किफ़ायती शरीर: भारत कैसे सीमित बजट में अंतरिक्ष चिकित्सा का निर्माण कर रहा है

जब भारत का मंगल ऑर्बिटर मिशन सितंबर 2014 में लगभग 450 करोड़ रुपये की कुल लागत पर, यानी मोटे तौर पर 74 मिलियन अमेरिकी डॉलर पर, लाल ग्रह तक पहुँचा, तो इस उपलब्धि को दुनिया भर में इस बात के प्रमाण के रूप में सराहा गया कि अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए अरबों डॉलर ख़र्च करना ज़रूरी नहीं है। इसरो ने नासा के बजट के एक अंश से वह कर दिखाया जो पहले केवल तीन अन्य एजेंसियों ने किया था। लेकिन मंगलयान एक अंतरिक्ष यान था, कोई क्रू कैप्सूल नहीं। वह उपकरण ले गया था, इंसान नहीं। और एक प्रोब से मंगल की परिक्रमा करने और भारतीयों को गहन अंतरिक्ष में भेजने के बीच की दूरी किलोमीटरों में नहीं मापी जाती। यह मानव शरीर की जीवविज्ञान में मापी जाती है।

गगनयान के साथ, भारत के पहले मानव अंतरिक्ष उड़ान कार्यक्रम के साथ, इसरो अब पहली बार मानव अंतरिक्ष उड़ान के चिकित्सकीय पहलू का सामना कर रहा है। चुनौतियाँ वही हैं जिनका हर अंतरिक्ष एजेंसी सामना करती है: हड्डियों का क्षय, माँसपेशियों का शोष, हृदय-रक्तवाहिका अनुकूलन, विकिरण जोखिम। लेकिन इन समस्याओं को हल करने का भारत का दृष्टिकोण उसी दर्शन को दर्शाता है जिसने मंगलयान को मंगल तक पहुँचाया। चतुराई से बनाओ। कम संसाधनों में बनाओ। जो बाधाएँ हैं उनके हिसाब से बनाओ, उस बजट के हिसाब से नहीं जिसकी तुम कामना करते हो।

गगनयान और भारतीय अंतरिक्ष चिकित्सा का जन्म

गगनयान, जिसे भारत सरकार ने 2018 में लगभग 10,000 करोड़ रुपये (लगभग 1.2 अरब अमेरिकी डॉलर) के बजट के साथ स्वीकृत किया, का लक्ष्य तीन सदस्यीय दल को सात दिनों तक के मिशन के लिए निम्न पृथ्वी कक्षा में भेजना है। यह कार्यक्रम इसरो के लिए एक गुणात्मक छलांग है, एक ऐसी एजेंसी से जो उपग्रह बनाती और प्रक्षेपित करती है, उस एजेंसी तक जिसे प्रौद्योगिकी की पहुँच के सबसे शत्रुतापूर्ण वातावरण में मनुष्यों को जीवित रखना होगा।

गगनयान के दल स्वास्थ्य पहलू का प्रबंधन इसरो और भारतीय सशस्त्र बलों के एयरोस्पेस मेडिसिन संस्थान, बेंगलुरु के बीच सहयोग से किया जा रहा है। भारतीय वायु सेना का हिस्सा IAM, विमानन चिकित्सा और पायलट चयन में दशकों का अनुभव रखता है। अंतरिक्ष चिकित्सा तक विस्तार के लिए उन क्षेत्रों में नई क्षमताओं की आवश्यकता थी जिनकी भारतीय एयरोस्पेस में कोई मिसाल नहीं है: सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण शरीरक्रिया विज्ञान, अंतरिक्ष विकिरण जीवविज्ञान, और बंद-लूप जीवन सहायता प्रणालियाँ।

चार भारतीय वायु सेना पायलटों को 2020 में गगनयान अंतरिक्ष यात्री उम्मीदवारों के रूप में चुना गया। उन्होंने रूस के स्टार सिटी में यूरी गागारिन कॉस्मोनॉट ट्रेनिंग सेंटर में बुनियादी अंतरिक्ष उड़ान प्रशिक्षण लिया, जो रूस के साथ भारत के दीर्घकालिक अंतरिक्ष सहयोग पर आधारित है, एक सहयोग जो 1984 में राकेश शर्मा की सोयूज़ उड़ान से शुरू हुआ था। बाद के प्रशिक्षण चरण भारत में आयोजित किए गए, जिनमें सेंट्रीफ्यूज प्रशिक्षण और पैराबोलिक उड़ानों में सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण परिचय शामिल था।

