जी. पी. एस. आणि रुबिडीयम घड्याळ (आण्विक घडयाळ)…

जी.पी.एस. हा शब्द आपल्याला आता परावलीचा झाला आहे. एकेकाळी रस्ता विचारत विचारत घर शोधणारे आज आपल्या गुगल मॅप्स ने अगदी पटकन गोष्टी शोधू शकतात. हॉटेल, पत्ता, ठिकाण… ते हवं असलेल माणूस पण आज घरबसल्या शोधू शकतो ते जी.पी.एस. मुळे. हि जी.पी.एस. प्रणाली म्हणजे काय? ह्या बद्दल अनेकांना काहीच माहित नाही. गोल्बल पोझिशनिंग सिस्टीम म्हणजेच जी.पी.एस. पण ती कशी काम करते हे समजून घेतलं कि आपल्या फोन वर सहज उपलब्ध होणाऱ्या माहितीमध्ये किती तंत्रज्ञान लपलं आहे ह्याचा अंदाज आपल्याला येईल.

जी.पी.एस. प्रणाली जी आपण सध्या वापरत आहोत. ती अमेरिकेची आहे. अमेरिकेचे ३१ उपग्रह ह्या प्रणाली मध्ये असून ते कोणालाही, म्हणजेच ज्याच्याकडे रिसीवर आहे त्याला वापरता येऊ शकते. हा रिसीवर कोणत्याही उपकरणात असू शकतो जसं मोबाईल फोन. पण अमेरिकेने हे देताना त्यांना हवा त्याला आणि हवं तेव्हा नाकारण्याची मुभा ठेवली आहे. कारगिल युद्धामध्ये १९९९ साली भारताला हि सेवा देण्याचं अमेरिकेने नाकारलं होतं. त्यामुळे भारताला युद्धात अनेक अडचणीनां सामोरे जावं लागलं होतं. त्याचवेळी भारताला ह्या प्रणालीचं महत्व कळलं. जर आपल्या सीमांच रक्षण आपल्याला करायचं असेल तर आपली स्वतःची अशी जी.पी.एस. प्रणाली असणं गरजेच होत. ज्याचा वापर आपण हवा तेव्हा हवा तसा करू शकू. म्हणून भारताने इस्रो कडे ह्या प्रणालीची मागणी केली. जी आता पूर्णत्वाला गेली आहे. ‘नाविक’ असं नाव असणारी हि जी.पी.एस. प्रणाली.

कोणतीही जी.पी.एस. प्रणाली काम करण्यासाठी तीन गोष्टी महत्वाच्या आहेत…

  • उपग्रह
  • ग्राउंड स्टेशन किंवा रडार
  • रिसीवर

GPSउपग्रह ह्या प्रणाली मध्ये एखाद्या ताऱ्यासारख काम करतात. जसं आधीच्या काळी ताऱ्यांच्या ठिकाणावरून दिशेचा वेध घेतला जायचा तस २१ व्या शतकात तारे म्हणून हे उपग्रह काम करतात. ग्राउंड स्टेशन किंवा रडार हे नक्की करतात कि जिकडे आपण आकाशात त्यांना समजतो ते तिकडेच आहेत. कारण पृथ्वी भोवती ते सतत फिरत असताना त्याचं स्थान माहिती असण हे रडार किंवा ग्राउंड स्टेशन च्या साह्याने शक्य होत. तिसर म्हणजे रिसीवर जो कि आपल्या मोबाईल फोन मध्ये असतो. जी.पी.एस. प्रणालीत कोणताही रिसीवर ह्या उपग्रहांकडून येणारे सिग्नल ऐकत असतो. तुमचं पृथ्वीवरचं स्थान कळण्यासाठी त्याला कोणत्याही चार उपग्रहांचे सिग्नल मिळणं गरजेचे असते. चार का? तर थ्री डी मधल्या तीन बाजू (X,Y,Z Co-ordinates ) आणि चौथं म्हणजे घड्याळाच्या वेळेतील बदल जो उपग्रहाच्या वेळेपासून किती वेगळा आहे. हे चार सिग्नल कोणत्याही चार उपग्रहाकडून मिळताच तुमचं स्थान रिसीवर आकडेमोड करून अगदी काही मीटरच्या आत सांगू शकतो. तेच तुम्हाला गुगल मॅप्स तुमच्या फोन च्या स्क्रीन वर दाखवते.

आता सगळ्यात महत्वाचे हे असते कि हे जे उपग्रह आहेत ते अतिशय अचूकतेने एका विशिष्ठ फ्रिक्वेन्सी आणि वेळे मध्ये सिग्नल पाठवत असतात. तुमचा रिसीवर जो तुमच्या फोन मध्ये असतो तो ह्या वेगवेगळ्या आलेल्या सिग्नल मधील रिलेटिव्ह डीले टाईमचं गणित करतो. म्हणजे दोन येणाऱ्या सिग्नल मध्ये जो बदल असेल तर तो बदल किती सेकंदाने उशिरा अथवा लवकर होतो त्यावरून ह्या दोन उपग्रहांच्या सिग्नल पासून आपण किती अंतरावर आहोत हे त्याला समजते. म्हणजे ह्या दोन्ही उपग्रहांन कडून निघणाऱ्या सिग्नल मध्ये प्रचंड अचूकता असण गरजेच आहे. कारण जर निघताना अचूकता नसेल तर पृथ्वीवर रिसीव होणाऱ्या सिग्नल मध्ये अचूकता राहणार नाही. व तुम्ही असाल बोरीवली मध्ये पण जी.पी.एस. दाखवेल कि तुम्ही अंधेरी मध्ये आहात. म्हणजे उपग्रहांच्या सिग्नल मध्ये प्रचंड अचूकता स्पेशली वेळेच्या बाबतीत असण गरजेच असत. ह्यासाठी वापरण्यात येतात ती आण्विक घड्याळ.

