వాతావరణతరంగ శోధన

అమెరికా అంతరిక్ష సంస్థ నాసా aఇటీవల వాతావరణ తరంగాల ప్రయోగాన్ని (అట్మాస్ఫెరిక్‌ వేవ్స్‌ ఎక్స్‌పెరిమెంట్‌- ఏడబ్ల్యూఈ) చేపట్టింది. భూమి, అంతరిక్ష వాతావరణం మధ్య జరిగే చర్యల మీద అధ్యయనం చేయటం దీని ఉద్దేశం. స్పేస్‌ఎక్స్‌ డ్రాగన్‌ స్పేస్‌క్రాఫ్ట్‌ ద్వారా అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్రానికి చేరుకుంది. ఇది అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్రానికి అంటుకొని, భూమి మీద ఓ కన్నేసి ఉంచుతుంది. మన గ్రహం మీద ఆకాశంలో సహజమైన, చాలా తేలికైన పరిదీప్తిని (గ్లో) గమనిస్తూ.. గాలిలో పైకీ కిందికీ కదిలే వాతావరణ గురుత్వ తరంగాల (ఈజీడబ్ల్యూ) తీరును విశ్లేషిస్తుంది. ఇంతకీ ఈ ప్రయోగం అవసరమేంటి?

నావిగేషన్‌, కమ్యూనికేషన్‌ కోసం ఉపగ్రహ ఆధారిత సేవల వాడకం రోజురోజుకీ పెరుగుతూ వస్తోంది. అందుకే అంతరిక్ష వాతావరణ సమాచారాన్ని సంగ్రహించటం, దాన్ని అంచనా వేయటం ప్రాధాన్యం సంతరించుకుంటున్నాయి. ఇంతకీ అంతరిక్ష వాతావరణం అంటే ఏంటి? దీని ప్రాముఖ్యతేంటి? మన భూమి మీద వాతావరణం మాదిరిగానే భూమి, ఇతర గ్రహాల చుట్టూరా ఉండే వాతావరణం నిరంతరం సూర్యుడి ప్రభావానికి గురవుతుంటుంది. సౌరజ్వాలలు, సౌర ఉద్గారాలతో పాటు అంతరిక్షంలోని రకరకాల పదార్థాలు దీనిపై ప్రభావం చూపుతాయి. అప్పుడప్పుడూ భూమి మీది వాతావరణం విపరీతంగా మారినట్టే అంతరిక్ష వాతావరణమూ ఒడుదొడుకులకు లోనవుతుంది. ఇవి మనం భూమి మీద ఏర్పాటు చేసుకున్న ఉపగ్రహ ఆధారిత కమ్యూనికేషన్‌, రేడియో కమ్యూనికేషన్‌, అంతరిక్ష ఆధారిత కక్ష్యలు లేదా కేంద్రాల వంటి వాటి మీద ప్రత్యక్ష ప్రభావం చూపుతాయి. నావిగేషన్‌, గ్లోబల్‌ పొజిషనింగ్‌ సిస్టమ్స్‌ (జీపీఎస్‌), విద్యుత్తు గ్రిడ్ల పనితీరునూ అస్తవ్యస్తం చేస్తాయి. సూర్యుడితో ముడిపడిన ఉద్గారాలే కాకుండా గ్రహాల వాతావరణమూ అంతరిక్ష వాతావరణం మీద ప్రభావం చూపుతాయి.

గురుత్వ తరంగమంటే?

 గురుత్వ (గ్రావిటీ) తరంగాలు, గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు ఒకటేనని అనుకుంటున్నారేమో. ఇవి రెండూ వేర్వేరు. గురుత్వ అనే పదంతోనే ఈ అయోమయం కలుగుతుంది. ఈ గురుత్వ పదాన్ని తొలగించి చూస్తే తరంగం మాత్రమే మిగులుతుంది. అంతరిక్షంలో భారీ వస్తువుల చలనంతో గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు పుట్టుకొస్తాయి. ఆల్బర్ట్‌ ఐన్‌స్టీన్‌ సాపేక్ష సిద్ధాంతం వీటి గురించి ప్రస్తావించింది. కానీ గురుత్వ తరంగాలు ఇలాంటివి కావు. గురుత్వాకర్షణతో వీటికి ప్రత్యేకమైన సంబంధమేమీ లేదు. గురుత్వ ప్రభావాలతో గాలి కదలికలు ఆధారపడి ఉంటాయి. గాలి తిన్నగా గానీ తరంగంగా గానీ కదులుతుంది. ఈ తరంగాలు నిలువుగా లేదా అడ్డంగా ఉండొచ్చు. గురుత్వ తరంగమనేది నిలువు తరంగం. చిన్న ఉదాహరణతో దీన్ని అర్థం చేసుకోవచ్చు. నిశ్చలంగా ఉన్న కొలనులో చిన్న రాయిని విసిరామనుకోండి. అది పడిన చోటు నుంచి తరంగాలు వెలువడి, క్రమంగా విస్తరిస్తుంటాయి కదా. సరిగ్గా ఇలాగే వాతావరణంలోనూ బోలెడన్ని తరంగాలుంటాయి. నిట్ట నిలువుగా, అడ్డంగా కదులుతుంటాయి. అంతరిక్ష గురుత్వ తరంగాలూ ఇలాంటివే. ఇవి నిలువుగా ప్రయాణించే తరంగాలు. చాలావరకివి వాతావరణం విపరీతంగా మారినప్పుడు లేదా హఠాత్తుగా అస్తవ్యస్తమైనప్పుడు స్థిరంగా ఉన్న గాలి నిలువుగా పైకి చేరుకునే సమయంలో ఏర్పడతాయి. తుపాన్ల వంటి ప్రకృతి విపత్తులు వాతావరణం దిగువ స్థాయుల్లో ఈజీడబ్ల్యూ వంటి రకరకాల తరంగాలను సృష్టిస్తాయి. వీటి గురించి ఉపగ్రహాలు అందించే సమాచారం అంతంతే. ఇదే పెద్ద చిక్కు. నిలువుగా ప్రయాణించే తరంగాల కదలికలను మరింత బాగా అవగతం చేసుకుంటేనే అవి మన భూమి వాతావరణం, అంతరిక్ష వాతావరణం మీద చూపే ప్రభావాన్ని అర్థం చేసుకోవటం సాధ్యమవుతుందని పరిశోధకులు భావిస్తున్నారు. ఈ గురుత్వ తరంగాలు ఏర్పడటంలో స్థిరమైన వాతావరణం కీలకపాత్ర పోషిస్తుంది. వాతావరణం స్థిరంగా ఉన్నప్పుడు పైకి లేస్తున్న గాలి, వాయు మండలం మధ్యలోని ఉష్ణోగ్రతల వ్యత్యాసాలు బలాన్ని సృష్టిస్తాయి. ఇది గాలిని యథాస్థానానికి నెడుతుంది. దీంతో గాలి నిరంతరం పైకి ఎగుస్తూ, కిందికి దిగుతూ వస్తుంది. ఒక తరంగం మాదిరి పద్ధతి ఏర్పడుతుంది. వాతావరణంలోని స్థిర పొర ద్వారా ఈ వాతావరణ గురుత్వ తరంగాలు కదులుతాయి. ఇవి అంతరిక్ష వాతావరణం తీరుతెన్నులను ప్రభావితం చేస్తాయి. వీటి సమాచారంతో అక్కడి వాతావరణం తీరుతెన్నులను మరింత బాగా అర్థం చేసుకోవటానికి అవకాశముంటుంది.