गगनयान के दल चयन के लिए चिकित्सा जाँच प्रोटोकॉल IAM ने रक्षा अनुसंधान एवं विकास संगठन (DRDO) के सहयोग से विकसित किए। DRDO का दिल्ली स्थित डिफेंस इंस्टीट्यूट ऑफ फिज़ियोलॉजी एंड एलाइड साइंसेज़ ने चरम पर्यावरणीय तनाव में मानव प्रदर्शन पर शोध किया है, अपनी मौजूदा उच्च ऊँचाई और गहरे गोता शरीरक्रिया विज्ञान की विशेषज्ञता को अंतरिक्ष उड़ान के संदर्भ में ढालते हुए।

450 करोड़ का सवाल

भारत के मंगलयान की लागत नासा के MAVEN मिशन की लगभग नौवीं थी, जो उसी महीने मंगल की कक्षा में पहुँचा था। यह अनुपात गर्व का विषय और भारतीय अंतरिक्ष महत्वाकांक्षाओं के लिए एक संदर्भ बिंदु दोनों बन गया है। अगर इसरो वैश्विक मानक लागत के एक अंश पर अंतरग्रहीय मिशन बना सकता है, तो क्या वह अंतरिक्ष चिकित्सा अनुसंधान के लिए भी ऐसा कर सकता है?

उत्तर जटिल है। अंतरिक्ष चिकित्सा के कुछ पहलू किफ़ायती इंजीनियरिंग के अनुकूल हैं। नैदानिक उपकरणों को लघु और सरल बनाया जा सकता है। टेलीमेडिसिन प्रोटोकॉल सूचना प्रौद्योगिकी और दूरस्थ स्वास्थ्य सेवा में भारत की मौजूदा ताकतों का लाभ उठा सकते हैं। पोषण संबंधी प्रतिउपाय भारत के पादप-आधारित पोषण और पारंपरिक आहार प्रणालियों के गहन ज्ञान से लाभ उठा सकते हैं।

अन्य पहलू लागत संपीड़न का प्रतिरोध करते हैं। सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण का अनुकरण करने के लिए या तो एक कक्षीय मंच तक पहुँच चाहिए, जो भारत अभी मानव अनुसंधान के लिए संचालित नहीं करता, या महँगे भूमि-आधारित एनालॉग जैसे बेड रेस्ट सुविधाएँ। विकिरण जीवविज्ञान अनुसंधान के लिए कण त्वरक या अंतरिक्ष-आधारित प्रयोगों तक पहुँच चाहिए। ये पूँजी-प्रधान क्षमताएँ हैं जिन्हें केवल चतुर इंजीनियरिंग से दोहराया नहीं जा सकता।

इसरो का दृष्टिकोण बुनियादी ढाँचे की नकल करने के बजाय साझेदारी बनाने का रहा है। एजेंसी के नासा, ईएसए और रोस्कॉस्मॉस के साथ सहयोग समझौते हैं जिनमें दल स्वास्थ्य अनुसंधान का आदान-प्रदान शामिल है। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष अन्वेषण समन्वय समूह में भारत की सदस्यता साझा अनुसंधान रोडमैप और डेटा तक पहुँच प्रदान करती है। रणनीति व्यावहारिक है: जहाँ भारत के अपने संसाधन लाभ प्रदान करते हैं वहाँ उनका उपयोग करो, और जहाँ बुनियादी ढाँचे की लागत निषेधात्मक होगी वहाँ अंतर्राष्ट्रीय साझेदारियों का लाभ उठाओ।

एयरोस्पेस मेडिसिन संस्थान

IAM बेंगलुरु भारतीय अंतरिक्ष चिकित्सा का तंत्रिका केंद्र है। भारतीय वायु सेना के विमानपुरा परिसर में स्थित, यह संस्थान सेंट्रीफ्यूज, ऊँचाई कक्ष और स्थानिक भटकाव सिमुलेटर संचालित करता है। गगनयान के लिए इसकी क्षमताओं का विस्तार अंतरिक्ष उड़ान-विशिष्ट चिकित्सा निगरानी और दल स्वास्थ्य प्रोटोकॉल शामिल करने के लिए किया गया है।

संस्थान की ताकत नैदानिक चिकित्सा और परिचालन एयरोस्पेस आवश्यकताओं के एकीकरण में है। IAM चिकित्सक शोधकर्ता और फ्लाइट सर्जन दोनों हैं, जो पायलटों और अंतरिक्ष यात्रियों को कर्तव्य के लिए उपयुक्त प्रमाणित करने के लिए ज़िम्मेदार हैं। यह दोहरी भूमिका अनुसंधान निष्कर्षों और परिचालन मानकों के बीच एक सीधा फीडबैक लूप बनाती है।

