ஜிஎஸ்எல்வி -டி5: விண்வெளித்துறையில் ராக்கெட் வேகப் பாய்ச்சல்!

நோக்கம், அதை நிறைவேற்றுவதற்கான  வழிமுறை - இதில் நோக்கம் முதன்மையானது. ஆனால் நோக்கம் பின்னுக்கு தள்ளப்பட்டு,

வழிமுறை என்பது முதன்மைப் படுத்தப்படும் சூழ்நிலைகளும் அரிதாக ஏற்படுவது உண்டு. (அரசியலிலோ நோக்கம் என்பதே நாளடைவில் மறக்கப்பட்டு, வழிமுறையே யாவும் என்றாகிவிடுகிறது).

கடந்த ஜனவரி 5ம் தேதி, 1,982 கிலோ கிராம் எடையுள்ள ஜிசாட்-14 (GSAT-14) என்றதகவல் தொடர்பு செயற்கைக்கோள்  (communication satellite), ஜிஎஸ்எல்விடி-5 (GSLV-D5) ராக்கெட் மூலம் விண்ணில் செலுத்தப்பட்ட போது ஏற்பட்டது அப்படி ஒரு நிலைமைதான். இதில் நோக்கம் என்பது செயற்கைக்கோளை விண்ணில் செலுத்துவது; அதற்கான வழிமுறை தான் ஜிஎஸ்எல் விராக்கெட். ஆனால், ஜிசாட் செயற்கைக்கோள் விண்ணில் செலுத்தப்பட்டதைவிட, ஜிஎஸ்எல்வி ராக்கெட் பற்றிய செய்திதான், ஊடகங்களைமுழுமையாகஆக்கிரமித்துக்கொண்டது. அறிவியல்புலத்தில்நிகழ்த்தப்பட்டவிவாதங்களும்அதைச்சுற்றியேஅமைந்தன. அப்படிஎன்னமுக்கியத்துவம்அதற்கு?

ஜிஎஸ்எல்விஎன்றால்என்ன?

ஜிஎஸ்எல்விஎன்பதுஒருஏவூர்தி.

 "ஏவூர்தி" (Launch Vehicle) என்பதைத்தான்ஆங்கிலத்தில்ராக்கெட் (Rocket) என்கிறோம்.

அந்தவகையில், ஜிஎஸ்எல்வி-யும்செயற்கைக்கோள்களையும், விண்கலங்களையும்விண்ணில்ஏவுவதற்குஊர்தியாகபயன்படுகிறது.

செயற்கைக்கோள், விண்கலங்களைஏவும்ராக்கெட்என்றால், அதுதான்பிஎஸ்எல்விஇருக்கிறதே! அதுமிகவும்வெற்றிகரமானராக்கெட். தொடர்ந்து 24 முறைவெற்றிபெற்றிருக்கிறது. சந்திரனுக்குவிண்கலம்அனுப்பும் "சந்திராயன்-1" திட்டத்தையும், செவ்வாய்க்குவிண்கலம்அனுப்பும் "மங்கள்யான் " திட்டத்தையும்பிஎஸ்எல்விஇல்லாமல், சாதித்திருக்கமுடியாது. ஒரேநேரத்தில் 10 செயற்கைக்கோள்களைவிண்ணில்செலுத்தியஉலகசாதனையும்பிஎஸ்எல்விமூலம்நிகழ்த்தப்பட்டது. இந்தசாதனைஇதுவரைமுறியடிக்கப்படவில்லை. அப்படிஒருசிறந்தராக்கெட்இருக்கும்போது, ஜிஎஸ்எல்வி-க்குஎன்னதேவை? ஏன்இந்தமுக்கியத்துவம்?

பிஎஸ்எல்வி-யின்வரம்புகள்

பிஎஸ்எல்விவெற்றிகரமான, நம்பகத்தன்மைமிக்கராக்கெட்டாகஇருக்கலாம். ஆனால்அதுதிறன்குறைந்தராக்கெட்.