 ఏడబ్ల్యూఈ ప్రయోగం ఎందుకు?

గ్రహాలు, అంతరిక్ష వాతావరణం మధ్య పరస్పర చర్యల మీద అధ్యయనం చేయటానికి నాసా చేపట్టిన మొట్టమొదటి ప్రయోగం ఇదే. హీలియోఫిజిక్స్‌ ఎక్స్‌ప్లోరర్స్‌ ప్రోగ్రామ్‌లో భాగంగా దీన్ని నిర్వహిస్తున్నారు. వాతావరణం దిగువ పొరల్లోని తరంగాలు, ఎగువన ఉండే అంతరిక్ష వాతావరణం మీద ఎలాంటి ప్రభావం చూపుతున్నాయో అనే దానిపై ఇది అధ్యయనం చేస్తుంది. అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్రానికి అంటుకొని భూమి మీద రంగురంగుల కాంతి పట్టికలను (ఎయిర్‌గ్లో) నమోదు చేస్తుంది. భూమి ఉపరితలం నుంచి సుమారు 85 నుంచి 87 కిలోమీటర్ల ఎగువన (మీసోపాజ్‌ వద్ద) ఏర్పడే కాంతి పట్టికలను ఏడబ్ల్యూఈ గణిస్తుంది. ఈ మీసోపాజ్‌ వద్ద వాతావరణ ఉష్ణోగ్రతలు మైనస్‌ 100 డిగ్రీల సెల్షియస్‌కు పడిపోతాయి. ఇక్కడ పరారుణ కాంతి పట్టికలో అస్పష్టమైన ఎయిర్‌గ్లోనూ పట్టుకోవచ్చు. కమ్యూనికేషన్‌ వ్యవస్థ సాఫీగా సాగటానికి అంతరిక్షం అంచున ఉండే అయానోస్ఫేర్‌ చాలా ముఖ్యం. అయితే తుపాన్ల వంటి ప్రకృతి విపత్తుల నుంచి పుట్టుకొచ్చే వాతావరణ తరంగాల వంటివి దీనిపై ప్రభావం చూపుతాయో లేదో అనేది ఇంకా తెలియదు. దీన్ని గుర్తించటానికి ఏడబ్ల్యూఈ ప్రయోగం ఉపయోగపడుతుంది.

ఏం చేస్తుంది?

ఇది భూమి వాతావరణంలో రంగురంగుల ఎయిర్‌గ్లో పటాన్ని రూపొందించటం మీద దృష్టి సారిస్తుంది. దీనిలోని అడ్వాన్స్‌డ్‌ మీసోస్ఫెరిక్‌ టెంపరేచర్‌ మ్యాపర్‌ (ఏటీఎంటీ) పరికరం మీసోపాజ్‌ను జల్లెడ పడుతుంది. ఇమేజింగ్‌ రేడియోమీటర్‌తో కూడిన నాలుగు టెలిస్కోప్‌ల సాయంతో ఆయా కాంతి తరంగధైర్ఘ్యాల ప్రకాశాన్ని సంగ్రహిస్తుంది. ఈ సమచారాన్ని ఉష్ణోగ్రత పటం రూపంలోకి మారుస్తుంది. దీని సాయంతో ఎయిర్‌గ్లో కదలికలను గుర్తించొచ్చు. అలాగే ఎగువ వాతావరణం, అంతరిక్ష వాతావరణం మీద ఎయిర్‌గ్లో చూపించే ప్రభావాలకు సంబంధించిన సూచనలనూ అందిస్తుంది.