गगनयान के लिए IAM ने उड़ान-पूर्व आधारभूत स्वास्थ्य प्रोटोकॉल, उड़ान-कालीन निगरानी प्रणालियाँ और उड़ान-पश्चात पुनर्वास कार्यक्रम विकसित किए हैं। उड़ान-कालीन निगरानी अनिवार्य रूप से कॉम्पैक्ट है। गगनयान का कक्षीय मॉड्यूल अपेक्षाकृत छोटे आयतन में तीन दल सदस्यों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे चिकित्सा उपकरणों के लिए न्यूनतम स्थान बचता है। हर नैदानिक उपकरण को अपने द्रव्यमान और आयतन आवंटन को उचित ठहराना होगा, एक ऐसी बाधा जो उस प्रकार के लघु, बहु-कार्यात्मक उपकरणों को प्राथमिकता देती है जिन्हें बनाने में भारतीय इंजीनियरिंग उत्कृष्ट है।

IAM ने भारत-विशिष्ट शारीरिक आधारभूत मानकों पर भी शोध में निवेश किया है। मानव शरीरक्रिया विज्ञान जनसंख्याओं में भिन्न होती है, और मुख्य रूप से अमेरिकी और रूसी अंतरिक्ष यात्री समूहों पर विकसित अंतरिक्ष उड़ान चिकित्सा मानक भारतीय दल सदस्यों के लिए पूरी तरह अनुकूल नहीं हो सकते। शारीरिक द्रव्यमान, हृदय-रक्तवाहिका आधारभूत मापदंड और आहार संबंधी आदतें जैसे कारक भिन्न होते हैं। अंतरिक्ष उड़ान चिकित्सा निगरानी के लिए भारत-विशिष्ट संदर्भ श्रेणियाँ स्थापित करना सुरक्षित दल संचालन की पूर्व शर्त है।

DRDO का समानांतर मार्ग

रक्षा अनुसंधान एवं विकास संगठन एक समानांतर अनुसंधान मार्ग संचालित करता है जो गगनयान के चिकित्सकीय आयाम में योगदान देता है। DRDO की भागीदारी भारतीय अंतरिक्ष चिकित्सा के सैन्य मूल और इस व्यावहारिक वास्तविकता को दर्शाती है कि भारत में अंतरिक्ष उड़ान शरीरक्रिया विज्ञान विशेषज्ञता का भंडार मुख्य रूप से रक्षा अनुसंधान संस्थानों में है।

दिल्ली स्थित डिफेंस इंस्टीट्यूट ऑफ फिज़ियोलॉजी एंड एलाइड साइंसेज़ ने चरम ऊँचाइयों पर मानव प्रदर्शन का अध्ययन किया है, यह डेटा तैयार करते हुए कि शरीर हिमालय सीमा पर भारत की उच्च-ऊँचाई सैन्य चौकियों पर ऑक्सीजन की कमी, ठंड और शारीरिक तनाव के प्रति कैसे अनुकूलित होता है। इस शोध का कुछ भाग अंतरिक्ष उड़ान संदर्भों में अनुवाद योग्य है। ऊँचाई पर घटे हुए ऑक्सीजन आंशिक दबाव के प्रति शरीर की प्रतिक्रिया अंतरिक्ष यान वातावरण में शारीरिक अनुकूलन के साथ तंत्र साझा करती है।

मैसूर स्थित DRDO की डिफेंस फूड रिसर्च लैबोरेटरी ने गगनयान के लिए अंतरिक्ष भोजन विकसित किया है। चुनौती पोषण की दृष्टि से पूर्ण, लंबे समय तक टिकने वाले भोजन तैयार करना है जो अंतरिक्ष उड़ान के दौरान हड्डी और माँसपेशियों के स्वास्थ्य का समर्थन करें और साथ ही भारतीय आहार प्राथमिकताओं को पूरा करें। तीन सदस्यीय दल के सात दिवसीय मिशन के लिए भोजन की चुनौती प्रबंधनीय है। मंगल-अवधि मिशन के लिए, पोषण संबंधी प्रतिउपाय चिकित्सा रणनीति का एक महत्वपूर्ण घटक बन जाते हैं, और भारत की व्यापक खाद्य विज्ञान क्षमताएँ यहाँ एक वास्तविक लाभ प्रदान करती हैं।

