તેને સુવિધા આપવામાં આવી હતી. 2019 માં, સુપરબીઆઇટીની તેની અંતિમ વિજ્ઞાન લાયકાત ઉડાન હતી, જે પ્રથમ ઉડાન હતી જેણે વિજ્ઞાન ઇમેજિંગ માટે અવકાશ-લાયક ટેલિસ્કોપ ઓપ્ટિક્સનો ઉપયોગ કર્યો હતો, અને અપગ્રેડ કરેલા કેમેરા. સુપરબીઆઇટીની ઉડાન પરીક્ષણ સ્થિરીકરણ પ્રણાલી સાથે, સીએનઇએસ-સીએસએ સાથે ઓન્ટારિયોના ટિમિન્સથી સુપરબીઆઇટી 2019ની ઉડાનમાં ઓપ્ટિકલ બેન્ડ તેમજ નજીકના ઇન્ફ્રારેડ અને નજીકના અલ્ટ્રાવાયોલેટમાં ઊર્ધ્વમંડળમાંથી વિશાળ ક્ષેત્ર, વિવર્તન-મર્યાદિત ઇમેજિંગ કરવાની મજબૂત ક્ષમતા દર્શાવવામાં આવી હતી. વનકા, ન્યુઝીલેન્ડથી તેની આગામી અને અંતિમ લાંબા ગાળાની ઉડાન દરમિયાન સુપરબીઆઇટી પ્રણાલીને વિજ્ઞાન કામગીરી માટે લાયક બનાવવા માટે જરૂરી આ અંતિમ પરીક્ષણ ઉડાન હતી, જેના પરિણામો આકાશગંગા સમૂહ અભ્યાસ, નબળા લેન્સિંગ વિજ્ઞાન અને શ્યામ દ્રવ્ય બ્રહ્માંડશાસ્ત્રમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપશે. વિજ્ઞાન અને ઇજનેરીમાં યોગદાન સુપરબીઆઇટીના પ્રાથમિક વિજ્ઞાન લક્ષ્યાંકો નબળા ગુરુત્વાકર્ષણીય લેન્સિંગ અને મોટા પાયે માળખાની આસપાસ કેન્દ્રિત હોવા છતાં, સુપરબીઆઇટીના વિકાસએ બલૂન-જન્મેલા ઇજનેરીના ક્ષેત્રોમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપ્યું છે, જે ઊર્ધ્વમંડળીય ઊંચાઇએ આકાશની પૃષ્ઠભૂમિના નજીકના-અલ્ટ્રાવાયોલેટથી નજીકના-ઇન્ફ્રારેડને માપે છે, અને સબઓર્બિટલ કામગીરી માટેની તકનીકો. ખાસ કરીને, સુપરબીઆઈટીએ વલણ ગતિશીલતા અને નિયંત્રણ; સબઓર્બિટલ મિકેનિકલ મોડેલિંગ અને ડિઝાઇન; થર્મલ મોડેલિંગ અને શમન; અને બલૂન-બોર્ન સાધનો માટે ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ તકનીકોના ક્ષેત્રોમાં બલૂન-બોર્ન પેલોડ માટે ધોરણો અને સામાન્ય ડિઝાઇન પધ્ધતિઓ સ્થાપિત કરી છે. સ્ટ્રેટોસ્ફેરિક ઊંચાઇ પર ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સમિશનને સુપરબીઆઇટી વિજ્ઞાનની સંવેદનશીલતાને વિગતવાર જાણ કરવા માટે ઊંડાણમાં માપવામાં આવ્યું હતું. સામાન્ય રીતે, આ માહિતી બલૂન-બોર્ન ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશનની વિશાળ શ્રેણીની રચના માટે