उपग्रह संदेशवहन

उपग्रह संदेशवहन: दूरध्वनी, दूरचित्रवाणी इत्यादींच्या साहाय्याने होणारे संदेशवहन कृत्रिम उपग्रहांद्वारे करण्याच्या पद्धतीस उपग्रह संदेशवहन म्हणतात. सूक्ष्मतरंग म्हणजे ज्यांची कंप्रता (दर सेकंदास होणारी कंपन संख्या) १,००० ते १०,००० दशलक्ष हर्ट्झ‌ (कंप्रता मोजण्याचे एकक, हर्ट्झ‌ या शास्त्रज्ञांच्या नावावरून) या मर्यादांमध्ये आहे असे विद्युत् कर्षुकीय तरंग वापरून दृष्टीच्या टप्प्यांतील स्थळाबरोबर संदेशवहन करणे हा संदेशवहनाचा अत्यंत कार्यक्षम व परिणामकारक प्रकार आहे, कारण संदेशवहनाच्या या प्रकारामध्ये अतिशय रुंद कंप्रता पट्टा उपलब्ध होऊ शकतो. एखाद्या प्रणालीच्या (संदेशवहन पद्धतीच्या) साहाय्याने जास्तीत जास्त किती अवगमाचे (माहितीयुक्त संदेशांचे) संदेशवहन करता येईल याचे मोजमाप करण्याचे साधन म्हणजे कंप्रता पट्ट्याची रुंदी होय. दूरचित्र परिवाहाच्या (संदेशवाहक मार्गाच्या) कंप्रता पट्ट्याची रुंदी ४·५ ते ६ दशलक्ष हर्ट्झ‌ असते. एवढ्या रुंदीच्या कंप्रता पट्ट्यामध्ये ६०० दूरध्वनी परिवाह अगर १३,२०० दूरलेखा (टेलिग्राफ) परिवाह सामावू शकतात.

प्रेषकापासून (संदेश पाठविणाऱ्या साधनापासून) ग्राहीपर्यंत (संदेश ग्रहण करणाऱ्या साधनापर्यंत) सूक्ष्म तरंगांचे वहन सरळ रेषेतच होऊ शकते. अर्थातच पृथ्वी गोलाकृती असल्यामुळे पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर लांब अंतरावर असलेल्या दोन स्थळांमध्ये सूक्ष्मतरंगांच्या साहाय्याने संदेशवहन करावयाचे असल्यास एक तर त्या दोन स्थळांना सरळ रेषेत जोडणारा मार्ग उपलब्ध होण्यासाठी खूप उंचीच्या मनोऱ्यावर आकाशक (संदेश वाहक तरंगाचे प्रेषण किंवा ग्रहण करणारे साध, अँटेना) उभारावे लागतील किंवा दर ४०–५० किमी. अंतरावर पुनः प्रेषण केंद्रे ठेवावी लागतील. अटलांटिक महासागरापार संदेशवहन करण्याकरिता सरळ रेषेतील तरंगमार्ग उपलब्ध करून द्यावयाचा असल्यास ७२० किमी. उंचीचा मनोरा उभारावा लागेल. अर्थात हे करणे अशक्य आहे. परंतु कृत्रिम उपग्रह आकाशात उंच जागी ठेवता आल्यास हे कार्य सुलभपणे व आपणास हवे तसे होऊ शकेल. पृथ्वीच्या बऱ्याच मोठ्या पृष्ठभागाशी संपर्क साधण्याची शक्यता, प्रणालीची कार्यसुलभता व संदेशाची स्पष्टता हे अशा संदेशवहन प्रणालीचे विशेष फायदे आहेत शिवाय अशा प्रणालीच्या कार्यावर वातावरणनिर्मित, आयनांबरनिर्मित (विद्युत् भारित अणु- रेणू वा मुक्त इलेक्ट्रॉन यांनी युक्त असलेल्या उच्चतर वातावरणातील भागामुळे निर्माण होणाऱ्या) अगर सौर क्षोभांचा (तीव्र खळबळींचा) परिणाम होत नाही. अशा प्रणालींमध्ये विविध प्रवेशी (विविध प्रकारच्या संदेशवहन पद्धती वापरून उपग्रहाला संदेश पोचविण्याच्या) सोयींचा वापरही करता येतो.

संदेशवहनासाठी कृत्रिम उपग्रहांचा उपयोग करण्याची कल्पना प्रथम आर्थर सी. क्लार्क यांनी १९४५ मध्ये सुचविली. परंतु १९५८ मध्ये ‘स्कोअर’ हा कृत्रिम उपग्रह अमेरिकेने आकाशात सोडला तेव्हाच ही कल्पना प्रत्यक्षात उतरली.

संदेशवाहक कृत्रिम उपग्रहांचे वर्गीकरण: संदेशवहनासाठी वापरावयाच्या उपग्रहांचे दोन प्रमुख वर्ग आहेत : (१) निष्क्रिय व (२) क्रियाशील. पृथ्वीवरील एका ठिकाणाहून आलेला संकेत परावर्तित करून दुसऱ्या ठिकाणी पाठविणे एवढेच कार्य निष्क्रिय उपग्रहाकडून केले जाते. अशा उपग्रहामध्ये संकेताचे विवर्धन (राशीचे मान वाढविणे) होत नाही. त्यामुळे अशा उपग्रहामध्ये इलेक्ट्रॉनीय प्रतिसाद प्रेषकांची (ग्राही व प्रेषक एकत्र असलेल्या संदेशवाहक उपकरणाची) किंवा विवर्धकाची योजना केलेली नसते. वेस्टफोर्ड पद्धती हा आणखी एक निष्क्रिय प्रकार आहे (याचे विवेचन पुढे आलेले आहे). या प्रकारामध्ये धातूंचे लहान लहान असंख्य तुकडे पृथ्वीभोवती अवकाशात एका पट्ट्या प्रमाणे पसरून ठेवलेले असतात व संकेत परावर्तित करण्याचे कार्य त्यांच्याकडून होते.