बेंगलुरु स्थित डिफेंस बायोइंजीनियरिंग एंड इलेक्ट्रोमेडिकल लैबोरेटरी ने जीवन सहायता प्रणाली के घटकों पर काम किया है, जिसमें CO2 स्क्रबिंग और पर्यावरण निगरानी प्रणालियाँ शामिल हैं। लघुकरण और लागत दक्षता भारतीय रक्षा प्रणालियों की अंतर्निहित आवश्यकताएँ हैं, और ये बाधाएँ स्वाभाविक रूप से अंतरिक्ष यान डिज़ाइन के द्रव्यमान और आयतन बजट के अनुरूप हैं।

निम्न पृथ्वी कक्षा से गहन अंतरिक्ष तक

गगनयान का लक्ष्य सात दिनों के लिए निम्न पृथ्वी कक्षा है। मंगल मिशन के लिए 2.5 वर्ष गहन अंतरिक्ष में चाहिए। इन दो उद्देश्यों के बीच का अंतर विशाल है, लेकिन इसरो ने ऐतिहासिक रूप से क्षमताओं का क्रमिक निर्माण किया है, प्रत्येक मिशन अगले के लिए सीढ़ी का काम करता है।

चंद्रयान-1 (चंद्र ऑर्बिटर, 2008) से चंद्रयान-2 (लैंडर प्रयास, 2019) से चंद्रयान-3 (सफल लैंडिंग, 2023) तक की प्रगति इस दृष्टिकोण को दर्शाती है। प्रत्येक मिशन ने संस्थागत और बजटीय बाधाओं के भीतर रहते हुए इसरो के तकनीकी दायरे का विस्तार किया। मानव अंतरिक्ष उड़ान के लिए एक समान प्रक्षेपवक्र निम्न पृथ्वी कक्षा में गगनयान से लंबी अवधि के कक्षीय मिशनों, फिर संभवतः चंद्र संचालन और उसके बाद गहन अंतरिक्ष तक बढ़ेगा।

अंतरिक्ष चिकित्सा के लिए यह क्रमिक दृष्टिकोण फायदे और सीमाएँ दोनों प्रदान करता है। प्रत्येक मानव मिशन शारीरिक डेटा उत्पन्न करता है जो अगले को सूचित करता है। सात दिवसीय गगनयान मिशन तीव्र अंतरिक्ष उड़ान अनुकूलन पर भारत-विशिष्ट आधारभूत डेटा तैयार करेगा। लंबे मिशन हड्डी क्षय, माँसपेशी शोष और हृदय-रक्तवाहिका परिवर्तनों की शुरुआत को ट्रैक करेंगे।

सीमा समय है। अगर इसरो चरणबद्ध प्रगति का अनुसरण करता है, तो मंगल-प्रासंगिक मानव मिशन दशकों दूर हो सकता है। इस बीच, मंगल के लिए जिन चिकित्सकीय प्रश्नों के उत्तर चाहिए वे अत्यावश्यक हैं। हड्डी क्षय दर, विकिरण खुराक सीमाएँ, 0.38g की पर्याप्तता, ये प्रश्न किसी एक राष्ट्र के अंतरिक्ष कार्यक्रम की प्रतीक्षा नहीं करते।

निकट भविष्य में भारत की संभावित भूमिका एक स्वतंत्र मंगल कार्यक्रम के बजाय अंतर्राष्ट्रीय मंगल चिकित्सा अनुसंधान में योगदानकर्ता की है। इसरो की किफ़ायती उपग्रह और प्रक्षेपण क्षमताएँ, इसका बढ़ता एयरोस्पेस चिकित्सा विशेषज्ञता भंडार, और अंतर्राष्ट्रीय साझेदारियों के प्रति इसकी तत्परता इसे गहन अंतरिक्ष यात्रा की जैविक चुनौतियों को हल करने के वैश्विक प्रयास में एक मूल्यवान सहयोगी के रूप में स्थापित करती है।

किफ़ायती नैदानिक बढ़त

जहाँ भारत मंगल अंतरिक्ष चिकित्सा में अपना सबसे विशिष्ट योगदान दे सकता है, वह नैदानिक प्रौद्योगिकी है। भारतीय चिकित्सा प्रौद्योगिकी क्षेत्र का ऐसे उपकरण बनाने का ट्रैक रिकॉर्ड है जो पश्चिमी समकक्षों के बराबर प्रदर्शन लागत के एक अंश पर प्रदान करते हैं। भारत में निर्मित पोर्टेबल अल्ट्रासाउंड उपकरण, पॉइंट-ऑफ-केयर रक्त विश्लेषक और कॉम्पैक्ट शारीरिक निगरानी प्रणालियाँ पहले से ही विकासशील दुनिया भर में दूरस्थ स्वास्थ्य सेवा सेटिंग्स में उपयोग की जाती हैं।

