નેવિક (NavIC): ભારતની પોતાની સ્વનિર્ભર ‘GPS’ સિસ્ટમ અને NVS-૦૩ મિશનની ઊંડી સમજ
કારગિલ યુદ્ધના કડવા અનુભવથી શરૂ થયેલી ભારતની સ્વનિર્ભર નેવિગેશન યાત્રા હવે NVS-૦૩ ના લોન્ચિંગ સાથે એક નવા અને વધુ સચોટ તબક્કામાં પ્રવેશવા જઈ રહી છે.
ભારતની અવકાશ સંશોધન સંસ્થા (ISRO) આગામી ૩૦ ઓક્ટોબર ૨૦૨૬ના રોજ તેના નેવિગેશન નેટવર્કને મજબૂત કરવા માટે NVS-૦૩ ઉપગ્રહ લોન્ચ કરવા જઈ રહી છે. આ મિશન ભારતની પોતાની નેવિગેશન સિસ્ટમ ‘નેવિક’ (NavIC) માટે અત્યંત મહત્વનું છે, કારણ કે તે જૂની પેઢીના ઉપગ્રહોમાં આવેલી ખામીઓને દૂર કરી સામાન્ય નાગરિકો માટે વધુ સારી સેવાઓ પ્રદાન કરશે. નેવિક (NavIC) એ ‘નેવિગેશન વિથ ઇન્ડિયન કોન્સ્ટેલેશન’ (Navigation with Indian Constellation) નું ટૂંકું નામ છે, જેનો અર્થ ભારતીય ભાષાઓમાં ‘નાવિક’ અથવા સમુદ્ર ખેડનાર એવો થાય છે. આ એક સ્વાયત્ત પ્રાદેશિક સેટેલાઇટ નેવિગેશન સિસ્ટમ છે જે રીઅલ-ટાઇમ પોઝિશનિંગ, વેલોસિટી અને ટાઇમિંગ (PVT) સેવાઓ પૂરી પાડે છે.
નેવિકની જરૂરિયાત પાછળ એક ઐતિહાસિક અને વ્યૂહાત્મક કારણ રહેલું છે. વર્ષ ૧૯૯૯માં કારગિલ યુદ્ધ દરમિયાન ભારતીય સૈન્યને દુશ્મનના ચોક્કસ સ્થાનની માહિતી મેળવવા માટે અમેરિકાની ગ્લોબલ પોઝિશનિંગ સિસ્ટમ (GPS) ના ડેટાની જરૂર હતી. તે સમયે અમેરિકાએ ભારતને આ ડેટા આપવાનો ઇનકાર કરી દીધો હતો, જેના કારણે ભારતીય વાયુસેનાના પાયલોટોએ બિન-માર્ગદર્શિત પેલોડ્સ છોડવા માટે તેમના કોકપિટમાં કોમર્શિયલ GPS ઉપકરણો લગાવવાની ફરજ પડી હતી. આ ઘટનાએ ભારતને સમજાવ્યું કે કટોકટીના સમયે વિદેશી સિસ્ટમ પર નિર્ભર રહેવું જોખમી હોઈ શકે છે. પરિણામે, મે ૨૦૦૬માં ભારત સરકારે પોતાની સ્વદેશી નેવિગેશન સિસ્ટમ વિકસાવવાના પ્રોજેક્ટને મંજૂરી આપી હતી.
નેવિક સિસ્ટમ મુખ્યત્વે ભારત અને તેની સરહદોથી ૧,૫૦૦ કિમી સુધીના વિસ્તારને આવરી લે છે. ભવિષ્યમાં આ વ્યાપ વધારીને ૩,૦૦૦ કિમી સુધી કરવાની યોજના છે. આ સિસ્ટમ ૧૦ થી ૨૦ મીટરની પોઝિશન ચોકસાઈ અને ૪૦ નેનોસેકન્ડની સમયની ચોકસાઈ પ્રદાન કરે છે. નેવિક બે પ્રકારની સેવાઓ આપે છે: એક છે સ્ટાન્ડર્ડ પોઝિશનિંગ સર્વિસ (SPS), જે સામાન્ય નાગરિકો માટે ઉપલબ્ધ છે અને બીજી છે રિસ્ટ્રિક્ટેડ સર્વિસ (RS), જે માત્ર લશ્કરી અને અધિકૃત વપરાશકર્તાઓ માટે એન્ક્રિપ્ટેડ સ્વરૂપમાં હોય છે. આ સેવાઓ L1, L5 અને S બેન્ડ ફ્રીક્વન્સી પર કાર્ય કરે છે.