क्रियाशील उपग्रहामध्ये इलेक्ट्रॉनीय प्रतिसाद प्रेषकांची योजना केलेली असून पृथ्वीवरून येणारे संकेत ग्रहण केले जातात व त्यांचे विवर्धन करून ते पुन्हा प्रेषित केले जातात. हे पुनःप्रेषणाचे कार्य संकेत ग्रहण केल्यानंतर योग्य तितका काळ जाऊ देऊन नंतर करण्यात येते किंवा ताबडतोबही करण्यात येते. पहिल्या प्रकारास ‘विलंब प्रकार’ व दुसऱ्यास ‘सत् काल प्रकार’ अशा संज्ञा देण्यात आलेल्या आहेत.

निष्क्रिय उपग्रह: (अ) एको-१ व एको-२: अमेरिकेने अनुक्रमे १९६० व १९६४ मध्ये क्षेपित केलेले हे दोन्ही उपग्रह प्रचंड प्‍लॅस्टिक गोलांच्या स्वरूपात होते. त्यांच्या पृष्ठभागावर बाहेरून ॲल्युमिनियमाचा थर देऊन त्यांची रेडिओ तरंग परावर्तित करण्याची क्षमता ९५ ते ९८ टक्क्यांपेक्षाही जास्त करण्यात आलेली होती. या थरामुळे उपग्रहाकडून रेडिओ तरंगांचे समदिक् (सर्व दिशांना सारखे) परावर्तन केले जाई. प्रत्यक्षात गोलाच्या पृष्ठभागाचा फारच थोडा भाग जमिनीवरील ग्रहण केंद्राकडे ऊर्जेचे परावर्तन करण्याचे कार्य करतो. त्यामुळे निष्क्रिय उपग्रह वापरण्यात ऊर्जेचा अपव्यय होतो. तथापि साधी व सोपी कार्यपद्धती, उपग्रहामध्ये कोणत्याही इलेक्ट्रॉनीय प्रणालींचा वापर केलेला नसल्यामुळे बिघाड होण्याची असंभाव्यता तसेच त्याच्या दिक्‌स्थितीचा त्यांच्या कार्यप्रवणतेवर परिणाम होत नाही. हे निष्क्रिय उपग्रहांचे तौलनिक फायदे होत (आ. १).

वातावरण, आयनांबर व मुक्त अवकाश यांचे रेडिओ तरंगांच्या प्रसारणावर कसे परिणाम होतात यांसंबंधीची माहिती या उपग्रहांमुळे शास्त्रज्ञांना मिळाली. त्याचप्रमाणे पृथ्वी भोवतालच्या वातावरणाच्या थरांचे गुणधर्म व सौर प्रारणाचा (तरंगरूपी ऊर्जेचा) दाब यांसंबंधीची पुष्कळ नवीन माहिती उपलब्ध झाली. विविध प्रवेशी व्यवस्थेची तांत्रिक शक्यताही या प्रयोगांनी सिद्ध झाली. दूरटंकलेखन, मानवी आवाज, अनुचित्र (दूर अंतरावर प्रत तयार करण्यासाठी विद्युत् संदेशाद्वारे पाठविण्यात येणारे स्थिर चित्र) आणि दूरचित्र या सर्व प्रकारच्या संदेशवहनांसाठी या उपग्रहांचा उपयोग करता आला. पाश्चिमात्य राष्ट्रे व सोव्हिएट रशिया यांच्यामधील अवकाश संशोधन विषयक सहकार्याचा एको-२ हा पहिला कार्यक्रम होता. एको प्रकल्पानंतर अमेरिकेच्या नॅशनल एरॉनॉटिक्स अँड स्पेस ॲडमिनिस्ट्रेशन (नासा) विभागाने निष्क्रिय उपग्रहांची मालिका संपविली व क्रियाशील उपग्रहांचा उपक्रम सुरू केला.

(आ) वेस्टफोर्ड प्रकल्प : (आ. २). ही एक अगदी निराळी पद्धती होती. मे १९६३ मध्ये तांब्याचे लक्षावधी तंतू (द्विध्रुव हा सारख्याच मूल्याचे व परस्परांशी विरुद्ध असलेल्या अत्यल्प अंतरावरील दोन विद्युत् भारांनी बनलेला असतो) अवकाशांत सोडून या तंतूंचा ६४,००० किमी. लांब, ३२ किमी. जाड व ३२ किमी. रुंद असा एक पट्टा आकाशात पृथ्वीपासून ठराविक अंतरावर तयार करण्यात आला. या द्विध्रुवांमुळे रेडिओ तरंगांचे समदिक् पुनःप्रारण होई. अतिशय संवेदनक्षम दिशिक आकाशक (ठराविक दिशेतून येणारे विद्युत् कर्षुकीय तरंग ग्रहण करणारे किंवा सोडणारे साधन) या पट्ट्याकडून येणारे प्रारण ग्रहण करण्यासाठी उभारून हे पुनःप्रेषित संकेत वेचून घेता आले. या प्रयोगांनी असे समजून आले की, मानवी आवाजाचे संदेशवहन समाधानकारकपणे करण्यासाठी ५०० पट अधिक संस्थेने असे द्विध्रुव अवकाशात पसरावे लागतील. यामुळे व ज्योतिषशास्त्रीय वेध घेण्यास अडचणी निर्माण होण्याची शक्यता असल्यामुळे हा प्रकल्प पुढे सोडून देण्यात आला.

क्रियाशील उपग्रह: (अ) स्कोअर: डिसेंबर १९५८ मध्ये अमेरिकेच्या भूदलाकडून केप केनेडी येथून हा पहिला संदेशवाहक उपग्रह सोडण्यात आला. अवकाशातून मानवी आवाजाचे प्रेषण स्कोअर उपग्रहाने प्रथम केले.

(आ) कुरिअर: हा क्रियाशील पुनःप्रेषक उपग्रह ऑक्टोबर १९६० मध्ये सोडण्यात आला. पुनःप्रेषणापूर्वी संकेतांचे विवर्धन करण्याची व्यवस्था यामध्ये होती. हा प्रयोग अमेरिकेच्या सेनादलाने केला. संगणकाच्या (गणित कृत्ये करणाऱ्या यंत्राच्या) साहाय्याने विशिष्ट संकेतन (संकेत रूपांतरणाची क्रिया) वापरून उपग्रहाला कार्यान्वित करण्यात आले.

