வெற்றிப் பாதையில் இந்திய கிரையோஜெனிக் எஞ்சின்

கிரையோஜெனிக் எஞ்சின் பொருத்தப்பட்டதாக ஆகஸ்ட் 27 ஆம் தேதி
விண்ணில் செலுத்தப்பட்ட ஜி.எஸ்.எல். வி ராக்கெட் மார்க் 2

ஸ்ரீஹரிகோட்டாவிலிருந்து செலுத்தப்பட்ட  ஜி.எஸ்.எல்.வி மார்க்-2 ராக்கெட் வெற்றிகரமாகச் செயல்பட்டு ஜிசாட்-6  என்னும் செயற்கைக்கோளை விண்வெளியில் செலுத்தியுள்ளது. இது, குறிப்பாக இந்தியா சொந்தமாகத் தயாரித்துள்ள கிரையோஜெனிக் எஞ்சினுக்கு கிடைத்த வெற்றி என்றே கூற வேண்டும்.

இந்த ராக்கெட்டில் மூன்றாவதான முகப்புப் பகுதி இந்த எஞ்சினைக் கொண்டதாக செயல்பட்டது. கிரையோஜெனிக் எஞ்சின்கள் அதிகத் திறன் கொண்டவை. அதிக ஆற்றலை அளிப்பவை. எனவே கிரையோஜெனிக் எஞ்சினைக் கொண்ட ராக்கெட்டினால் அதிக எடையை சுமந்தபடி அதிக உயரத்துக்குச் செல்ல முடியும்.

சோதிக்கப்படும் நிலையில் கிரையோஜெனிக் எஞ்சினின் அடிப்புறப் பகுதி

ஆக்சிஜன் வாயுவை மைனஸ் 183 டிகிரி செல்சியஸ் அளவுக்குக் குளிர்வித்தால் அது திரவமாகி விடும். அதே போல  ஹைட்ரஜன் வாயுவை மைனஸ் 253 டிகிரி செல்சியஸ் அளவுக்குக் குளிர்வித்தால் அதுவும் திரவமாகி விடும். கொஞ்சம் விட்டால் இந்த இரண்டுமே வாயுவாகி விடும். எனவே கடும் குளிர்விப்பு தேவை. எனவே இந்த இரண்டையும் பயன்படுத்தும் ராக்கெட் எஞ்சினுக்கு கிரையோஜெனிக் எஞ்சின் என்று பெயர். கிரையோஜெனிக் என்றால் கடும் குளிர்விப்பு என்று பொருள். ஏன் குளிர்விக்க வேண்டும்?

ஹைட்ரஜன் வாயு எரியக்கூடியது. அது எரிவதற்கு ஆக்சிஜன் தேவை. இரண்டையும் ராக்கெட்டில் தனித் தனி தொட்டிகளில் வாயு வடிவில் வைத்து  எரியச் செய்வதானால் பிரும்மாண்டமான தொட்டிகள் தேவை. ராக்கெட்டில் அவ்விதம் பிரும்மாண்டமான தொட்டிகளை இணைத்தால் ராக்கெட் கிளம்பாது. எனவே இந்த இரண்டு வாயுக்களையும் தனித்தனியே திரவமாக்கி வெவ்வேறு தொட்டிகளில் வைத்து ,தக்க சமயத்தில் ஒன்று சேர்ந்து எரியச் செய்யும் ஏற்பாடு பின்பற்றப்படுகிறது. கடுமையான அளவுக்குக் குளிர்வித்தால் தான் இந்த வாயுக்கள் திரவமாக மாறும்.

ஆனால் இந்த இரண்டு வாயுக்களையும் பயன்படுத்தும் எஞ்சினை உருவாக்குவதில் பல பிரச்சினைகள் உண்டு. எஞ்சினில் இந்த இரண்டு திரவங்களும் விசேஷத் தொட்டிகளில் அடங்கியிருக்கும். ராக்கெட்டின் அடிப்புறத்தில் உள்ள எஞ்சின் அறைக்கு வரும் போது இவை வாயுவாக மாறி ஒன்று கலந்து எரியும்.