इंटरनेशनल सिस्टीम ऑफ युनिट किंवा ज्याला एस.आय. सिस्टीम अस म्हंटल जाते. त्याच्या मते एका सेकंदाची व्याख्या केली जाते ती अशी, ‘सेशियम १३७ ह्याचा अणु एका विशिष्ठ स्थितीत ( ० केल्विन तपमानात ) ९ बिलियन १९२ मिलियन ६३१ हजार ७७० आंदोलन करेल तर इतकी आंदोलन करण्यासाठी लागणारा वेळ म्हणजे १ सेकंद.’ आण्विक घड्याळ किंवा एटोमिक क्लॉक एखाद्या मुलद्रव्याच्या अणूने नैसर्गिकरित्या केलेल्या आंदोलनावर वेळ मोजतात. ह्या आंदोलकाची फ्रिक्वेन्सी खूप असून ते खूप स्टेबल असतात. ह्या घड्याळांची अचूकता इतकी आहे कि १०० मिलियन वर्षात एका सेकंदाची चूक होऊ शकेल ह्या अचूकतेने हि घड्याळ काम करतात. खर तर सेशियम १३७ ची घड्याळ अचूक असली तरी ती प्रचंड महाग असतात. त्यापेक्षा स्वस्त आणि मस्त असणाऱ्या रुबिडीयम ८७ पासून बनलेल्या घड्याळांचा वापर जी.पी.एस. प्रणालीतील उपग्रहात केला जातो.

भारताच्या नाविक उपग्रह प्रणालीतील हीच Rubidum Clock निकामी झाली होती. म्हणजे ह्या उपग्रहाकडून येणाऱ्या सिग्नल मध्ये अचूकता नव्हती. त्यामुळे पूर्ण उपग्रह हा निकामी झाला होता. आधी म्हंटल तसं हा उपग्रह नसला म्हणून पूर्ण जी.पी.एस. प्रणाली बंद होत नाही कारण ४ इतर उपग्रहांकडून सिग्नल मिळाले तरी आपल्याला स्थान समजू शकते. पण जितके जास्त उपग्रह तितकं तुमच स्थान अचूक असण्याची शक्यता कैक पटीने वाढते. इस्रो ने जी प्रमाणं निश्चित केली होती त्यासाठी गेल्या आठवड्यात प्रक्षेपित केलेल्या उपग्रहाची गरज होती. नुसती घड्याळ बंद पडली म्हणून उपग्रह प्रक्षेपित का केला? असा प्रश्न आपण स्वतःला विचारू तेव्हा एकूणच जी.पी.एस. प्रणाली आणि रुबिडीयम घड्याळांच महत्व आपल्याला लक्षात येईल.

वाचण्यासारखे आणखी काही…

अंटार्क्टिकाच्या जमिनीवर..
माहित आहे का, हिग्स बोसॉनच्या शोधात भारताचे योगदान!!
आपल्या सौरमालेत प्रवेश करणारा पहिला एलिअन ऑब्जेक्ट- “ओयुमुआमुआ”


या आणि अशा वैविध्यपूर्ण लेखांचे अपडेट्स मिळविण्यासाठी आमचे फेसबुक पेजमनाचेTalksला नक्की लाईक करा. आणि लेखांचे अपडेट्स व्हाट्स ऍप वर मिळवण्यासाठी ८३०८२४७४८० या नम्बरवर ‘अपडेट्स’ असा व्हाट्स ऍप मेसेज करा.

माहिती उपयुक्त वाटल्यास वरती उजव्या कोपऱ्यात दिलेले बटन दाबून हा लेख व्हॉट्सऍप वर आपल्या मित्र मैत्रीणींना पाठवा.

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

error: © Copyrights 2023. All rights reserved!
मलेशियाची राजधानी क्वाला लंपूर ची सफर!शरीरावरील अनावश्यक चरबी कमी करण्यासाठी ५ योगासनेस्वतःला हे ५ प्रश्न विचारा आणि प्रगतीचे मार्ग खुले करा?नियमितपणे हि २ आसने केली तर किडनीचे विकार जडणार नाहीत।व्हिटॅमिन बी १२ च्या कमतरतेची कारणे, लक्षणे व उपाय
मलेशियाची राजधानी क्वाला लंपूर ची सफर!शरीरावरील अनावश्यक चरबी कमी करण्यासाठी ५ योगासनेस्वतःला हे ५ प्रश्न विचारा आणि प्रगतीचे मार्ग खुले करा?नियमितपणे हि २ आसने केली तर किडनीचे विकार जडणार नाहीत।व्हिटॅमिन बी १२ च्या कमतरतेची कारणे, लक्षणे व उपाय
मलेशियाची राजधानी क्वाला लंपूर ची सफर!शरीरावरील अनावश्यक चरबी कमी करण्यासाठी ५ योगासनेस्वतःला हे ५ प्रश्न विचारा आणि प्रगतीचे मार्ग खुले करा?नियमितपणे हि २ आसने केली तर किडनीचे विकार जडणार नाहीत।व्हिटॅमिन बी १२ च्या कमतरतेची कारणे, लक्षणे व उपाय
मलेशियाची राजधानी क्वाला लंपूर ची सफर!शरीरावरील अनावश्यक चरबी कमी करण्यासाठी ५ योगासनेस्वतःला हे ५ प्रश्न विचारा आणि प्रगतीचे मार्ग खुले करा?नियमितपणे हि २ आसने केली तर किडनीचे विकार जडणार नाहीत।व्हिटॅमिन बी १२ च्या कमतरतेची कारणे, लक्षणे व उपाय