(इ) ऑस्कर: तारायंत्राने संदेश पाठविण्याकरिता वापरण्यात येणाऱ्या मोर्स संकेतन पद्धतीने फक्त Hi हा अभिवादनात्मक संकेत प्रेषित करणाऱ्या ऑस्कर-१ या उपग्रहाने हौशी लोकांच्या रेडिओ संदेशवहनास चालना देण्यास मदत केली. ऑस्कर-२ हा याच प्रकारचा उपग्रह होता. ऑस्कर-३ मध्ये मात्र २ मी. लांबीचा प्रतिसाद प्रेषक वापरण्यात आला होता.

(ई) (मोलनिया): सोव्हिएट रशियाने मोलनिया मालिकेत अनेक क्रियाशील उपग्रह सोडले. दूरसंदेशवहन व उपयोजन तंत्रविद्या (वातावरणविज्ञान, नौकानयन, हवेचे नियंत्रण यांसारख्या विषयांतील संशोधनासाठी कृत्रिम उपग्रहांचा उपयोग करून मानवी समस्या सोडविण्याच्या हेतूने विकसित करावयाची तंत्रविज्ञा) यांमध्ये प्रगती करणे हा या मालिकेचा हेतू होता.

(उ) टेलस्टार: हा उपग्रह जुलै १९६२ मध्ये अमेरिकेने सोडला. क्रियाशील पुनःप्रेषक उपग्रह म्हणून याने मोठे यश मिळविले. यूरोपखंड व अमेरिका यांच्या दरम्यान दूरचित्राच्या ५० कार्यक्रमांचे प्रेषण याच्या साहाय्याने करण्यात आले. संदेशवहनाच्या सर्व प्रकारांचे प्रेषण करू शकणारा हा पहिलाच उपग्रह होता. वातावरणात उंच जागी करण्यात आलेल्या अणुबाँब स्फोटांतून निर्माण झालेल्या प्रारणाने उपग्रहातील आज्ञा-मंडलात (पृथ्वीवरून आज्ञा-संदेश पाठवून कार्यान्वित होणाऱ्या मंडलात) वापरलेल्या ट्रँझिस्टरांमध्ये बिघाड उत्पन्न झाल्यामुळे याचे संदेशवहन कार्य संपुष्टात आले. मे १९६३ मध्ये क्षेपित करण्यात आलेला टेलस्टार-२ सर्वसाधारणपणे टेलस्टार-१ प्रमाणेच होता परंतु यामधील इलेक्ट्रॉनीय मंडलांचे प्रारणापासून संरक्षण करण्याची अधिक चांगली व्यवस्था करण्यात आली होती.

(ऊ) रीले-१ व रीले-२: नासाने रिले-१ या प्रायोगिक उपग्रहाचे क्षेपण डिसेंबर १९६२ मध्ये केले. दूरटंकलेखन, मानवी आवाज, अनुचित्र व दूरचित्र या सर्व प्रकारांचे प्रेषण याच्या साहाय्याने करता आले. याची लांबी सु. ८४ सेंमी. व वजन सु. ७८ किग्रॅ. होते. अमेरिकेचे त्यावेळचे राष्ट्राध्यक्ष केनेडी यांच्या खुनाची बातमी रीले-१ वरून प्रसृत करण्यात आली होती. रिले- १ च्या साहाय्याने संयुक्त संस्थाने व दक्षिण अमेरिकेतील देश यांच्यामध्ये प्रथमच उपग्रहाद्वारे संदेशवहन करण्यात आले. रिले-२ (जानेवारी १९६४) म्हणजे रिले-१ ची सुधारित आवृत्ती असून याच्या साहाय्याने अनेक प्रकारच्या चाचण्या व प्रयोग करण्यात आले व दूरचित्रवाणीच्या माध्यमातून महासागरापार वार्तापत्रे पाठविण्यात आली.

समकालिक उपग्रह: टेलस्टार आणि रिले यांसारख्या उपग्रहांमुळे खंड न पडू देता दिवसाचे २४ तास संदेशवहन सेवेची सोय होऊ शकली नाही. ज्याची कक्षा समकालिक आहे म्हणजे ज्याचा पृथ्वीभोवतीचा परिभ्रमणकाल पृथ्वीच्या अक्षीय परिभ्रमणकालाइतकाच किंवा २४ तास आहे, अशा उपग्रहामुळे मात्र अशी सेवा उपलब्ध होऊ शकते. उपग्रहाच्या गतिनियमांवरून असे दाखवून देता येते की, ३५,६८० किमी. उंचीवरून विषुववृत्ताच्या प्रतलामध्ये पृथ्वीभोवती फिरणाऱ्या उपग्रहाची कक्षा समकालिक कक्षा असेल. ही कक्षा विवृत्ताकृती (लंबवर्तुळाकार) न राहता वर्तुळाकृती असली पाहिजे. अशा परिस्थितीत पृथ्वीच्या तुलनेने उपग्रह स्थिर राहील. इतक्या उंचीवरून उपग्रहाच्या दृष्टीच्या टप्प्यात पृथ्वीचा बराच मोठा पृष्ठभाग येईल. अशा तऱ्हेचे तीन उपग्रह एकमेकांपासून योग्य अंतरावर ठेवले, तर मनुष्यवस्ती असलेला पृथ्वीचा सर्व भाग त्यांच्या ‘दृष्टीच्या टप्प्यात’ येईल, हे आ. ३ वरून स्पष्ट होईल. चार उपग्रह ठेवले, तर सर्व जग त्यांच्या दृष्टीच्या टप्प्यात येईल. अशा उपग्रहांच्या मार्ग-निरीक्षणासाठी गुंतागुंतीची यंत्रणाही लागणार नाही.