கிரையோஜெனிக் எஞ்சின் தரையில் வைத்து சோதிப்பு

கடும் குளிர்விப்பு  நிலையானது உலோகங்களை  சிதைத்து விடும். எனவே இந்த திரவ நிலையிலான இரு வாயுக்களையும் வைத்திருப்பதற்கான தொட்டிகள், அவை செல்லும் குழாய்கள், பம்புகள் முதலியவற்றை விசேஷ கலப்பு உலோகங்களால் தயாரித்தாக வேண்டும்.  இவை இரண்டும் ராக்கெட்டின்  அடிப்புறம் வழியே பீச்சிடும் போது பயங்கர வெப்பம் தோன்றும். அந்த வெப்பம் எந்த உலோகத்தையும் உருக்கி விடக்கூடியது.

 எனவே ராக்கெட்டில் நெருப்பு  பீச்சுப் பகுதியின் வெளிப்புறத்தில் குளிர்விப்பு செய்தால் உருகாது. அதற்கு அதே அந்த திரவங்களைப் பயன்படுத்த வேண்டும். இப்படியாக கிரையோஜெனிக் ராக்கெட் எஞ்சினைத் தயாரிப்பதில் பல சிக்கல்கள் உள்ளன.

கிரையோஜெனிக் எஞ்சின்

கிரையோஜெனிக் ராக்கெட் தொழில் நுட்பம் வெளிநாடுகளிடமிருந்து நமக்கு கிடைக்காதபடி 1990 களில் அமெரிக்கா பல முட்டுக்கட்டைகளைப் போட்டது. அதை உருவாக்குவதற்கு உதவக்கூடிய ”திருகாணி ” கூட நமக்குக் கிடைக்காதபடி வல்லரசுகள் கூட்டாகச் சேர்ந்து கொண்டு தடுத்தன. அமெரிக்க நிர்பந்தத்துக்குப் பணிந்து ரஷியாவும் அத்தொழில் நுட்பத்தை அளிக்க முன் வரவில்லை.

கிரையோஜெனிக் எஞ்சின் சோதிப்பு இன்னொரு படம்

ஏதோ ஓட்டையைக் கண்டுபிடித்து ஏழு கிரையோஜெனிக் ராக்கெட் எஞ்சின்களை மட்டும் ரஷியா அளித்தது.முதலில் ரஷிய எஞ்சின்களை நமது ஜி.எஸ்.எல்.வி ராக்கெட்டுகளில் பயன்படுத்திப் பார்த்தோம். பல காரணங்களால் அது சரிப்பட்டு வரவில்லை.  எனவே நாமாக விடாப்பிடியாக  முனைந்து இந்த தொழில் நுட்பத்தை உருவாக்கிக் கொண்டோம்.

கடந்த 2010 ஆம் ஆண்டில் ஜி.எஸ்.எல்.வி ராக்கெட்டில் நமது சொந்தத் தயாரிப்பான கிரையோஜெனிக் ராக்கெட்டைப் பயன்படுத்திய போது அந்த எஞ்சின் செயல்படவில்லை. எனினும் 2014 ஆம் ஆண்டில் இந்த கிரையோஜெனிக் எஞ்சின் வெற்றிகரமாக செயல்பட்டு ஜிசாட் 14 செயற்கைக்கோளை விண்ணில் செலுத்தியது. அந்த செயற்கைக்கோளின் எடை (1980 கிலோ) குறைவு என்பதால் ஒருவேளை வெற்றி கிட்டியதோ என்றும் நினைக்கத் தோன்றியது.

அந்த சந்தேகத்துக்கு இடமில்லாத வகையில் ஆகஸ்ட் 27 ஆம் தேதி செலுத்தப்பட்ட ஜி.எஸ்.எல்.வி மார்க் 2 ராக்கெட் கூடுதல் எடை கொண்ட              ( எடை 2117 கிலோ) ஜிசாட் 6 செயற்கைக்கோளை வெற்றிகரமாக விண்ணில் செலுத்தியுள்ளது. எனவே நமது கிரையோஜெனிக் எஞ்சின் நம்பகமான வகையில் செயல்படக்கூடியது  என்று தோன்றுகிறது.