ढाई साल तक अस्पताल की पहुँच के बिना काम करने वाले मंगल दल के लिए, कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय, कम-बिजली उपकरणों से चिकित्सा स्थितियों का निदान और निगरानी करने की क्षमता विलासिता नहीं है। यह जीवित रहने की आवश्यकता है। चिकित्सा उपकरणों पर बचाया गया हर किलोग्राम भोजन, पानी या परिरक्षण के लिए उपलब्ध किलोग्राम है। बिजली पर बचाया गया हर वाट जीवन सहायता के लिए उपलब्ध वाट है।

भारतीय फर्मों और अनुसंधान संस्थानों ने पोर्टेबल नैदानिक मंच विकसित किए हैं जिन्हें अंतरिक्ष उड़ान उपयोग के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। चुनौती इन उपकरणों को अंतरिक्ष वातावरण के लिए योग्य बनाने में है, इलेक्ट्रॉनिक्स को विकिरण-प्रतिरोधी बनाना, बहु-वर्षीय मिशनों में विश्वसनीयता सुनिश्चित करना और आंशिक गुरुत्वाकर्षण स्थितियों में प्रदर्शन को मान्य करना। यह योग्यता प्रक्रिया महँगी और समय लेने वाली है, लेकिन अंतर्निहित प्रौद्योगिकी मज़बूत और लागत-प्रतिस्पर्धी है।

उपग्रह संचालन के दशकों में निखरी इसरो की अपनी टेलीमेट्री और दूरस्थ निगरानी विशेषज्ञता भी लागू होती है। मंगल मिशन पर दल स्वास्थ्य का प्रबंधन करने के लिए निरंतर डेटा संग्रह, ऑनबोर्ड विश्लेषण और पृथ्वी को चयनात्मक प्रसारण की आवश्यकता होती है, एक कार्यप्रवाह जो एक अलग जैविक पैमाने पर उपग्रह स्वास्थ्य निगरानी को प्रतिबिंबित करता है।

महत्वाकांक्षा और जीवविज्ञान के बीच

भारत के अंतरिक्ष कार्यक्रम ने लगातार बाहरी पर्यवेक्षकों की अपेक्षाओं से अधिक हासिल किया है, अक्सर ऐसी लागतों पर जो अंतर्राष्ट्रीय मानकों को चुनौती देती हैं। मंगलयान मंगल तक पहुँचा। चंद्रयान-3 चंद्रमा के दक्षिणी ध्रुव पर उतरा। गगनयान भारतीयों को कक्षा में भेजेगा। प्रत्येक मील का पत्थर इस व्यावहारिक दर्शन पर बना था कि बाधाएँ नवाचार को जन्म देती हैं।

लेकिन मानव शरीर इंजीनियरिंग दर्शन से समझौता नहीं करता। सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण में हड्डी क्षय मिशन के बजट की परवाह किए बिना समान दर से होता है। ब्रह्मांडीय किरणें श्रीहरिकोटा से प्रक्षेपित अंतरिक्ष यात्री और केप कैनेवरल से प्रक्षेपित अंतरिक्ष यात्री में अंतर नहीं करतीं। मंगल मिशन की जैविक चुनौतियाँ सार्वभौमिक हैं, और इन्हें हल करने के लिए ऐसे डेटा की आवश्यकता है जो केवल उन प्रयोगों के माध्यम से एकत्र किया जा सकता है जिनके लिए भारत अभी बुनियादी ढाँचा बनाना शुरू कर रहा है।

भारतीय अंतरिक्ष चिकित्सा के लिए सवाल यह नहीं है कि क्या यह इन चुनौतियों को हल करने में योगदान दे सकती है। वह पहले से दे रही है, गगनयान विकास के माध्यम से, IAM अनुसंधान के माध्यम से, चरम वातावरण शरीरक्रिया विज्ञान में DRDO के समानांतर कार्य के माध्यम से। सवाल यह है कि क्या वैश्विक मंगल प्रयास भारत के योगदान को शामिल करने और इसकी विशिष्ट ताकतों से लाभ उठाने के लिए संरचित होगा, विशेष रूप से किफ़ायती निदान और मितव्ययी प्रणाली डिज़ाइन में।

मंगल दल का अस्तित्व अंततः सबसे महँगी उपलब्ध चिकित्सा प्रौद्योगिकी पर नहीं, बल्कि सबसे विश्वसनीय, कॉम्पैक्ट और ऊर्जा-कुशल प्रौद्योगिकी पर निर्भर कर सकता है जो वर्षों तक बिना रखरखाव के काम कर सके। यह एक ऐसी डिज़ाइन चुनौती है जिसे भारत अच्छी तरह जानता है।