નેવિકની પ્રથમ પેઢીને IRNSS (ઇન્ડિયન રીજનલ નેવિગેશન સેટેલાઇટ સિસ્ટમ) શ્રેણી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ શ્રેણીમાં કુલ ૭ ઉપગ્રહોની યોજના હતી, જેમાં IRNSS-1A થી IRNSS-1G નો સમાવેશ થતો હતો. જોકે, આ પ્રવાસમાં અનેક પડકારો આવ્યા હતા. IRNSS-1H ઉપગ્રહ ભ્રમણકક્ષામાં પહોંચવામાં નિષ્ફળ રહ્યો હતો, ત્યારબાદ IRNSS-1I ને સફળતાપૂર્વક લોન્ચ કરવામાં આવ્યો હતો. સૌથી મોટો પડકાર ઉપગ્રહોમાં લાગેલી એટોમિક ક્લોક (atomic clock) એટલે કે પરમાણુ ઘડિયાળોની નિષ્ફળતાનો હતો. દરેક ઉપગ્રહમાં ત્રણ રુબિડિયમ એટોમિક ક્લોક હોય છે, જે સમયની ચોકસાઈ જાળવવા માટે અનિવાર્ય છે. પ્રથમ પેઢીના અનેક ઉપગ્રહોમાં આ ઘડિયાળો નિષ્ફળ જવાથી નેવિગેશન સેવાઓમાં અવરોધ ઊભો થયો હતો.
સપ્ટેમ્બર ૨૦૨૪ સુધીમાં માત્ર ચાર ઉપગ્રહો - IRNSS-1B, IRNSS-1F, IRNSS-1I અને NVS-01 - નેવિગેશન સેવાઓ આપવા માટે સક્ષમ હતા. ચોક્કસ સ્થાન નક્કી કરવા માટે ઓછામાં ઓછા ચાર ઉપગ્રહો કાર્યરત હોવા જરૂરી છે. માર્ચ ૨૦૨૬ સુધીમાં આ સંખ્યા ઘટીને ત્રણ થઈ ગઈ હતી, જે જરૂરિયાત કરતા ઓછી છે. અન્ય પાંચ ઉપગ્રહો (1A, 1C, 1E, 1F, 1G) તેમની ઘડિયાળો નિષ્ફળ ગયા પછી માત્ર એકતરફી બ્રોડકાસ્ટ મેસેજિંગ સેવાઓ માટે વપરાય છે. આ સમસ્યાના ઉકેલ રૂપે ISRO એ બીજી પેઢીના NVS ઉપગ્રહો લોન્ચ કરવાનું શરૂ કર્યું છે, જેમાં NVS-૦૩ એક મહત્વની કડી છે.
₹ કરોડ
NVS-૦૩ એ બીજી પેઢીનો ત્રીજો અને નેવિક શ્રેણીનો કુલ ૧૨મો ઉપગ્રહ છે. આ ઉપગ્રહની સૌથી મોટી વિશેષતા તેમાં વપરાયેલી સ્વદેશી રુબિડિયમ એટોમિક ક્લોક છે. અગાઉના ઉપગ્રહોમાં યુરોપિયન કંપની સ્પેક્ટ્રાટાઇમ (SpectraTime) પાસેથી આયાત કરેલી ઘડિયાળો વપરાતી હતી, જેમાં ખામીઓ જોવા મળી હતી. અમદાવાદમાં આવેલી સ્પેસ એપ્લિકેશન સેન્ટર (SAC) એ હવે આ ઘડિયાળો ભારતમાં જ વિકસાવી છે. NVS શ્રેણીના ઉપગ્રહોનું આયુષ્ય પણ ૧૦ વર્ષથી વધારીને ૧૨ વર્ષ કરવામાં આવ્યું છે. આ ઉપગ્રહમાં L1 બેન્ડનો સમાવેશ કરવામાં આવ્યો છે, જે સ્માર્ટ વોચ અને ફિટનેસ ટ્રેકર્સ જેવા ઓછા પાવર વાળા ઉપકરણોમાં નેવિકના ઉપયોગને સરળ બનાવશે.