(अ) सिंकॉम-१ व २: सिंकॉम-१ चे क्षेपण १४ फेब्रुवारी १९६३ रोजी करण्यात आले. परंतु पाच मिनिटांतच तो नाहीसा झाला. यानंतर पाच महिन्यांनी सिंकॉम-२ चे क्षेपण करण्यात आले. परंतु तो समकालीक कक्षेमध्ये स्थिरावू शकला नाही कारण त्याच्या क्षेपणासाठी वापरलेला डेल्टा अग्‍निबाण पुरेसा शक्तिमान नव्हता. परंतु एका अर्थाने समकालिक उपग्रहाकडून असलेल्या काही अपेक्षा त्याच्याकडून पुऱ्या झाल्या. या उपग्रहांद्वारे विषुववृत्तावरील फुगवटा असलेल्या काही स्थानांविषयी वैज्ञानिक माहिती मिळविता आली.

(आ) सिंकॉम-३: वाढीव रेट्याचा डेल्टा अग्‍निबाण वापरून याचे ऑगस्ट १९६४ मध्ये क्षेपण करण्यात आले. हा अग्‍निबाण ह्यूजेस एअरक्राफ्ट कंपनीने नासासाठी तयार केला. त्याच्या पहिल्या टप्प्यामुळे १,५०,९०९ किग्रॅ. मूल्याचा रेटा निर्माण केला गेला. १९ ऑगस्ट १९६४ या दिवशी उपग्रहावरच बसविलेल्या हायड्रोजन पेरॉक्साइड परिचालकाच्या (पुढे जाण्याची गती देणाऱ्या पदार्थाच्या) साहाय्याने त्याचे समकालिक कक्षेमध्ये क्षेपण करण्यात आले. त्याच्या कक्षेचा विषुववृत्ताच्या पातळीशी होणारा कोन एक अंशापेक्षाही पुष्कळ कमी करण्यात आला होता व अशा रीतीने तो पृथ्वीवरून स्थिर दिसणारा पहिला उपग्रह ठरला. १९६४ मध्ये जपानमध्ये झालेल्या ऑलिंपिक सामन्यांचे दूरचित्र प्रक्षेपण सिंकॉम-३ च्या द्वारा संयुक्त संस्थानांमध्ये व तेथून रिले-१ च्या साहाय्याने यूरोप खंडातील देशांमध्ये करण्यात आले. हे जवळ जवळ सत् काल दूरचित्र प्रेषण होते.

समकालिक उपग्रह स्थिर राहण्याकरिता व अवकाशात त्याचे नियंत्रण करता येण्यासाठी पुढील गोष्टी आवश्यक आहेत : (१) घूर्णीप्रमाणे [फिरणाऱ्या भोवऱ्याप्रमाणे, → घूर्णी] स्थिर राहण्यासाठी उपग्रहाला परिवलनी (स्वतःभोवती फिरण्याची) गती दिली पाहिजे. (२) परिवलनी गती असलेल्या उपग्रहाचा पृथ्वीशी सतत संपर्क राहील अशा तऱ्हेने उपग्रहावरील आकाशकाचा अभिकल्प (योजना) केला पाहिजे. (३) कक्षेचा कोन व उपग्रहाचा वेग यांचे नियंत्रण करून उपग्रहाचे स्थान व अनुस्थिती (तीन अक्षांच्या संदर्भाने दाखविलेली स्थिती) यांत बदल करण्यासाठी स्पंद-जेटची (ठराविक कालाने रेटा देणाऱ्या जेट एंजिनाची) व्यवस्था उपग्रहावर केली पाहिजे. (४) पुरेशी शक्ती व संदेशवहन क्षमता असलेली परंतु वजनाने हलकी, कमी जागा व्यापणारी व प्रारणापासून संरक्षित अशी इलेक्ट्रॉनीय मंडले वापरली पाहिजेत.

उपयोजन तंत्रविद्याविषयक उपग्रह: उपग्रहांचे स्थैर्य व कक्षेतील आयुर्मान या गोष्टींशी संबंधित अशा अनेक समस्यांविषयी संशोधन करण्यासाठी आणि परिवलन व गुरुत्व-प्रवणता (गुरुत्वाकर्षणातील चढउतार) यांच्या साहाय्याने कक्षेतील अवकाशयानाला स्थैर्य प्राप्त करून देण्याविषयी प्रयोग करण्यासाठी हा कार्यक्रम सुरू करण्यात आला आहे. संदेशवहनासाठी वापरावयाच्या व्यापारी उपग्रहांच्या संदर्भात या प्रयोगांना महत्त्व आहे. या उपग्रहांना ए टी एस (ॲप्‍लिकेशन्स टेक्‍नॉलॉजी सॅटेलाइट) अशी संज्ञा देण्यात आली आहे.

ए टी एस-१ चे क्षेपण डिंसेबर १९६६ मध्ये करण्यात आले. जमिनीवरील स्थानके व खूप उंचीवरून जाणारी जेट विमाने यांच्यामध्ये या उपग्रहाच्या साहाय्याने संपर्क जोडण्यात आला. ए टी एस-३ या उपग्रहामध्ये अत्यंत उच्च कंप्रतेची संदेशवहन उपप्रणाली ठेवण्यात आली होती. या उपप्रणालीमध्ये दोन सूक्ष्मतरंग पुनःप्रेषकांचा समावेश करण्यात आला होता. जमिनी वरील दोन किंवा अधिक स्थानकांना एकाच अवंकाशयानाचा उपयोग करता येईल अशी प्रणाली शोधून काढण्यासाठी याचा उपयोग झाला. १२०० एकमार्गी व ६०० द्विमार्गी (म्हणजे दोन्ही बाजूंनी बोलता येईल अशा) आवाज संदेशवहन मंडलांची सोय या उपग्रहात केलेली होती.