ஆனால் இது போதாது  என்று கருதி இந்த எஞ்சினை விட அதிகத் திறன் கொண்ட அதிக எரிபொருளைப் பயன்படுத்துகிற புதிய மாதிரி  கிரையோஜெனிக் எஞ்சினை இஸ்ரோ உருவாக்கியுள்ளது. இப்புதிய எஞ்சின் இன்னும் ராக்கெட்டில் வைத்து சோதிக்கப்படவில்லை. ஆனாலும் தரையில் நிலையாக வைத்து சோதித்ததில் அது நன்கு செயல்பட்டுள்ளது.

ஜி.எஸ்.எல்.வி மார்க் 2  ராக்கெட்டின் முகப்புப் பகுதி

 புதிய கிரையோஜெனிக் எஞ்சின் அடுத்த ஆண்டு கடைசி வாக்கில் செலுத்தப்பட உள்ள ஜி..எஸ்.எல்.வி மார்க் 3 என்னும் ராட்சத ராக்கெட்டில் வைத்து சோதிக்கப்படும் என்று தெரிகிறது. இப்புதிய வகை ராக்கெட்டினால் சுமார் 4 டன் எடையுள்ள செயற்கைக்கோளை சுமார் 36 ஆயிரம் கிலோ மீட்டர் உயரத்துக்குச் செலுத்த இயலும்.

மார்க் 3 ராக்கெட் தொடர்ந்து நான்கு அல்லது ஐந்து தடவை வெற்றி கண்டால் நாம் ராக்கெட் துறையில் நல்ல  முன்னேற்றதை அடைந்தவர்கள் ஆவோம்.

1994 ஆம் ஆண்டிலிருந்து நமது பி.எஸ்.எல்.வி ராக்கெட் 30 தடவைகள் தொடர்ந்து வெற்றி பெற்று வந்துள்ளது என்பது வாஸ்தவமே.  அதன் திறன் குறைவு. ஆனாலும் அதை வைத்துக் கொண்டே நாம் பல சாதனைகள் புரிந்துள்ளோம் என்றாலும் ராக்கெட் துறையில்  கடந்த 20 ஆண்டுளாக குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றம் ஏற்படவில்லை என்பது வருந்தத்தக்க உண்மையாகும்.

ஆகவே தான் 1988 ஆம் ஆண்டிலிருந்து நமது எடை மிக்க தகவல் தொடர்பு செயற்கைக்கோள்களை தென் அமெரிக்காவுக்கு எடுத்துச் சென்று அங்குள்ள ஐரோப்பிய விண்வெளி அமைப்பின் ராக்கெட் தளத்திலிருந்து அவர்களது ஏரியான் மூலம் செலுத்தச் செய்து வருகிறோம்.

கடந்த பல ஆண்டுகளில் இந்தியாவின் 18 தகவல் தொடர்பு செயற்கைக்கோள்கள் ஏரியான் மூலம் செலுத்தப்பட்டுள்ளன. மார்க் 3 ராக்கெட் வெற்றி பெற்றால் அந்த நிலைமைக்கு முற்றுப்புள்ளி வைக்கப்படும். நமது சொந்த கிரையோஜெனிக் ராக்கெட் எஞ்சினின்  இப்போதைய வெற்றி அதற்கான பாதையைத் திறந்து விட்டுள்ளது.

.

ஜி.எஸ்.எல்.வி ராக்கெட் வெற்றி மூலம் புதிய வாய்ப்புகள்

இந்தியாவின் ஜி.எஸ்.எல்.வி(GSLV) ராக்கெட் ஜனவரி 5 ஆம் தேதி மாலை சுமார் 2 டன் எடை கொண்ட ஜிசாட்-14 எனப்படும் செயற்கைக்கோளை வானில் வெற்றிகரமாகச் செலுத்தியது. இது இந்தியர் அனைவருக்கும் மகிழ்ச்சியை அளிக்கக்கூடிய மகத்தான சாதனை.