NVS-૦૩ માં બે પ્રકારના પેલોડ છે: નેવિગેશન પેલોડ અને રેન્જિંગ પેલોડ. નેવિગેશન પેલોડ વપરાશકર્તાઓને સ્થાન અને સમયના સિગ્નલ મોકલે છે, જ્યારે રેન્જિંગ પેલોડમાં ટ્રાન્સપોન્ડર હોય છે જે બે-તરફી અંતર માપવા માટે CDMA (કોડ ડિવિઝન મલ્ટિપલ એક્સેસ) મોડમાં કાર્ય કરે છે. આ સિસ્ટમ તમામ હવામાન પરિસ્થિતિઓમાં અવિરત સેવા પૂરી પાડવા માટે સક્ષમ છે. NVS-૦૩ ને GSLV-F18 મિશન દ્વારા શ્રીહરિકોટાના સતીશ ધવન સ્પેસ સેન્ટરથી લોન્ચ કરવામાં આવશે. આ રોકેટના પ્રથમ તબક્કાનું સ્ટેકિંગ સપ્ટેમ્બર ૨૦૨૬ સુધીમાં પૂર્ણ કરી લેવામાં આવ્યું હતું.
| વિશેષતા | પ્રથમ પેઢી (IRNSS) | બીજી પેઢી (NVS) |
|---|---|---|
| મિશન આયુષ્ય | ૧૦ વર્ષ | ૧૨ વર્ષ |
| એટોમિક ક્લોક | આયાતી (SpectraTime) | સ્વદેશી (SAC Ahmedabad) |
| ફ્રીક્વન્સી બેન્ડ્સ | L5 અને S બેન્ડ | L1, L5 અને S બેન્ડ |
| નાગરિક ઉપયોગ (L1) | ઉપલબ્ધ નહોતું | ઉપલબ્ધ છે |
નેવિક સિસ્ટમને માત્ર અવકાશમાં જ નહીં, પણ જમીન પર પણ મજબૂત બનાવવામાં આવી રહી છે. કર્ણાટકના બ્યાલાલુ ખાતે ISRO ડીપ સ્પેસ નેટવર્ક કેમ્પસમાં એક નવું સેટેલાઇટ નેવિગેશન સેન્ટર સ્થાપવામાં આવ્યું છે. દેશભરમાં ૨૧ રેન્જિંગ સ્ટેશનોનું નેટવર્ક ઉપગ્રહોની ભ્રમણકક્ષા નક્કી કરવા અને સિગ્નલ પર દેખરેખ રાખવા માટે કાર્યરત છે. ભારત સરકારનો ધ્યેય સંપૂર્ણ ભારતીય નિયંત્રણ હેઠળની સિસ્ટમ બનાવવાનો છે, જેમાં સ્પેસ સેગમેન્ટ, ગ્રાઉન્ડ સેગમેન્ટ અને યુઝર રીસીવર ત્રણેય ભારતમાં જ બનેલા હોય.
હાર્ડવેર ક્ષેત્રે પણ ભારતે મોટી સિદ્ધિ મેળવી છે. IIT બોમ્બે દ્વારા ‘અજીત’ (AJIT) નામનું માઇક્રોપ્રોસેસર વિકસાવવામાં આવ્યું છે. આ પ્રોસેસર નેવિકના રીસીવરોમાં વાપરવા માટે તૈયાર કરવામાં આવ્યું છે. તે ૭૦ થી ૧૨૦ MHz ની ઝડપે કાર્ય કરે છે અને દરેક ક્લોક સાયકલમાં એક સૂચના અમલમાં મૂકી શકે છે. આ પ્રોસેસરમાં મેમરી મેનેજમેન્ટ યુનિટ અને ફ્લોટિંગ પોઈન્ટ યુનિટ જેવી આધુનિક સુવિધાઓ છે, જે જટિલ ગણતરીઓ ઝડપથી કરી શકે છે. આ ઉપરાંત, ક્વાલકોમ (Qualcomm) જેવી મોટી કંપનીઓએ પણ તેમના સ્નેપડ્રેગન ચિપસેટ્સમાં નેવિકનો સપોર્ટ આપવાનું શરૂ કર્યું છે, જેનો અર્થ છે કે હવે ભારતીય સ્માર્ટફોન્સમાં સીધું જ નેવિક નેવિગેશન ઉપલબ્ધ થશે.
- સિગ્નલ પ્રસારણનેવિક ઉપગ્રહો સતત સમયના સ્ટેમ્પ સાથે નેવિગેશન સિગ્નલ મોકલે છે.
- સિગ્નલ પ્રાપ્તિજમીન પર રહેલા યુઝર રીસીવર (જેમ કે સ્માર્ટફોન) આ સિગ્નલો મેળવે છે.
- ગણતરીરીસીવર સિગ્નલ મળવાના સમય અને ઉપગ્રહના સ્થાનના આધારે અંતરની ગણતરી કરે છે.