अनेक लहान लहान स्थानकांना उपग्रहाद्वारे दूर अंतरावरील ठिकाणांशी संदेशवहन करता येईल अशा प्रणाली शोधून काढण्यासाठी ए टी एस उपग्रहांचा नासा विभागाला उपयोग होत आहे. पृथ्वीभोवती फिरणाऱ्या व इतर ग्रहांकडे सोडलेल्या अवकाशयानांना उपग्रहांद्वारे माहितीरूप संदेश पाठविणे व सामुदायिक निरीक्षणासाठी योजलेल्या व शैक्षणिक स्वरूपाच्या दूरचित्रवाणी कार्यक्रमांचे प्रसारण करण्यासाठी असलेल्या यंत्रणेला उपग्रहाद्वारे असे कार्यक्रम पुरविणे, या गोष्टी तौलनिकदृष्ट्या अल्प खर्चात साध्य होण्यास या प्रयोगांचा उपयोग होईल. अधिक संवेदनक्षम ग्राही वापरल्यास उपग्रहाद्वारे घरोघरी दूरचित्रवाणीचे कार्यक्रम पुरविणेही शक्य होईल. गट-विकास कार्यक्रमासाठी भारत सरकारचा अणुऊर्जा विभाग व अमेरिकेचा नासा विभाग यांच्या सहकार्याने ए टी एस-६ या उपग्रहाचे १९७२-७३ मध्ये क्षेपण करण्याची योजना होती.

भारत सरकारच्या अणुऊर्जा विभागातर्फे अहमदाबाद येथे उपग्रह संदेशवहनाविषयी प्रयोग करण्याकरिता एक्सपिरिमेंटल सॅटेलाइट कम्युनिकेशन अर्थ स्टेशन (ESCES)या नावाचे स्थानक उभारण्यात आले आहे. या स्थानकाचे कार्य १ ऑगस्ट १९६७ पासून सुरू झाले आहे. ए टी एस-२ व ए टी एस-४ या उपग्रहांच्या साहाय्याने संभाषण व दूरचित्र यांचे संदेशवहन करण्यासंबंधी या स्थानकावरून यशस्वी प्रयोग करण्यात आले आहेत.

संदेशवहनासाठी व्यापारी उपग्रह: फेब्रुवारी १९६३ मध्ये अमेरिकेत कम्युनिकेशन सॅटेलाइट कन्सॉर्टिअम (COMSAT) या नावाची खाजगी व्यापारी संस्था स्थापन झाली. त्यानंतर काही काळाने अशा संदेशवहन प्रणालीच्या ‘अवकाश विभागाची’ निर्मिती करणे, त्यात योग्य त्या सुधारणा करणे व त्याचे कार्य चालविणे यांसाठी इंटरनॅशनल टेलिकम्युनिकेशन्स कन्सॉर्टिअम (INTELSAT) या नावाची आंतरराष्ट्रीय संघटना निर्माण करण्यात आली. कृत्रिम उपग्रह आणि त्याचे मार्ग निरीक्षण, नियंत्रण व आज्ञा यांसाठी योजलेली जमिनीवरील यंत्रणा यांचा या ‘अवकाश विभाग’ मध्ये अंतर्भाव होतो.

या ‘अवकाश विभागा’ची मालकी ७६ सभासद राष्ट्रांकडे राहील. भारत या आंतरराष्ट्रीय संघटनेचा सभासद आहे. अवकाश विभागाचे अभिकल्पन(योजनेचा आराखडा तयार करणे), त्यातील सुधारणा, त्याच्या दैनंदिन कार्याचे संचालन व त्याची देखभाल यांची जबाबदारी इंटेलसॅटच्या वतीने कॉमसॅट घेईल. जमिनीवरील स्थानके ज्या देशांत असतील त्या त्या देशांकडे त्यांची मालकी राहील व त्यांचे कार्यही ते देश चालवितील. ही जमिनीवरील स्थानके म्हणजे जमिनीवरील निरनिराळ्या संदेशवहन प्रणालींची परस्परांकडे उपग्रहाद्वारा सर्व प्रकारच्या संदेशवहनाचे अभिचालन (संदेश पुढे पाठविण्याची क्रिया) करण्यासाठी आकाशक व इतर संबंधित इलेक्ट्रॉनीय सामग्री जेथे वापरली आहे अशी अंतिम केंद्रे होत. भारतामध्ये पुणे जिल्ह्यातील आर्वी येथे अशा प्रकारचे स्थानक असून तेथून इंटेलसॅट-३ द्वारा संदेशवहनाचे कार्य केले जाईल.

आर्वीच्या उपग्रह संदेशवहन प्रकल्पाला ‘ॲस्कॉम’ (ASCOM – आर्वी सॅटेलाइट कम्युनिकेशन प्रॉजेक्ट) असे नाव देण्यात आले आहे. आर्वी स्थानकात २९.५ मी. व्यासाचा अन्वस्तीय [पॅराबोलिक, → अन्वस्त] परावर्तक आकाशक म्हणून वापरला आहे. या परावर्तकाच्या अक्षाची दिशा हवी तशी बदलण्याची सोय केलेली आहे. आकाशकाचे वजन सु. ३०० टन आहे. उपग्रह व हे स्थानक यांच्या दरम्यान संकेतांचे प्रेषण व ग्रहण करण्यासाठी या आकाशकाचा उपयोग करण्यात येतो. आकाशकाच्या हालचालीचे नियंत्रण करणाऱ्या प्रेरक व चालक प्रणालींचे अभिकल्पन अशा रीतीने करण्यात आले आहे की, ताशी १०० किमी. वेगाचा वारा वाहत असताना सुद्धा आकाशकाचे तोंड अचूकपणे उपग्रहाकडे ठेवता यावे.

या स्थानकामध्ये ६०० आवाज परिवाह (यांपैकी प्रत्येक परिवाहात चोवीस दूरध्वनी परिवाहांचा समावेश करता येतो), दूरलेखा (टेलेक्स) परिवाह, अनुचित्र, दूरचित्रवाणी यांची सोय करण्यात आली आहे. परदेशातील बारा निरनिराळ्या स्थानकांशी येथून सतत चोवीस तास संदेशवहन करता येते.

रुंद पट्ट्याच्या सूक्ष्मतरंग दुव्याच्या साहाय्याने आर्वी स्थानक मुंबईच्या विदेश संचार भवनातील अंतिम केंद्राशी जोडण्यात आले आहे. या २४० किमी. लांबीच्या दुव्यामध्ये गिरवली, चिखली व माथेरान येथे तीन पुनः प्रेषण केंद्रांचा अंतर्भाव करण्यात आला आहे.

