செயற்கைக்கோள்கள், விண்வெளி, விண்வெளி வீரர்கள் என இந்த சொற்களைக் கேட்டாலே நினைவுக்கு வருவது விண்ணில் பாயும் ராக்கெட்டுகள் தான். இஸ்ரோ, நாசா போன்ற விண்வெளி மையங்கள் தங்களது செயற்கைக்கோள்களை ராக்கெட் மூலமாக விண்ணில் செலுத்துவதை பலமுறை தொலைக்காட்சிகளில் பார்த்திருப்போம்.
இந்த ராக்கெட்டுகள் செங்குத்தாக விண்ணில் ஏவப்படும். அப்போது செலவழிக்கப்படும் பெரும் ஆற்றலின் காரணமாக, நெருப்பைக் கக்கிக்கொண்டு அவை விண்ணில் பாய்வதைக் காணலாம். ஆனால் செங்குத்தாக ஏவப்படும் ராக்கெட் சிறிது தூரத்திற்கு பிறகு, சாய்வாகச் சென்று, விண்வெளியில் ஒரு குறிப்பிட்ட உயரத்தில் செயற்கைக்கோள்களை நிலைநிறுத்தும்.
விண்வெளி வீரர்களை சுமந்துசெல்லும் விண்கலங்களைக் கொண்டு செல்லும் ராக்கெட்டுகளும் செங்குத்தாகவே ஏவப்பட்டு பின்னர் சாய்வாகச் சென்று, விண்வெளியில் ஒரு சுற்றுவட்டப்பாதையில் நிலைநிறுத்தப்படும்.
ஆனால் இந்த விண்கலங்கள் பூமிக்குத் திரும்பும்போது, ஒரு விமானம் போலவே தரையிறங்கும். அப்படி இருக்க ராக்கெட் செங்குத்தாக ஏவப்படுவது ஏன்? அவ்வாறு ஏவுவதன் பயன்கள் என்ன? செங்குத்தாக சென்று, பிறகு சாய்வாகச் செல்வதற்கு பதிலாக, சாய்வு நிலையிலேயே ராக்கெட்டை ஏவினால் என்னவாகும்?
விண்வெளி தொழில்நுட்பத்தில், ராக்கெட் என்பது மனிதர்களையும் பொருட்களையும் விண்வெளிக்கு அனுப்புவதற்கு உதவக்கூடிய ஒரு இயந்திரம். விண்வெளி திட்டங்களின் முக்கியக் கட்டமே ராக்கெட் ஏவப்படுவதுதான். பல கோடி ரூபாய் செலவில் ராக்கெட்டுகள் விண்ணில் ஏவப்படுகின்றன.
‘ஒவ்வொரு வினைக்கும் அதற்கு இணையான ஒரு எதிர்வினை உண்டு’, இது நம்மில் பலருக்கும் தெரிந்த நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி. இந்த எளிய மற்றும் பிரபலமான விதியின் அடிப்படையில் தான், பலகோடி ரூபாய் செலவில் ராக்கெட் விண்ணில் ஏவப்படுகிறது.
“ராக்கெட் பொதுவாகக் கீழ்நோக்கி வெப்பக் காற்றை (Exhaust) வெளியேற்றும்போது, அதே வேகத்தில் ராக்கெட் மேல் நோக்கி உந்தப்படுகிறது.” என்று நாசாவின் இணையதளம் விளக்குகிறது.
ஒரு காற்று நிரம்பிய பலூனை, அதன் முனையைக் கட்டாமல் விடும்போது, உள்ளிருக்கும் காற்று வெளியேறி போது பலூன் மேல்நோக்கி செல்லும். அதாவது, பலூனிலிருந்து வெளியேறும் காற்றின் விசை பலூனை முன்னோக்கி தள்ளுவதால் இது நிகழ்கிறது.
பொதுவாக மற்ற இயந்திரங்களைப் போலவே, எரிபொருள் எரிக்கப்படுவதன் மூலம் ராக்கெட்டை மேல் நோக்கி அழுத்தும் விசை (Thrust) உருவாகிறது. ராக்கெட் இயந்திரங்கள் எரிபொருளை சூடான வாயுவாக மாற்றுகின்றன. இயந்திரத்தின் பின்புறத்திலிருந்து வாயுவை வெளியே தள்ளுவது ராக்கெட்டை முன்னோக்கி நகர்த்துகிறது.