- સ્થાન નિર્ધારણવિવિધ ઉપગ્રહોના ડેટાને પ્રોસેસ કરીને રીસીવર પોતાનું ચોક્કસ સ્થાન, વેગ અને સમય નક્કી કરે છે.
નેવિકનો ઉપયોગ ભારતમાં ફરજિયાત બનાવવાની દિશામાં પણ પગલાં લેવામાં આવ્યા છે. ૧ એપ્રિલ ૨૦૧૯ થી ભારતમાં તમામ કોમર્શિયલ વાહનો માટે AIS 140 ધોરણ મુજબના નેવિક-આધારિત ટ્રેકિંગ સિસ્ટમ્સ ફરજિયાત બનાવવામાં આવી છે. સંરક્ષણ ક્ષેત્રે મિસાઇલ ટાર્ગેટિંગ અને સૈન્ય હિલચાલ માટે આ સિસ્ટમ અત્યંત મહત્વની છે. ૨૦૨૦ માં અમેરિકી કોંગ્રેસે પણ નેવિકને તેમના સાથી નેવિગેશન સિસ્ટમ તરીકે માન્યતા આપી છે, જે યુરોપના ગેલિલિયો (Galileo) અને જાપાનના QZSS ની સમકક્ષ છે.
પ્રોજેક્ટના ખર્ચની વાત કરીએ તો, શરૂઆતમાં આ પ્રોજેક્ટનો અંદાજ ₹૧,૪૨૦ કરોડ હતો. જેમાં ગ્રાઉન્ડ સેગમેન્ટ માટે ₹૩૦૦ કરોડ, દરેક ઉપગ્રહ માટે ₹૧૫૦ કરોડ અને દરેક PSLV-XL રોકેટ માટે ₹૧૩૦ કરોડનો અંદાજ હતો. જોકે, ઉપગ્રહોની ફેરબદલી અને લોન્ચિંગમાં આવેલા અવરોધોને કારણે માર્ચ ૨૦૧૭ સુધીમાં આ ખર્ચ વધીને ₹૨,૨૪૬ કરોડ થયો હતો. ભારત સરકાર હવે નેવિકના વ્યાપને વધારવા માટે ઉપગ્રહોની સંખ્યા ૭ થી વધારીને ૧૧ કરવાની યોજના ધરાવે છે. આ વધારાના ઉપગ્રહો ૪૨ ડિગ્રીના ઝુકાવવાળી જીઓસિંક્રોનસ ભ્રમણકક્ષામાં મૂકવામાં આવશે.
નેવિક માત્ર સ્થાન શોધવા માટે જ નહીં, પણ સમયના સચોટ નિર્ધારણ માટે પણ મહત્વનું છે. ૨૦૨૫ થી ભારતની નેશનલ ફિઝિકલ લેબોરેટરી (NPL) માં સમયના સંદર્ભ માટે GPS ને બદલે નેવિકનો ઉપયોગ કરવામાં આવશે. આ માટે સંરક્ષણ સંશોધન અને વિકાસ સંસ્થા (DRDO) એ એકોર્ડ સોફ્ટવેર એન્ડ સિસ્ટમ્સ સાથે મળીને સ્વદેશી નેટવર્ક ટાઇમિંગ સિસ્ટમ વિકસાવી છે. આનાથી ભારત સમયના માપન માટે પણ અમેરિકા પરની નિર્ભરતા ઘટાડી શકશે.
ભવિષ્યમાં નેવિક સિસ્ટમમાં ઓપ્ટિકલ એટોમિક ક્લોક જેવી અત્યંત સ્થિર ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરવાની પણ યોજના છે. NVS-૦૩ ના સફળ લોન્ચિંગ પછી NVS-૦૪ અને NVS-૦૫ ઉપગ્રહો સપ્ટેમ્બર ૨૦૨૭ સુધીમાં લોન્ચ કરવાનું લક્ષ્ય છે. આ નવા ઉપગ્રહો નેવિક નેટવર્કને વધુ મજબૂત બનાવશે અને ભારતના દરેક નાગરિકના ફોન અને વાહનમાં સચોટ નેવિગેશન સુનિશ્ચિત કરશે. કારગિલના એ કડવા અનુભવે ભારતને જે પાઠ ભણાવ્યો હતો, તેનું પરિણામ આજે એક અત્યાધુનિક અને સ્વનિર્ભર અંતરિક્ષ ટેકનોલોજી તરીકે આપણી સામે છે.