(अ) इंटेलसेंट १: यालाच ‘अर्ली बर्ड’ असेही नाव देण्यात आले होते. हा केवळ संदेशवहनासाठी म्हणून उपयोगात आणलेला जगातील पहिला उपग्रह होता. इंटेलसॅट या संघटनेकरिता नासाने ६ एप्रिल १९६५ रोजी त्याचे क्षेपण केले. यात उच्च गुणवत्ता असलेले २४० द्विमार्गी आवाज संदेशवहन परिवाह व एक रंगीत दूरचित्र परिवाह यांची सोय करण्यात आली होती. याच्यामुळे अटलांटिक महासागरापार होणाऱ्या संदेशवहनामध्ये ३०% वाढ झाली.

(आ) इंटेलसॅट-२: या मालिकेमध्ये पॅसिफिक-१ हा उपग्रह ११ जानेवारी १९६७ रोजी कक्षेत सोडण्यात आला. या उपग्रहामुळे उत्तर अमेरिका व अति पूर्वेकडील देश यांच्यामध्ये सतत २४ तास चालू राहू शकेल असा संदेश वहनाचा दुवा सांधला गेला. असाच दुसरा उपग्रह अटलांटिक महासागरावर २२ मार्च १९६७ रोजी क्षेपित करण्यात आला. याचा उपयोग दक्षिण अमेरिकेतील देश व आफ्रिकेतील देश यांना झाला. पॅसिफिक महासागरावर आणखी एका अशाच उपग्रहाचे क्षेपण २२ सप्टेंबर १९६७ रोजी करण्यात आले. अशा प्रकारे जगाचा २/३ भाग या तीन उपग्रहांच्या टप्प्यात आला.

(इ) इंटेलसॅट-३: या मालिकेतील उपग्रह म्हणजे पूर्वीच्या उपग्रहांच्या सुधारित आकृत्या आहेत. पॅसिफिक महासागर, अटलांटिक महासागर व हिंदी महासागर यांच्यावर प्रत्येकी एक उपग्रह क्षेपित करण्यात आला आहे. १,२०० द्विमार्गी आवाज संदेशवहन परिवाह व चार दूरचित्र परिवाह यांची सोय करण्यात आली असून त्याचे अपेक्षित आयुर्मान पाच वर्षे आहे.

(ई) इंटेलसॅट-४: इंटेलसॅट संघटनेच्या ७६ सभासदांसाठी आठ उपग्रहांच्या अभिकल्पापासून त्यांच्या प्रत्यक्ष उत्पादनापर्यंत सर्व जबाबदारी अंतर्भूत असलेला प्रकल्प अकरा राष्ट्रे परस्पर सहकार्याने पार पाडणार आहेत. या मालिकेतील उपग्रह हे जगातील सर्वांत मोठे व्यापारी उपग्रह आहेत व त्यांपैकी प्रत्येकाचे वजन सु. ७०२ किग्रॅ. आहे. प्रत्येक उपग्रहामध्ये ५०० संदेशवाहक मंडले अंतर्भूत असून या मंडलांमुळे ४० दशलक्ष हर्ट्झ रुंद कंप्रता पट्टा असलेले १२ संदेशवहन परिवाह उपलब्ध आहेत. या मालिकेच्या साहाय्याने ६,००० द्विमार्गी दूरध्वनी संभाषणे अगर बारा रंगीत दूरचित्र कार्यक्रम एकाच वेळी अभिचालित करता येतील.

या उपग्रहांवर बसविलेला आकाशक समुच्चय आतापर्यंत वापरलेल्या कोणत्याही प्रणालीपेक्षा अधिक गुंतागुंतीचा आहे. दाट लोकवस्तीच्या प्रदेशावर प्रारण केंद्रित करण्यासाठी द्विबिंदू आकाशकांची सोय त्यामध्ये असून शिवाय पृथ्वीच्या सर्व पृष्ठभाग व्यापण्यासाठी आणखी दोन आकाशक बसविलेले आहेत. ४५,००० सौर घट (सौर ऊर्जेचे विद्युत् ऊर्जेत रूपांतर करणारे घट) वापरून ४७० वॉट विद्युत् शक्तीची सोय प्रत्येक उपग्रहांमध्ये केलेली आहे. ही मालिका १९७१ मध्ये सुरू करण्याची योजना होती.

(उ) इंटेलसॅट-५: ही मालिका संदेशवहनाचे कार्य १९७७ मध्ये सुरू करील. प्रत्येक उपग्रहाचे वजन सु. १,६३६ किग्रॅ असेल. इंटेलसॅट कार्यक्रमाने आंतरराष्ट्रीय संदेशवहना करिता लागणारी विश्वासार्हता व गुणवत्ता सिद्ध केली आहे.

उपग्रह संदेशवहनापासून होणारा लाभ: उपग्रहांद्वारे संदेशवहन सुरू झाल्यामुळे तबकडी फिरवून प्रत्यक्षपणे आंतरराष्ट्रीय दूरध्वनी संभाषण करण्याची व्यवस्था होऊ शकेल. उपग्रहांद्वारे दूरचित्रवाणीचे प्रक्षेपण केल्यामुळे जगातील वार्ताप्रसाराचे कार्य, शिक्षण, सांस्कृतिक देवाणघेवाण व मानवी संबंध यांवर सर्वांगीण परिणाम होणार आहे. उपग्रह हे वार्ताप्रसाराचे सर्वांत प्रमुख साधन बनण्याच्या मार्गावर आहेत. बंदिस्त मंडलयुक्त दूरचित्रवाणीची मर्यादा उपग्रहांच्या साहाय्याने खूप लांब अंतरापर्यंत वाढविता येईल आणि संगणकाच्या साहाय्याने पुनर्निमिती करण्याच्या तंत्राचे साहाय्य घेतल्यास या प्रणालीच्या शिक्षणाच्या कार्यात फार मोठ्या प्रमाणात उपयोग होण्याची शक्यता आहे.