ராக்கெட் என்பது ஜெட் எஞ்சினிலிருந்து வேறுபட்டது. ஜெட் எஞ்சின் வேலை செய்ய காற்றில் இருந்து ஆக்ஸிஜன் தேவைப்படுகிறது. ராக்கெட் எஞ்சின் தனக்குத் தேவையான அனைத்தையும் சுமந்து செல்கிறது. அதனால்தான் காற்று இல்லாத விண்வெளியில் கூட ராக்கெட் என்ஜின் வேலை செய்கிறது.
ராக்கெட் என்ஜின்களில் இரண்டு முக்கிய வகைகள் உள்ளன. திரவ எரிபொருள் மற்றும் திட எரிபொருளைப் பயன்படுத்தும் ராக்கெட்டுகள். இது தவிர, ஹைப்ரிட் ராக்கெட்டுகளும் உள்ளன. அதாவது திரவ மற்றும் திட எரிபொருட்கள் என இரண்டும் பயன்படுத்தப்படும்.
ராக்கெட் ஏன் செங்குத்தாக ஏவப்படுகிறது?
“பூமியின் ஈர்ப்பு விசையை திறன்பட கடந்து செல்லவே ராக்கெட்டுகள் செங்குத்தாக ஏவப்படுகின்றன. செங்குத்தாக ஏவுவதன் மூலம், ராக்கெட்டுகள் விரைவாக பூமியின் வளிமண்டலத்தை விட்டு வெளியேற முடியும். அது மட்டுமல்லாது காற்று எதிர்ப்பு மற்றும் எரிபொருள் நுகர்வும் இதனால் குறைக்கப்படும்” என்று பிபிசி தமிழிடம் கூறினார் இஸ்ரோவின் முன்னாள் தலைவர் சிவன்.
ஆனால் அதே சமயத்தில் செங்குத்தாக ஏவப்பட்டாலும் கூட, சுற்றுவட்டப்பாதை அல்லது தனது இலக்கை அடைய அது சில நொடிகளில் சாய்வான பாதையைத் தேர்ந்தெடுத்துவிடும் என்று சிவன் கூறுகிறார்.
“ராக்கெட் ஏவப்படுவதற்கு, அதன் எடையை விட அதிகமான விசை தேவைப்படும். செங்குத்தாக ஏவும்போது, அந்த விசை முழுவதுமாக புவியீர்ப்புக்கு எதிராக இயக்கப்படுவதை உறுதிசெய்கிறது. அதனால் செங்குத்து நிலையில் ஏவுகிறோம்.”
“அதுவே ஏவும்போதே விமானத்தை போல சாய்வாக ஏவினால், தேவையான வேகத்தை அடைய முடியாது அல்லது அதிக எரிபொருள் ஏவுவதற்கே தேவைப்படும்.” என்று கூறுகிறார்.
செங்குத்தாக ஏவிய பிறகு என்ன நடக்கும்?
ஒரு ராக்கெட்டை செங்குத்தாக ஏவிய பிறகு என்ன நடக்கும் என்பதையும் விளக்கினார் சிவன்.
“ராக்கெட் அப்படியே செங்குத்தாகவே விண்வெளியை நோக்கிச் செல்லாது. 100 முதல் 150 நொடிகளில் அது நேர்கோட்டுப் பாதைக்கு திரும்பத் தொடங்கும். பூமியின் பரப்பிலிருந்து 65 முதல் 70 கி.மீ உயரத்தில் இது நடக்கும். அப்போது திசைவேகம் நொடிக்கு 3000 மீட்டர்கள் என இருக்கும்.”
“பின்னர் 1000 நொடிகளுக்குப் பிறகு, 220 முதல் 230 கி.மீ உயரத்தில் அது முழுமையாகச் சாய்ந்து, சுற்றுவட்டப்பாதை அல்லது இலக்கை நோக்கிச் செல்லும். அப்போது அதிகபட்ச திசைவேகம் நொடிக்கு 10,000 மீட்டர்கள் என இருக்கும். இலக்கை அடைந்தவுடன் செயற்கைக்கோள்கள் பிரிந்து அவை விண்வெளியில் நிலைநிறுத்தப்படும். ராக்கெட் பாகங்கள் பிரிந்து விண்வெளிக் குப்பைகளாக மாறி விடும். மறுபயன்பாட்டு ராக்கெட் என்றால் பூமிக்கு திரும்பி விடும்” என்று கூறினார்.
அனைத்து ராக்கெட்டுகளும் செங்குத்தாக ஏவப்பட வேண்டுமா?