  

 இஸ்ரோவின் நிபுணர்கள் பல ஆண்டுக் காலம் பாடுபட்டு உருவாக்கிய கிரையோஜெனிக் வெற்றிகரமாகச் செயல்பட்டது என்பது தான் இதில் குறிப்பிடத்தக்க விஷயமாகும்.

  இந்த வெற்றியானது விண்வெளித் துறையில் இந்தியாவுக்குப்  பிரகாசமான வாய்ப்பை ஏற்படுத்தியுள்ளது.

 இந்தியாவின்  எடைமிக்க செயற்கைக்கோள்களை ஐரோப்பிய ஏரியான் ராக்கெட் மூலம் செலுத்த அவற்றை தென் அமெரிக்காவுக்கு எடுத்துச் செல்வது விரைவிலேயே நின்று விடலாம்.

ஏரியான் மூலம் செலுத்துவதற்காக ஒவ்வொரு தடவையும் ரூ 500 கோடி கட்டணம் செலுத்துகின்ற நிலைமை அகலக்கூடும். வீண் செலவும் சிரமமும் மிச்சமாகும்.

ஜி.எஸ்.எல்.வி ராக்கெட்டின் வெற்றியில் இவற்றை விட முக்கியமான அம்சம் ஒன்று உள்ளது. அதாவது இனி நாம் இந்திய விண்வெளி வீரர் ஒருவர் அல்லது இருவரை பூமியைச் சுற்றி வருவதற்கான வகையில் உயரே அனுப்ப வாய்ப்பு ஏற்பட்டுள்ளது.

இவ்விதம் இந்திய விண்வெளி வீரரை அனுப்புவதற்கு இப்போதைய ஜி.எஸ்.எல்.வி. ராக்கெட்டே போதும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. இப்போதைய ராக்கெட்டில் பொருத்தப்பட்ட கிரையோஜெனிக் எஞ்சின் வெற்றிகரமாகச் செயல்பட்டதன் பலனாக நாம் இனி இந்த வகையில் சிந்திக்க முடியும்.

எந்த ஒரு ராக்கெட்டாக இருந்தாலும் அதற்கு இரண்டு வகைத் திறன் உண்டு.  ஒரு ராக்கெட் சுமார் 300 அல்லது 400 கிலோ மீட்டர் உயரத்துக்கு ஒரு செயற்கைக்கோளை சுமந்து செல்வதானால் அதற்கு ஒரு திறன் உண்டு. மாறாக. சுமார் 36 ஆயிரம் கிலோ மீட்டர் உயரத்துக்கு ஒரு செயற்கைக்கோளை கொண்டு செல்வதானால் வேறு திறன் என்று அளவு கணக்கு உண்டு.

இதுவரை தொடர்ந்து 24 தடவை வெற்றி கண்டுள்ள பி.எஸ்.எல்.வி. (PSLV)  ராக்கெட்டுக்கும் இது மாதிரியில் இரண்டு விதத் திறன் உண்டு. அந்த ராக்கெட் மூலம் சுமார் 300 கிலோ மீட்டர் உயரத்துக்கு இரண்டு டன் சுமையை —ஒரு செயறகைக்கோளை – சுமந்து செல்ல முடியும். ஆனால் அந்த ராக்கெட்டினால்  36 ஆயிரம் கிலோ மீட்டர் உயரத்துக்கு  அவ்வளவு எடையைச் சுமந்து செல்ல முடியாது. குறைந்த எடையைத் தான் அவ்வளவு உயரத்துக்குத் தூக்கிச் செல்ல முடியும்.