आरोग्य, कुटुंबनियोजन, शेती, व्यावसायिक कौशल्य वगैरेंसंबंधी शिक्षण देण्यासाठी विकसनशील देशांना उपग्रहांद्वारे शैक्षणिक दूरचित्रवाणी कार्यक्रमांचे प्रक्षेपण करण्याच्या तंत्राचा विशेष उपयोग होईल. वैद्यकीय व्यवसायातही हृदयाच्या आतील शस्त्रक्रियांचे निरीक्षण, रोगचिकित्सा, तज्ञांचा वैद्यकीय सल्ला, विष-प्रतिबंधक केंद्रे वगैरे बाबतींत या माध्यमाद्वारे दूरचित्रवाणीचा वापर केला जाण्याची पुष्कळच शक्यता आहे.

व्यापारी क्षेत्रांत विविध कार्यांसाठी लागणाऱ्या वस्तूंची यादी निश्चित करण्यासाठी आणि उत्पादन व त्याची गुणवत्ता यांचे अधिक चांगले नियंत्रण करण्यासाठी उपग्रह संदेशवहनाचा उपयोग होऊ शकेल. हवामानविषयक माहिती उपग्रहांद्वारे प्रसारित केल्यास ती शेती, विमान वाहतूक व वादळासंबंधी इशारा देण्याची यंत्रणा यांना उपयुक्त होईल. स्वनातीत (ध्वनीच्या वेगापेक्षा अधिक वेगाने जाणारी) जेट विमान वाहतूक अधिक विश्वासार्ह होण्याकरिता विमान व जमिनीवरील स्थानके यांच्यामध्ये संदेशवहन करण्यासाठी उपग्रहांचा उपयोग होईल. सागरी संदेश वहनात उपग्रहांचा वापर केल्याने सागरातील संकटात सापडलेल्या जहाजांना साहाय्य पोहोचविणे सुलभ होईल. संरक्षणक्षेत्रात तर उपग्रह संदेशवहनाचे असंख्य उपयोग होऊ शकतील. चित्र-दूरध्वनी (दूरध्वनी व दूरचित्र यांची एकत्रित सोय असलेले उपकरण), दूरचित्रवाणी इ. माध्यमांच्या साहाय्याने उपग्रहाच्या द्वारे घरोघरी प्रत्यक्षपणे संदेश पोहोचविणे भविष्यकाळात शक्य होईल.

भविष्यकालीन संभाव्य प्रगती: (अ)कक्षेतील जागा व कंप्रता यांचा कार्यक्षम उपयोग: द इंटरनॅशनल टेलिकम्युनिकेशन युनियन या संघटनेच्या १९७१ साली भरलेल्या बैठकीत उपग्रहांद्वारे संदेशवहनासाठी कंप्रता ठरवून देण्याची योजना मांडण्यात आली. हे भविष्यकालीन प्रगतीच्या दृष्टीने महत्त्वाचे आहे. कक्षेतील जागेच्या योग्य वापराकडेही लक्ष देणे अगत्याचे आहे. तसे न केल्यास विषुववृत्तीय समकालिक कक्षेत काही ठराविक ठिकाणी अनेक उपग्रहांची गर्दी होईल.

(आ) निरनिराळ्या कंप्रतांचा विचार: १६,००० दशलक्ष हर्ट्झपेक्षा जास्त कंप्रतेचा म्हणजेच मिलिमीटर लांबीच्या तरंगांचा वापर करण्यास खूप वाव आहे. अति-उच्च कंप्रतेचा (३–३०० दशलक्ष हर्ट्झ) वापर जमिनीवरील फिरत्या वाहनातून करावयाच्या संदेशवहनासाठी व रेडीओ कार्यक्रमांच्या प्रेषणासाठी केला जातो. त्यापेक्षा उच्च कंप्रतेचा वापर उपग्रहाकडून खाली जमिनीकडे करावयाच्या संदेशवहनासाठी करता येईल. जमिनीवरील विभागास अंतिम केंद्राकडे संदेशवहन करण्यासाठी परा उच्च कंप्रता (३००–३,००० दशलक्ष हर्ट्झ) सर्वांत अधिक सोईची ठरेल. पाऊस व हिमवर्षाव यांच्यामुळे संदेशवहनात निर्माण होणाऱ्या व्यत्ययांचा विचार करावा लागेल.

विशिष्ट कार्यासाठी सोडलेले अवकाशयान व अभिचालक (संदेश पुढे पाठविणारा) उपग्रह यांच्यामधील संदेशवहन प्रणाली व जमिनीवरील रेडिओ संदेशवहन प्रणाली यांच्यामध्ये परस्पर व्यतीकरण होणे (व्यत्यय निर्माण होणे) संभवनीय आहे. आकाशकाच्या प्रारण उपपाळांचे (दुय्यम भागांचे) अधिक परिणाम कारक नियंत्रण हा यावरील एक उपाय होऊ शकेल. S, C, XवK (अनुक्रमे २,०००, ५,०००, ८,०००, व १६,००० दशलक्ष हर्ट्झ) या कंप्रता पट्ट्यांचा वापर विशिष्ट कार्यांसाठी सोडण्यात आलेली समानव (मानवासहित) याने, अभिचालक उपग्रह व जमिनीवरील स्थानक यांच्यामधील संदेशवहनासाठी करणे व्यवहार्य ठरेल. इंटेलसॅट-४ कार्यक्रमामध्ये या कंप्रता पट्ट्यांचा वापर करण्यास पुष्कळ वाव आहे.

(इ) राखीव व सहभागी उपग्रह प्रणाली: समानव अवकाशयानासाठी लागणाऱ्या संदेशवहनाच्या सोयी राखीव अभिचालक उपग्रह व जमिनीवरील स्थानके यांचा अंतर्भाव असलेल्या प्रणालींच्या साहाय्याने उपलब्ध करून देता येतील. या प्रणाली केवळ विशिष्ट कार्यक्रमांसाठी राखून ठेवाव्या लागतील. याउलट इंटेलसॅट प्रकारचे उपग्रह अशा कार्यक्रमासाठी सहभागी उपग्रह प्रणाली म्हणून उपयुक्त ठरतील.