சமீபத்தில் இந்தியாவின் முதல் மறுபயன்பாட்டு ஹைப்ரிட் ராக்கெட்டான ‘ரூமி 1’ (RHUMI-1), சென்னை, கிழக்குக் கடற்கரை சாலையில் இருந்து ஒரு ஒரு மொபைல் ஏவுதளத்தின் உதவியுடன் விண்ணில் ஏவப்பட்டது. ஆனால் இந்த ராக்கெட் செங்குத்தாக ஏவப்படவில்லை. சற்று சாய்வான நிலையிலேயே ஏவப்பட்டது.
“சிறு ராக்கெட்டுகள், பாலிஸ்டிக் ராக்கெட்டுகள் செங்குத்தாக ஏவப்பட வேண்டியதில்லை. ஒரு சிறு கல்லை அப்படியே செங்குத்தாக தூக்கிப்போட்டால் அதிக தூரம் செல்லாது, ஆனால் அதை ஒரு 45 டிகிரி சாய்வாக வீசினால் கூடுதல் தூரம் செல்லும். இங்கே அதுதான் நடக்கிறது” என்கிறார் மொஹாலியில் உள்ள இந்திய அறிவியல் கல்வி ஆராய்ச்சி நிறுவனத்தின் பேராசிரியர் முனைவர் த.வி.வெங்கடேஸ்வரன்.
பிபிசி தமிழிடம் பேசிய அவர், “ஆனால் பெரிய செயற்கைக்கோள்கள், மனிதர்களைச் சுமந்து செல்லும் ராக்கெட்டுகளுக்கு அதிக ஆற்றல் தேவை. அதுவும் சில கிலோமீட்டர்கள் மேலே தள்ளுவதுதான் முக்கியம். அத்தகைய ராக்கெட்டுகளை சாய்வாக ஏவினால், ஈர்ப்பு விசையின் தாக்கம் இருக்கும். ராக்கெட் பரவளையப் பாதையில் செல்லக்கூடும் (Parabolic trajectory). அப்படி நுழைந்தால், அது தனது இலக்கை தவறவிட்டுவிடும்” என்று விளக்கினார்.
செங்குத்தாக ஏவுவதில் இருக்கும் சவால்கள் என்ன?
ஒரு ராக்கெட்டை செங்குத்தாக ஏவுவதில் இருக்கும் சவால்கள் குறித்து பேசினார் வெங்கடேஸ்வரன்.
“காற்று தான் மிகவும் முக்கியமான சவால். காற்றியக்க அழுத்தம் மற்றும் ராக்கெட் மேல்நோக்கி செல்லும்போது அதிக அதிர்வுகள் இருக்கும். அதை சமாளிக்கும் விதத்தில் ராக்கெட் கட்டமைக்கப்பட வேண்டும். இல்லையென்றால் வளிமண்டலத்தை கடக்கும் முன் ராக்கெட் உடைந்து விடும்.” என்று கூறினார்.
தொடர்ந்து பேசிய அவர், “நாசாவிற்கு (NASA) தொடக்க காலத்தில் இந்த அதிர்வுகள் குறித்த போதிய புரிதல் இல்லாததால் அதன் பல ராக்கெட் ஏவுதல்கள் தோல்வியில் முடிந்தன. அதேபோல ஏவுதலின் முதல் கட்டத்தில், ஏவு பாதையில் இருந்து ராக்கெட் சற்றும் விலகி விடக்கூடாது. அப்படி விலகினால் அனைத்தும் வீணாகிவிடும். மற்றபடி பெரிய சவால்கள் ஏதும் இல்லை” என்று கூறினார்.
இப்போதைக்கு விண்வெளித் தொழில்நுட்பத்தில், செங்குத்தாக ஏவுவதுதான் நடைமுறையில் ராக்கெட் ஏவுவதற்கு ஒரு சிறந்த வழியாக உள்ளது என்று அவர் கூறுகிறார்.
“வரும்காலத்தில் ஏதேனும் தொழில்நுட்பங்கள் வரலாம், ஆனால் செங்குத்தாக ஏவுவதற்கு சிறந்த மாற்றாக அது இருக்க வாய்ப்பு குறைவு. ஏனென்றால் மற்ற முறைகளில் பெரிய ராக்கெட்களை ஏவ அதிக எரிபொருள் தேவைப்படும் என்பதை நாம் நினைவில் கொள்ளவேண்டும்.” என்கிறார் வெங்கடேஸ்வரன்.