కవల ప్రోబ్‌లు, రెండు వేర్వేరు విధులు

ఆగస్టు 2012లో, రెండు ఒకేలాంటి అంతరిక్ష నౌకలు కలిసి భూమిని విడిచాయి: వాన్ అలెన్ ప్రోబ్‌లు (Van Allen Probes), A, B, మన గ్రహాన్ని చుట్టుముట్టిన వికిరణ పట్టీలను అధ్యయనం చేయడానికి నిర్మించినవి. వాటికి అదే అష్టభుజి ఆకారం, అవే నాలుగు సౌర ఫలకాలు, 10.2 డిగ్రీలు వాలిన అదే అతి పొడవైన దీర్ఘవృత్తాకార కక్ష్య ఉన్నాయి. వాటి శాస్త్రీయ మిషన్ ముగిసిన తర్వాత, ప్రోబ్ Bను 2019 జూలై 19న, ప్రోబ్ Aను 2019 అక్టోబర్ 18న ఆపివేశారు. మిషన్‌కు ముందు చేసిన అంచనాల ప్రకారం, రెండూ 2034 వరకు కక్ష్యలో ఉండాలి.

అలా జరగలేదు. ప్రోబ్ A 2026 మార్చి 11న వాతావరణంలోకి తిరిగి ప్రవేశించింది. ప్రోబ్ B ఇంకా కక్ష్యలోనే ఉంది — అది కొన్ని నెలల ముందే ఆపివేయబడినప్పటికీ. ఒకే కక్ష్యలో ప్రయోగించిన, ఒకే అంతరిక్ష వాతావరణంలో తడిసిన ఇద్దరు కవలలు, ఇంత భిన్నమైన జీవితకాలాలతో ఎలా ముగుస్తారు?

పునర్నిర్మించిన ఎనిమిదేళ్ల కక్ష్యలు

భారతదేశంలోని తిరువనంతపురంలో ఉన్న విక్రమ్ సారాభాయ్ అంతరిక్ష కేంద్రం, ఇండియన్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ స్పేస్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీకి చెందిన అయిషా అష్రుఫ్ (Ayisha Ashruf), సహచరులు బహిరంగ కక్ష్య డేటా నుంచి, ప్రతి 15 సెకన్లకు ఒక బిందువుతో, ప్రతి ప్రోబ్ మార్గాన్ని పునర్నిర్మించారు. ప్రతి స్థానానికీ, ఆ క్షణంలో సూర్యుడు, భూ అయస్కాంత క్షేత్రం కార్యకలాపాలను బట్టి, ఒక వాతావరణ నమూనా ఎగువ వాతావరణంలో — ఉష్ణావరణం (thermosphere) — పలుచని గాలి సాంద్రతను అంచనా వేసింది.

తమ పొడవైన కక్ష్యలలో దిగువన, భూమికి అతి దగ్గరి బిందువైన భూసమీప బిందువు (perigee) దగ్గర, ప్రోబ్‌లు ఈ పలుచని గాలిని తాకుతూ వెళ్లాయి. ప్రతి ప్రయాణం వాటిని కొద్దిగా నెమ్మదించింది. అదే వాతావరణ కర్షణ (atmospheric drag), ఉపగ్రహాలను కిందికి తెచ్చే ప్రధాన బలం.

పెరుగుతూనే ఉన్న చిన్న అంతరం

2022 వరకు, రెండు ప్రోబ్‌లు ఒకే లయలో మారుతూ వచ్చాయి. కానీ 2021 నుంచి, వాటి భూసమీప బిందువులు వేరుపడటం మొదలైంది. విచిత్రంగా, మొదట్లో ప్రోబ్ Bనే ఎక్కువ లోతుకు దిగింది — A 200కి బదులు సుమారు 180 కిలోమీటర్లు — కానీ ప్రోబ్ A ఎక్కువ సేపు దిగువన ఉంది: దాని భూసమీప బిందువు ప్రతి చక్రపు అడుగున ఎక్కువసేపు తచ్చాడింది.

పైన: ప్రోబ్ A (ముదురు ఎరుపు), B (నీలం) కక్ష్యల పరిమాణం, వాటి తేడా (గులాబీ). కింద: వాటి భూసమీప బిందువుల ఎత్తు. నీడ పట్టీలు: అంతరం ఎగిరే దశలు; నారింజ గీత: మే 2024 తుఫాను. — చిత్రం 1, Ashruf et al. (2026), arXiv:2610.05372.

2022 చివరి నుంచి, అంతరం స్పష్టమైంది. ప్రోబ్ A భూసమీప బిందువు సుమారు 190 కిలోమీటర్ల కిందికి పడిపోగా B ది పైనే ఉంది. 2023 మధ్య నుంచి 2025 మధ్య, A సుమారు 160 కిలోమీటర్లకు, B సుమారు 180కి దిగాయి. పాఠ్యం ప్రకారం, 2025 నాటికి ప్రోబ్ A తన కవల కంటే 263 కిలోమీటర్ల దిగువన సుమారు 39 గంటలు ఎక్కువ గడిపింది.