இத்த்டன் ஒப்பிட்டால் இப்போது வெற்றி கண்டுள்ள ஜி.எஸ்.எ;ல்.வி ராக்கெட்டினால் இரண்டு டன் எடையை 36 ஆயிரம் கிலோ மீட்டர் தூரத்துக்கு தூக்கிச் செல்ல முடியும். அந்த ராக்கெட்டை  300 கிலோ மீட்டர் உயரத்துக்குச் செலுத்தினால் போதும் என்றால் இந்த ராக்கெட்டினால் 5 டன் எடையை சுமந்து செல்ல முடியும். அதாவது இந்த ராக்கெட்டும் சரி,, இரண்டு வகைத் திறன் கொண்டது

  ரஷியா, அமெரிக்கா, சீனா ஆகிய நாடுகளே இதுவரை விண்வெளி வீரர்களை உயரே அனுப்பியுள்ளன. இப்படிச் சென்றவர்கள் ஏறிச் சென்ற விண்கலங்கள் அனைத்தும் பூமியிலிருந்து சுமார் 300 கிலோ மீட்டர் உயரத்தில் தான் பறந்துள்ளன. இந்தியா ஒரு விண்கலத்தை அனுப்புவதானால் அந்த விண்கலமும் இந்த உயரத்தில் தான் பூமியைச் சுற்றுவதாக இருக்கும்.

  இந்திய வீரர் ஒருவர் அல்லது இருவர் உயரே செல்வதற்கான விண்கலத்தைத் தயாரிப்பதானால் அது குறைந்தது 3 டன் எடை கொண்டதாக இருக்கும்.   ஜி.எஸ்.எல்.வி ராக்கெட்டினால் இப்படியான ஒரு விண்கலத்தை ( செல்ல வேண்டிய உயரம் 300 கிலோ மீட்டர் தான் என்பதால்)  எளிதில் சுமந்து செல்ல இயலும்.

இந்திய விண்வெளி அமைப்பான இஸ்ரோவிடம் ஏற்கெனவே இந்த வகையிலான ஒரு திட்டம் உண்டு. விண்வெளி வீரரகளை உயரே அனுப்ப ஜி.எஸ்.எல்.வி ராக்கெட்டைப் பயன்படுத்துவது என்பது அந்தத் திட்டத்தில் அடங்கும்.

விண்வெளி வீரர்கள் ஒருவர் அல்லது இருவரை உயரே அனுப்புவதற்கான விண்கலம் இனிமேல் தான் உருவாக்கப்பட வேண்டும். இதற்கென ஒரு விண்கலத்தை வடிவமைப்பதற்கு ஏற்கெனவே திட்டம் உள்ளது.

  

மனிதன் ஏறிச் செல்வதற்கான விண்கலத்தைத் தயாரிப்பதென்பது அவ்வளவு எளிதல்ல. ஆனால் அது சொந்தமாக கிரையோஜெனிக் எஞ்சினை உருவாக்குவதைப் போல அவ்வளவு கடினமானதல்ல

இதில் வேடிக்கை என்னவென்றால் விண்வெளி வீரர் ஒருவரை உயரே அனுப்பினால் அவர் பத்திரமாகப் பூமிக்குத் திரும்புவதில் அடங்கிய அடிப்படைப் பிரச்சினைகளை இந்தியா ஏற்கெனவே சமாளித்து அதில் வெற்றி கண்டுள்ளது. அதாவது ஒருவரை விண்வெளிக்கு அனுப்புவதற்கு முன்னரே அவர் பத்திரமாகப் பூமிக்குத்  திரும்பச் செய்வது எப்படி என்பதை நாம் கற்றுக் கொண்டு விட்டோம்.

இந்தியா 2007 ஆம் ஆண்டில் SRE (Space Capsule Recovery Experiment) என்னும் திட்டம் ஒன்றை மேற்கொண்டது. இதன்படி பி.எஸ்.எல்.வி ராக்கெட் மூலம் 550 கிலோ எடை கொண்ட ஒரு செயற்கைக்கோள் உயரே செலுத்தப்பட்டது. பூமியைச் சுற்றி வந்த  அந்த செயற்கைக்கோள் 12 நாட்களுக்குப் பிறகு  வெற்றிகரமாக கீழே இறக்கப்பட்டது. 635 கிலோ மீட்டர் உயரத்தில் பறந்து கொண்டிருந்த அந்த செயற்கைக்கோள் சென்னைக்கு வடகிழக்கே 140 கிலோ மீட்டர் தொலைவில் கடலில் மெல்ல இறங்கியது.