ராக்கெட்டுகளின் (ஏவூர்திகள்) திறன்களைப்பற்றிப்பேசவேண்டும்என்றால், அதற்கு "செயற்கைக்கோள்களின்புவிசுற்றுப்பாதை" (Orbit) பற்றித்தெரிந்திருக்கவேண்டியதுஅவசியம்.

விண்வெளியில் "சர்வதேசவிண்வெளிஆய்வுநிலையம்" அமைக்கும்பணிநடைபெற்றுவருவதுநமக்குத்தெரிந்ததுதான். இதை "விண்வெளியில்மனிதனுக்குஒருகூடு" கட்டும்பணிஎனலாம். இந்தவிண்வெளிநிலையம், பூமியின்சராசரிகடல்மட்டத்திலிருந்து 426 கிலோமீட்டர்உயரத்தில்அமைந்துள்ளதுஅதுஒரேஇடத்தில்நிலையாகஇல்லை. நொடிக்கு 7.66 கிலோமீட்டர்வேகத்தில், அதாவதுமணிக்கு 27 ஆயிரத்து 600 கிலோமீட்டர்என்றஅசுரவேகத்தில்சுற்றிவருகிறது. இதனால்ஒன்றரைமணிநேரத்திற்கு ( 92 நிமிடங்களுக்கு) ஒருமுறைபூமியைசுற்றிவருகிறது. அதுஎப்போதும்சராசரியாக 425 கிலோமீட்டர்உயரத்திலேயேஇருப்பதால்வட்டப்பாதையில்தான்சுற்றிவருகிறது. இதுதான்சர்வதேசவிண்வெளிநிலையத்தின்சுற்றுப்பாதை.

இப்படி, பூமியின்கடல்மட்டத்திலிருந்து, 160 கிலோமீட்டர்உயரத்திற்குமேலே, 2 ஆயிரம்கிலோமீட்டர்உயரத்திற்குள்செயற்கைக்கோள்களைசுற்றிவரச்செய்யலாம். இந்தஉயரவரம்பு (160 கி.மீ - 2,000 கி.மீ) "தாழ்நிலைபுவிசுற்றுப்பாதை" எனப்படுகிறது. இந்தஉயரவரம்பில், செயற்கைக்கோள்பூமியைஒருமுறைசுற்றிவரஒன்றரைமணிநேரத்திலிருந்து, 2 மணிநேரம்வரை (88 நிமிடங்கள் - 127 நிமிடங்கள்வரை) எடுத்துக்கொள்ளும். ரிமோட்சென்சிங்எனப்படும்தொலைஉணர்வுசெயற்கைக்கோள்கள், புவியைஆய்வுசெய்யும்செயற்கைக்கோள்கள் (Earth observation satellites), உளவுசெயற்கைக்கோள்கள்  (spy satellites), விண்வெளிநிலையங்கள் (Space Stations) மற்றும்சிலதகவல்தொடர்புசெயற்கைக்கோள்களும்தாழ்நிலைபுவிசுற்றுப்பாதையில்தான்செலுத்தப்படுகின்றன. இந்தசுற்றுப்பாதையில்செயற்கைக்கோள்களைசெலுத்துவதுஒப்பீட்டளவில்எளிது, செலவுகுறைந்தது, திறன்குறைந்தராக்கெட்இருந்தாலேபோதும்.

தாழ்நிலைபுவிசுற்றுப்பாதையிலேயே, சூரியனுக்குஇசைவாக, பூமியைச்சுற்றிவருவதற்கானசுற்றுப்பாதைஉண்டு. அதுசூரிய-இசைவுசுற்றுப்பாதை (Sun-synchronous orbit , heliosynchronous orbit) எனப்படுகிறது. இதன்உயரவரம்பு, பூமியின்சராசரிகடல்மட்டத்திலிருந்து 600 கி.மீமுதல் 800 கி.மீ. வரை. பூமியைச்சுற்றிவரஎடுத்துக்கொள்ளும்நேரவரம்பு 96 முதல் 100 நிமிடங்கள்வரை. அறிவியல்ஆய்வுக்கானசெயற்கைக்கோள்கள்இந்தசுற்றுப்பாதையில்செலுத்தப்படுகின்றன.