ఒకే ఎత్తులో ఉన్నా, రెండు ప్రోబ్‌లు ఇక ఒకే గాలిని కలవలేదు: అవి ఇప్పుడు దిగువ వాతావరణాన్ని వేర్వేరు అక్షాంశాల్లో, రేఖాంశాల్లో, రోజులోని వేర్వేరు వేళల్లో దాటుతున్నాయి. అదే సూర్యుడు, అవే తుఫానులు, కానీ అదే వాతావరణం కాదు.

కర్షణ విష వలయం

కిందికి వెళ్లే కొద్దీ గాలి చాలా వేగంగా దట్టమవుతుంది. దిగువన కాస్త ఎక్కువసేపు గడపడం అంటే చాలా ఎక్కువ కర్షణ. ఎక్కువ కర్షణ కక్ష్యను దించుతుంది, అది ప్రోబ్‌ను మరింత కిందికి, గాలి మరింత దట్టంగా ఉండే చోటికి తెస్తుంది. రచయితలు ఈ వర్ధక ప్రతిపుష్టిని (amplifying feedback) కథకు గుండెకాయగా వర్ణిస్తారు: తనకు తానే ఆహారమిచ్చుకునే ఒక చిన్న ప్రారంభ తేడా.

వేగవర్ధకాలుగా తుఫానులు

అంతరిక్ష వాతావరణం అదే దిశలో నెట్టింది:

• అక్టోబర్ 2022లో, మోస్తరు భూ అయస్కాంత తుఫానుల పరంపర అంతరంలో మొదటి స్పష్టమైన ఎగురుదలతో ఏకకాలంలో జరిగింది. ఆ సమయంలో, ప్రోబ్ A అప్పటికే 180 కిలోమీటర్ల దగ్గర ఉంది, B 200 పైన. ఫిబ్రవరి 2022లో ఒక మోస్తరు తుఫాను 200 కిలోమీటర్ల దగ్గర గాలిని ఉబ్బించి అప్పటికే 38 స్టార్‌లింక్ ఉపగ్రహాలను కోల్పోయేలా చేసిందని రచయితలు గుర్తుచేస్తారు.
• డిసెంబర్ 2023, ఆ తర్వాత మార్చి, ఆగస్టు 2024లలో బలమైన తుఫానులు, ప్రతిసారీ అంతరం కొత్తగా విస్తరించడంతో ఏకకాలంలో జరిగాయి.
• మే 2024 “గ్యానన్” తుఫాను సమయంలో, కోలుకోవడం నెమ్మదించినట్లు కనిపించింది ప్రోబ్ Aకే, Bకి కాదు. అప్పుడు రెండు ప్రోబ్‌లు సాయంత్రంలోని వేర్వేరు సమయాల్లో దాటాయి, అది ముఖ్యం కావచ్చు.
• నేపథ్యంలో, సూర్యుడు మేల్కొంటున్నాడు: కొత్త సౌర చక్రంతో 2019 నుంచి దాని అతినీలలోహిత వెలువడి పెరుగుతోంది, ఎగువ వాతావరణాన్ని దట్టం చేస్తూ కక్ష్యలోని ప్రతి చిన్న తేడానూ మరింత ఖరీదైనదిగా చేస్తోంది.

రద్దీ కక్ష్యలకు పాఠాలు

ఏ ఒక్క తుఫానూ దీన్ని వివరించదు: ఈ వేరుపాటు కక్ష్యలోని చిన్న తేడాల ఫలితం, వాటిని తుఫానులు, లోతుతో పాటు గాలి సాంద్రత నిటారుగా పెరగడం మళ్లీ మళ్లీ పెంచాయి. రచయితలు తమ సాధనాల పరిమితులను అంగీకరిస్తారు — తుఫానులను తక్కువగా అంచనా వేసే సగటు వాతావరణ నమూనా, చివరి పతనంలో అస్పష్టమయ్యే కక్ష్య డేటా, గమనించిన దానితో సరిపోలడానికి పది రెట్లు తగ్గించాల్సి వచ్చిన లెక్కించిన శక్తి నష్టం. అయినా, దాదాపు ఒకేలాంటి కక్ష్యలలోని రెండు అంతరిక్ష నౌకలు ఒకే ఆకాశం కింద చాలా భిన్నమైన జీవితకాలాలతో ముగియవచ్చని వారు నిర్ధారిస్తారు — ఉపగ్రహాలు, అంతరిక్ష శిధిలాలు ఎప్పుడు పడతాయో అంచనా వేయడానికి ఇది ఒక పాఠం.