 பின்னர் கடலோரக் காவல் படையினர் அதைக் கடலிலிருந்து மீட்டனர். நிபுணர்கள் பின்னர் அதை ஆராய்ந்த போது அது எவ்விதப் பாதிப்பும் இல்லாமல் இருந்தது.

ஒரு விண்கலம் மூலம் விண்வெளி வீரர் ஒருவரை உயரே அனுப்புவதை விட அவர் பத்திரமாக பூமிக்குத் திரும்பச் செய்வதில் தான் பிரச்சினைகள் அதிகம்.

ஜிசாட் 14 செயற்கைக்கோளை சும்ந்தபடி ஜி.எஸ்.எல்.வி. ராக்கெட் உயரே பாய்கிறது
படம்: இஸ்ரோ

உதாரணமாக SRE செயற்கைக்கோள் உயரே இருந்து பூமிக்கு இறங்குகையில் ஒரு கட்டத்தில் அதன் வேகம் மணிக்கு 29,000 கிலோ மீட்டராக இருந்தது. காற்று மண்டலம் வழியே அது இறங்க ஆரம்பித்த போது அதன் முகப்பு 2000 டிகிரி செல்சியஸ் அளவுக்கு பயங்கரமாகச் சூடேறியது. அதன் பின்பகுதியில் வெப்பம் 1400 டிகிரி செல்சியஸ் அளவுக்கு இருந்தது. இந்த வெப்பம் உள்ளே இருக்கின்ற பகுதிகளைத் தாக்காமல் தடுக்க வெளிப்புறத்தில் தகுந்த பூச்சு இருந்தது. வெப்பத்தடுப்பு ஓடுகள் பதிக்கப்பட்டிருந்தன.

 சுமார் 100 கிலோ மீட்டர் உயரத்தில் முதல் பாராசூட் விரிந்தது. இதன் மூலம் அது கீழே இறங்கும் வேகம் மணிக்கு 363 கிலோ மீட்டராகக் குறைந்தது. அடுத்த பாராசூட் விரிந்த பின்னர் வேகம் மேலும் குறைந்தது. இறுதியில் அது மெல்லக் கடலில் வந்து இறங்கி மிதக்க ஆரம்பித்தது.

இந்திய விண்வெளி வீரர் இருவர்  உயரே அனுப்பப்பட்டால் அவர்கள் இவ்விதமாகத் தான் கடலில் வந்து இறங்குவர்.

 SRE செயற்கைக்கோளை வங்கக் கடலில் மெல்ல இறங்கச் செய்வதில் வெற்றி கண்டுள்ளதன் மூலம் நாம் இந்திய விண்வெளி வீரர்கள் ஏறிச் செல்லும் விண்கலத்தை பத்திரமாக பூமிக்குத் திரும்பச் செய்வதில் உள்ள அடிப்படைப் பிரச்சினைகளுக்கு விடை கண்டு விட்டதாகக் கூறலாம்.  

இங்கு ஒன்றைக் கூறியாக வேண்டும். ஜி எஸ்.எல்.வி ராக்கெட் அடுத்தடுத்து இன்னும் சில தடவை வெற்றி கண்டாக வேண்டும்.

அப்போது தான் அது நம்பகமான ராக்கெட் என்பது நிரூபணமாகும்.

 அது அவ்விதமே செயல்படும் என்று வைத்துக் கொண்டு இப்போது பணிகளைத
 தொடங்கினாலும் தகுந்த விண்கலத்தை உருவாக்குவது, அதை ஆளில்லாமல் செலுத்தி சோதிப்பது, விண்வெளி வீரர்களைத் தேர்ந்தெடுப்பது,, பயிற்சி அளிப்பது, விண்வெளி வீரர்களை அனுப்புதற்கான புதிய ராக்கெட் தளத்தை நிறுவுவது போன்ற வேலைகளை செய்து முடிக்க குறைந்தது இன்னும் ஐந்து ஆண்டுகள் ஆகிவிடலாம்