(ई) विविध प्रवेशी व्यवस्था: कंप्रता-विभाजन-विविध-संकेत-भरण, काल-विभाजन-विविध-संकेत-भरण, संकेत-विभाजन-विविध-संकेत-भरण या सर्वांचा विचार करून विरूपण [एखाद्या तरंगाच्या काही विशिष्ट लक्षणांमध्ये दुसऱ्या तरंगाच्या काही विशिष्ट लक्षणांनुसार बदल करणे, → विरूपण] व विविध प्रवेशी तंत्रे यांचे अभिकल्पन करावे लागेल. अति-उच्च व परा उच्च कंप्रता पट्ट्यांचा उपयोग प्रणालींमधील काही मधले दुवे सांधण्याकरिता करता येईल.

(उ) ए टी एस-५: ऑगस्ट १९६९ मध्ये याचे क्षेपण करण्यात आले. उपग्रहातून प्रेषण केलेल्या १०,००० दशलक्ष हर्ट्झपेक्षा अधिक कंप्रता असलेल्या तरंगांच्या प्रसारणाविषयी प्रथमच मापन करण्यात आले. १५,३०० व ३१,६५० दशलक्ष हर्ट्झ कंप्रतेच्या पृथ्वी व अवकाश यांमधील तरंगप्रेषणावर वर्षणाचा (पाऊस व हिमवर्षाव यांचा) काय परिणाम होतो याचा अभ्यास करण्यात आला. कंप्रता पट्ट्यामध्ये १९,००० दशलक्ष हर्ट्झ, ३५,००० दशलक्ष हर्ट्झ व ९४,००० दशलक्ष हर्ट्झ या वर्षणापासून कमीतकमी व्यतिकरण होणाऱ्या ‘खिडक्या’ आहेत असे आढळून आले आहे. अन्वस्त व कर्ण्याच्या आकाराचे आकाशक वापरून जमिनीवरील स्थानकांची उभारणी करणे ही सुद्धा या तंत्रविद्येतील प्रगतीची एक संभाव्य दिशा आहे. भविष्यकालीन संदेशवाहक उपग्रहांमध्ये वापरावयाच्या प्रणालींमध्ये मिलिमीटर लांबीच्या तरंगांचा उपयोग करण्याकडे अधिक लक्ष दिले जाईल.

(ऊ) इनसॅट-१(INSAT-I): भारतात अंतर्गत दूरचित्रवाणी प्रक्षेपण व दूरसंदेशवहन ही कार्ये पार पाडण्यासाठी संपूर्णपणे भारतीय मालकी असलेला एक संदेशवहन उपग्रह क्षेपित करण्याची योजना तयार करण्यात आली आहे. भारत सरकारच्या अणुऊर्जा विभागांतर्गत भारतीय अवकाश संशोधन संघटनेने संयुक्त संस्थानांतील जनरल इलेक्ट्रिक कंपनी व ह्यूजेस एअरक्रॅफ्ट कॉर्पोरेशन या अशा उपग्रहांचे क्षेत्रांत विस्तृत अनुभव असलेल्या व्यापारी कंपन्यांच्या सहकार्याने भारतीय उपग्रह-संदेशवहन प्रणालीच्या संरचनेबद्दल सविस्तर अभ्यास केला आहे. नियोजित प्रणालीची काही वैशिष्ट्ये अशी (१) ७९^० पूर्व रेखांशावर विषुववृत्तीय. समकालिक कक्षेमध्ये उपग्रह क्षेपित केला जाईल (२) सु. ७ मी. व्यासाचा अन्वस्ताकृती आकाशक उपग्रहावर पृथ्वीच्या दिशेने बसविलेला असेल. ८०० ते ९०० दशलक्ष हर्ट्झ या कंप्रता पट्ट्यामध्ये त्याचे कार्य होईल. ३·५^० रुंदीची प्रारणशलाका या आकाशकापासून पृथ्वीकडे फेकली जाईल व जमिनीवर या शलाकेचा विस्तार भारताचा सर्व भाग व्यापील. (३) निरनिराळ्या भाषांसाठी अनेक श्राव्य कंप्रता (१५–२०,००० हर्ट्झ) परिवाहांची सोय अंतर्भूत असलेले तीन भरपूर शक्तिशाली दूरचित्रवाणी परिवाह व ३,६०० दूरध्वनी परिवाह असलेले प्रेषक यांची सोय उपग्रहामध्ये असेल. एकमेकांपासून स्वतंत्रपणे कार्य करणारे बारा प्रतिसाद प्रेषक ह्यामध्ये बसविलेले असतील. त्यामुळे प्रतिसाद प्रेषकांचा मागणीनुसार जास्तीत जास्त उपयोग करून घेता येईल.

या योजनेनुसार इनसॅट-१ प्रणाली १९७५ साली कार्यान्वित करता येईल. डाक व तार खाते, आकाशवाणी, संरक्षणखाते, गृहखाते, भारतीय रेल्वे, विमान वाहतूक खाते, सागरी मार्गनिर्देशन (स्थान निश्चित करून मार्गाचे निर्देशन करणे) व संदेशवहन, वृत्तसंस्था, माहितीरूप सामग्रीची देवाणघेवाण या सर्वांसाठी आवश्यक असलेल्या संदेशवहनाची सोय इनसॅट-१ प्रणालीने भागविली जाईल.

पहा : अवकाशविज्ञान उपग्रह, कृत्रिम.

संदर्भ : 1. Balkrishna, A. V. Ed. Space Communications, 1963.

    2. Gatland, K. W. Telecommunication Satellites, 1964.

    3. Jaffe, L. Communications in Space, New York.

    4. Novotsy Press Agency Publishing House, Satellite Overhead, Moscow.

    5. Special Issue on Satellite Communications, Proceedings IEEE, Vol. 59, No. 2, February 1971.

    6. Vikram Sarabhai Chitnis, E. V. Rao, B. S. Kale, P. P. Karnik, S. S. INSAT – A National Satellite for Television and Telecommunication, Paper presented at the National Electronics Conference, Bombay, 1970.

पटवर्धन, प्र. के. (इं.) जोशी, के. ल. (म.)

“