அடுத்ததாக, புவி-இசைவுசுற்றுப்பாதை (geosynchronous orbit) அல்லதுபுவி-நிலைமசுற்றுப்பாதை (geostationary orbit).

அதுஎன்னபுவி-நிலைமசுற்றுப்பாதை?

பூமிமீதுமனிதர்கள்நடக்கிறார்கள். பேருந்துகள்ஓடுகின்றன, ரயில்களோதலைதெறிக்கும்வேகத்தில்கூடபறக்கின்றன. இவற்றிற்கெல்லாம்குறிப்பிட்டவேகம்உண்டு. ஆனால்உங்கள்வீடுஅல்லதுஅதற்குஅருகில்உள்ளமரம்அசைவற்று, அப்படியேஒரேஇடத்தில்இருக்கிறது. இல்லை...இல்லைமணிக்குஆயிரத்து 600 கிலோமீட்டர்வேகத்தில்கட்டடங்களும், தாவரங்களும்கூடசுற்றிக்கொண்டேஇருக்கின்றனஎன்றுகூடசொல்லலாம். காரணம், பம்பரம்சுழல்வதுபோல, பூமிதன்னுடையஅச்சில், இந்தவேகத்தில் (மணிக்கு 1669.8 கிலோமீட்டர்வேகத்தில்) சுழல்கிறது. அந்தவகையில்  ஒருசுழற்சிக்கு  24 மணிநேரத்தைஎடுத்துக்கொள்கிறது. அதைத்தான்நாம்ஒருநாள்என்கிறோம்.

பூமியைச்சுற்றிவரும்ஒருசெயற்கைக்கோளும், இதேவேகத்தில்அதாவதுமணிக்குஆயிரத்து 600 கிலோமீட்டர்வேகத்தில்சுற்றுமானால்என்னநடக்கும்?

ரயில்நிலையத்தில், புறப்படத்தயாராகஇருக்கும்இருரயில்களில்எதிரெதிர்ஜன்னல்ஓரத்தில்இரண்டுபேர்அமர்ந்திருக்கிறார்கள்...ரயில்கள்புறப்பட்டபின்னர், ஒருவரதுபார்வையில்இருந்துஒருவர்மறைந்துவிடுவர்.   ஆனால்இரண்டுரயில்களும்இணையான  தண்டவாளங்களில்ஒரேசீரானவேகத்தில்செல்வதாகவைத்துக்கொள்வோம்...அப்போதுஎன்னநடக்கும்? எதிரெதிர்ஜன்னல்களில்அமர்ந்திருப்பவர்கள்ஒருவரைஒருவர்பார்த்தபடியேஇருப்பார்கள்... ஒருவரைச்சார்ந்துமற்றொருவர்நிலையாகஅசைவற்றுஇருப்பதுபோன்றமாயத்தோற்றம்ஏற்படும்...

புவி-நிலைமசுற்றுப்பாதை(geostationary orbit) என்பதும்இதைப்போன்றதுதான்...புவிக்குஇசைவானவேகத்தில்செயற்கைக்கோள்சுற்றிவருமானால், பூமியில்இருந்துபார்க்கும்போது, அதுஎப்போதும்ஒரேஇடத்தில்நிலையாகஇருப்பதுபோன்றதோற்றம்ஏற்படும்...இப்படிசெயற்கைக்கோள்சுற்றிவரவேண்டுமானால், அதைபூமியின்சராசரிகடல்மட்டத்தில்இருந்து. 35,786 கிலோமீட்டர்உயரத்தில்செலுத்தவேண்டும்.