ઉપયોગી છે. પેરાશૂટ દ્વારા ડેટા સંચાર ડાઉનલિંક સુપરબીઆઇટીના પ્રમાણમાં ઊંચા ડેટા દર માટે ડેટા જરૂરિયાતોને ટેકો આપવા માટે, સુપરબીઆઇટીના 2019 એન્જિનિયરિંગ પરીક્ષણ ઉડાન દરમિયાન ભૌતિક ડાઉનલિંકિંગ માટેની સિસ્ટમ વિકસાવવામાં આવી હતી, શરૂ કરવામાં આવી હતી અને તેનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. આ પ્રણાલી અને તેની આસપાસની ટ્રેકિંગ તકનીકો ઊર્ધ્વમંડળમાંથી જમાવટ કરવામાં અને જમીન પર ઉચ્ચ ચોકસાઈ સુધી પુનઃપ્રાપ્તિ કરવામાં સફળ રહી હતી, આમ સુપરબીઆઇટીની આગામી 2022 વિજ્ઞાન ઉડાન દરમિયાન વિજ્ઞાન ડેટાની અત્યંત વિશ્વસનીય "ડાઉનલિંક" ને મંજૂરી આપી હતી. આ પ્રણાલીનો ઉપયોગ હાલમાં સમાન માહિતી જરૂરિયાતો ધરાવતી સંખ્યાબંધ સમાન ઉચ્ચ ઊંચાઈની એપ્લિકેશનો માટે થઈ રહ્યો છે. વધુ ઉપયોગો ખગોળશાસ્ત્ર ઉપરાંત, ઉચ્ચ ચોકસાઇ વલણ ગતિશીલતા અને નિયંત્રણ અને અવકાશ અને નજીકના અવકાશ વાતાવરણમાંથી અત્યંત સ્થિર ઇમેજિંગ માટેના ઉપયોગોમાં સંશોધન અને વ્યાપારી ક્ષેત્રો બંનેમાં ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન પૃથ્વી નિરીક્ષણ અને ઉચ્ચ-બેન્ડવિડ્થ લેસર-આધારિત દૂરસંચાર પ્રણાલીઓનો સમાવેશ થાય છે. સુપરબીઆઇટીની અત્યાર સુધીની સફળતાને ધ્યાનમાં રાખીને, સુપરબીઆઇટીની મુખ્ય ટીમે સ્ટારસ્પેક ટેક્નોલોજીસની રચના કરી છે, જે એક સબઓર્બિટલ અને સ્પેસ-આધારિત ટેક્નોલોજી કંપની છે, જેનો હેતુ ખર્ચ અને એકંદર વિકાસના સમયમાં અવકાશ અને નજીકના અવકાશ વાતાવરણમાં પ્રવેશ માટેના અવરોધને ઘટાડવાનો છે. સુપરબીઆઇટીની સફળતાના આધારે, સ્ટારસ્પેક ટેક્નોલોજીસને હાલમાં નાસાના એક્સોપ્લેનેટ ક્લાઇમેટ ઇન્ફ્રારેડ ટેલિસ્કોપ પ્રોજેક્ટ સહિત સંખ્યાબંધ ઉચ્ચ ચોકસાઇવાળા સાધનો માટે કરાર કરવામાં આવ્યો છે, જેનો હેતુ ઊર્ધ્વમંડળમાંથી એક્સોપ્લેનેટ વાતાવરણની લાક્ષણિકતા દર્શાવવાનો છે. અલ્ટ્રાવાયોલેટ ખગોળશાસ્ત્ર બાહ્ય કડીઓ યુનિવર્સિટી ઓફ ટોરોન્ટો સુપરબીઆઇટી વેબસાઇટ પ્રિન્સટન યુનિવર્સિટી સુપરબીઆઇટી વેબસાઇટ ન્યૂઝ લેખ ગાર્ડિયન ન્યૂઝ લેખમાંથી ગિઝમોડો ન્યૂઝ લેખમાંથી ફોર્બ્સ મેગેઝિનના સંદર્ભો બલૂનથી જન્મેલા ટેલીસ્કોપમાંથી જુઓ.