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ग्रहीय विज्ञान
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प्रधान: प्रो. वरुण शील सिंहावलोकन: हम ग्रहीय अन्वेषण (अंतरिक्ष यान-आधारित अवलोकन), प्रयोगशाला में प्रयोगों, भौतिकी-आधारित सैद्धांतिक/संख्यात्मक मॉडलिंग और कंप्यूटर अनुकरणों का उपयोग करके सौर मंडलीय पिंडों, उनके वायुमंडल, सतहों और आंतरिक, और नियंत्रण प्रक्रियाओं का अध्ययन करते हैं। हमारा उद्देश्य सर्वोत्तम उपलब्ध वैज्ञानिक उपकरणों और प्रौद्योगिकी का उपयोग करके ग्रहीय पिंडों की मूलभूत समझ को उन्नत करना है।
हम जिन व्यापक क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करते हैं, वे हैं: (i) वायुमंडल/पर्यावरण, प्लाज़्मा भौतिकी और खगोल रसायन, (ii) सौर मंडल की उत्पत्ति/विकास, (iii) सुदूर संवेदन के माध्यम से ग्रहीय भूविज्ञान, और (iv) इंस्ट्रूमेंटेशन। यह प्रभाग अत्याधुनिक अंतरिक्ष-इंस्ट्रूमेंटेशन प्रयोगशालाओं, पार्थिवेतर कण (उल्कापिंड, मिशन से प्राप्त नमूने) और अनुरूपों का अध्ययन करने के लिए अत्याधुनिक प्रयोगशाला सुविधाओं से सुसज्जित है, और सैद्धांतिक एवं संख्यात्मक कार्य के लिए पीआरएल विक्रम सुपर-कंप्यूटर का उपयोग करता है।
इसके अतिरिक्त, हम, परिकल्पना, विज्ञान, उपकरण डिजाइन, कार्यान्वयन, प्रयोग, डेटा विश्लेषण आदि के स्तर पर ग्रहीय अन्वेषण के लिए भारतीय अंतरिक्ष मिशनों की आवश्यकताओं की पूर्ति के लिए जांच को भी संयोजित करते हैं। यह प्रभाग हमारे भावी मिशनों जैसे चंद्रयान-3, आदित्य L1, और शुक्र और मंगल ग्रह के आगामी अभियानों के लिए वैज्ञानिक उपकरणों की अवधारणा, विकास और वितरण में व्यापक रूप से शामिल है। ग्रहीय वायुमंडल/पर्यावरण पर अनुसंधान इसमें ग्रहों, चंद्रमा, प्राकृतिक/कृत्रिम उपग्रहों, क्षुद्रग्रहों, धूमकेतुओं आदि जैसे आंतरिक सौर मंडल पिंडों के वायुमंडल/पर्यावरण से जुड़े अध्ययनों को शामिल किया गया है।
हमारा उद्देश्य ग्रहीय वायुमंडल के अन्वेषण में जुटे अंतरिक्ष मिशनों को समर्थन और योगदान प्रदान करना है। हमारा अनुसंधान ग्रहीय वायुमंडल और अंतर्निहित भौतिक प्रक्रियाओं के गतिशील विकास, संगठन, संरचना, इलेक्ट्रोडायनामिक्स और प्लाज्मा (धूल सहित) व्यवहार की खोज पर केंद्रित है। हम उपकरण के रूप में सैद्धांतिक/संख्यात्मक मॉडलिंग, अनुरूपण, डेटा विश्लेषण और प्रयोगशाला अध्ययनों का उपयोग करके उपरोक्त पहलुओं की जांच करने के लिए भौतिकी (और भूभौतिकी) की बुनियादी और अनुप्रयुक्त अवधारणाओं को लागू करते हैं। इसके अतिरिक्त, विषय को समझने और मॉडलों को मान्य करने में मिशन डेटा महत्वपूर्ण होते हैं। इस संदर्भ में, हम मंगल ग्रह, शुक्र ग्रह और चंद्रमा के डेटा (इसरो और नासा, ESA, JAXA जैसी विदेशी एजेंसियों से) का उपयोग करते हैं ताकि ग्रहीय वायुमंडल की मौलिक समझ में सुधार करने के लिए उनके वायुमंडल की विभिन्न रोमांचक विशेषताओं का पता लगाया जा सके और नियोजित मिशनों के लिए इसके निहितार्थों पर गौर किया जा सके। हमारे पास ग्रहीय वायुमंडल का अनुकरण करने के लिए प्रयोगशाला सुविधाएं भी हैं और आगामी भारतीय ग्रहीय अन्वेषण मिशनों के लिए इंस्ट्रूमेंटेशन को निष्पादित करने के लिए भौतिक परीक्षण वाले प्रयोगों की संकल्पना करते हैं, उदाहरण के लिए, चंद्रमा, शुक्र ग्रह और मंगल ग्रह के लिए मिशन। चंद्रमा/शुक्र/मंगल ग्रह पर प्लाज़्मा पर्यावरण, शुक्र/मंगल ग्रह पर बिजली चमकना और चंद्रमा/मंगल ग्रह के तापभौतिकी गुणों के संबंध में अध्ययन सक्रिय परियोजनाएं हैं। हम आणविक जटिलता और खगोलभौतिक वातावरण में उनके प्रभाव का पता लगाने के लिए खगोल रासायनिक प्रक्रियाओं का भी अध्ययन करते हैं।
अनुसंधान क्षेत्रों को आगे निम्नानुसार वर्गीकृत किया गया है:
अनुभाग प्रधान: प्रो. कुलजीत के. मरहास इस अनुभाग के तहत अनुसंधान का केन्द्र बाह्य अंतरिक्ष पिंड (उल्कापिंड या मिशन द्वारा वापस लाए गए नमूने) और समरूपों के प्रयोगशाला विश्लेषण द्वारा सौर प्रणाली की उत्पत्ति और विकास में समय के स्केल और प्रक्रियाओं को समझना है। प्रयोगशाला विश्लेषण में रासायनिक और खनिज लक्षण वर्णन, स्पेक्ट्रोस्कोपी और समस्थानिक रचनाएँ शामिल हैं, और सैद्धांतिक कार्य द्वारा समर्थित हैं। इसके अतिरिक्त, अनुसंधान क्षेत्रों में जलीय, तापीय, विभेदन, और ग्रहीय पिंडों में प्रभाव प्रक्रियाएं और चंद्रमा और मंगल के भू-केंद्र और प्रावरण विकास शामिल हैं। हमारे सौर मंडल में न्यूक्लियोसिंथेटिक इनपुट को समझने के लिए पूर्वसौर कण का अध्ययन किया जाता है। विकासशील प्रणाली में उनकी उत्पत्ति को समझने के लिए, उल्कापिंडों से यौगिकों का विश्लेषण किया जाता है।
अनुभाग प्रधान: डॉ. नीरज श्रीवास्तव हमारे अनुभाग का प्राथमिक ध्यान इसरो और विदेशी अंतरिक्ष एजेंसियों के ग्रहीय सुदूर संवेदन मिशनों के डेटा का उपयोग करके हमारे सौर मंडल के विभिन्न ग्रहीय पिंडों के गठन और विकास को समझना है। वर्तमान में, हम चंद्रयान-1 और 2 (इसरो), लूनर रिकॉनिसैंस ऑर्बिटर (LRO, NASA) और कगुया (JAXA) के डेटा का उपयोग कर चंद्रमा का अध्ययन कर रहे हैं। मार्स ऑर्बिटर मिशन (MOM, इसरो), मार्स रिकॉनिसैंस ऑर्बिटर (MRO, NASA), मार्स ग्लोबल सर्वेयर (MGS, NASA), मार्स एक्सप्रेस (ESA) और मार्स ओडिसी (NASA) के डेटा का उपयोग करके, लाल ग्रह मंगल, की जटिलताओं को उजागर किया जा रहा है। विशेष रूप से, हमारी प्रेरणा ग्रहीय प्रक्रियाओं को समझने की है, जैसे सतह स्थलाकृति, भू-आकृति विज्ञान, गड्ढा-कालानुक्रम, और सतह/उपसतह संरचना के अध्ययन के माध्यम से संघट्ट क्रेटरिंग, ज्वालामुखी, विवर्तनिकता, अंतरिक्ष अपक्षय, हिमनदी, नदीय, और बड़े स्केल पर बर्बादी। संबंधित ग्रहीय पिंडों के अतिरिक्त, इन अध्ययनों में धरती की हमारी समझ के लिए निहितार्थ हैं, जिसके अधिकांश प्रमाण इसकी गतिशील प्रकृति के कारण खो गए हैं। हम भविष्य के स्वस्थाने (चंद्रयान-3 और इसरो-जाक्सा लुपेक्स) और सैंपल रिटर्न मिशन के लिए साइट उपयुक्तता अध्ययन और लैंडिंग साइट लक्षण वर्णन भी करते हैं। हमने सुदूर संवेदन अवलोकनों का समर्थन करने के लिए अनुरूपित स्थितियों के तहत ग्रहीय कणों का परावर्तन स्पेक्ट्रोस्कोपी और उनके स्थलीय अनुरूपों के लिए एक अत्याधुनिक प्रयोगशाला विकसित की है। ये अध्ययन पेलोड लक्षण वर्णन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और भविष्य के ग्रहीय मिशनों और जमीन-आधारित अवलोकनों से डेटा का विश्लेषण करने में सहायता करते हैं।
अनुभाग प्रधान: डॉ एम षण्मुगम ग्रहीय विज्ञान के कई अनुसंधान उद्देश्यों को ग्रहीय अन्वेषण के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जिसके लिए ग्रहीय अभियानों के लिए वैज्ञानिक उपकरणों का विकास इस अनुभाग का प्रधान केंद्र बिंदु है। पिछले दो दशकों में, इसरो सक्रिय रूप से ग्रहीय अन्वेषण अभियानों पर काम कर रहा है और भविष्य में भी कई ग्रहीय अभियानों की योजना बनाई गई है। पीआरएल ने इन मिशनों की योजना बनाने और उन्हें क्रियान्वित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है और ग्रहीय पिंडों की सतह, उपसतह और वातावरण का अध्ययन करने के लिए वैज्ञानिक उपकरणों के विकास में भी सक्रिय रूप से योगदान दिया है। पीआरएल ने चंद्रयान-1 (हाई एनर्जी एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर-HEX), चंद्रयान-2 (सोलर एक्स-रे मॉनिटर-XSM), चंद्रयान-2 और 3 (अल्फा पार्टिकल एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर-APXS और चंद्रा के सरफेस थर्मोफिजिकल एक्सपेरिमेंट - ChaSTE) के लिए वैज्ञानिक उपकरण विकसित किए हैं) और आदित्य L1 (आदित्य सोलर विंड पार्टिकल एक्सपेरिमेंट - ASPEX) मिशन। आगामी वीनस ऑर्बिटर, ISRO-JAXA रोवर, मार्स ऑर्बिटर मिशन-2 और अन्य आगामी ग्रहीय/अंतरिक्ष मिशनों के लिए कई वैज्ञानिक उपकरण विकसित किए जा रहे हैं।
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