ஆக, புவி-நிலைமசுற்றுப்பாதைஎன்பது, செயற்கைக்கோள்சுற்றிவரும்புவி-இசைவுவட்டப்பாதை. பூமியின்சராசரிகடல்மட்டத்தில்இருந்து,  35,786 கிலோமீட்டர்உயரத்தில், நிலநடுக்கோட்டில்ஒருகுறிப்பிட்டபுள்ளியைப்பார்த்தபடிசெயற்கைக்கோள், இந்தவட்டப்பாதையில்சுற்றிவரும். பூமியில்இருந்துபார்க்கும்போதுசெயற்கைக்கோள்எப்போதும்ஒரேஇடத்தில்அசையாமல்இருப்பதுபோன்றநிலைஇது. தொலைக்காட்சிஒளிபரப்புஉள்ளிட்டதகவல்தொடர்புசேவைகளுக்குஇதுஅவசியம். அறிவியல்எழுத்தாளர்ஆர்தர்சி.கிளார்க்நினைவாகஇதுகிளார்க்சுற்றுப்பாதைஎன்றும்அழைக்கப்படுகிறது.

பிஎஸ்எல்வி-யைபயன்படுத்திசெயற்கைக்கோளைஏவுவதாகஇருந்தால், தாழ்நிலைபுவிசுற்றுப்பாதைஎன்றால், 3,250 கிலோவரைஎடைகொண்டசெயற்கைக்கோள்களைஏவமுடியும். சூரியஇசைவுசுற்றுப்பாதைஎன்றால், 1600 கிலோவரைஎடைகொண்டசெயற்கைக்கோள்களைமட்டுமேஏவமுடியும். புவி-இசைவுஅல்லதுபுவி-நிலைமசுற்றுப்பாதைக்குமாற்றிக்கொள்வதற்குவசதியானசுற்றுப்பாதையில்ஏவுவதாகஇருந்தால், 1,410 கிலோவரைஎடைகொண்டசெயற்கைக்கோள்களைமட்டுமேஏவமுடியும்.

தகவல்தொடர்புசேவைகளின்தேவை, பிரமாண்டவேகத்தில்அதிகரித்துச்செல்வதால், அதிகஎடைகொண்டசெயற்கைக்கோள்களைஏவவேண்டியகட்டாயத்தில்இருக்கிறோம். அப்படிஏவுவதற்குதிறன்மிக்கராக்கெட்டுகள்தேவைஎன்றநோக்கத்தில்தான்ஜிஎஸ்எல்விராக்கெட்உருவாக்கப்பட்டது.

தற்போதுஏவப்பட்டுள்ளஜிசாட்-14 செயற்கைக்கோளின்எடை, 1982 கிலோ. சுமாராக 2 டன். இவ்வளவுஎடையுள்ளசெயற்கைக்கோளை, புவி-இசைவுசுற்றுப்பாதையில்செலுத்தபிஎஸ்எல்விராக்கெட்டால்முடியாது. அப்படியானால்இவ்வளவுநாட்களாகஇவ்வளவுஎடைகொண்டசெயற்கைக்கோள்களை, புவி-இசைவுசுற்றுப்பாதையில்நாம்செலுத்தியதில்லையா? என்றகேள்விஉங்களுக்குஎழக்கூடும். செலுத்தியிருக்கிறோம், ஒருமுறைஅல்ல, பலமுறை; மிகுந்தபொருட்செலவைகட்டணமாகக்கொடுத்துவேறுநாடுகளின்உதவியோடுதான்அப்படிசெலுத்தியிருக்கிறோம். நமதுசொந்தராக்கெட்டைபயன்படுத்திசெலுத்துவதற்காகஉருவாக்கப்பட்டதுதான், ஜிஎஸ்எல்வி. 1990ம்ஆண்டிலேயேஇதற்கானமுயற்சிதொடங்கப்பட்டுவிட்டது.

2001ம்ஏப்ரல் 18ம்தேதி, முதல்ஜிஎஸ்எல்விராக்கெட்ஏவப்பட்டது. ஜிசாட்-1 என்றசெயற்கைக்கோளைஏவுவதற்காகசெலுத்தப்பட்டஜிஎஸ்எல்வி-டி1 என்றஇந்தராக்கெட், மார்க்1 வகையைச்சேர்ந்தது. இந்தமுதல்முயற்சிதோல்வியில்முடிவடைந்தது. இதைத்தொடர்ந்துமார்க்1 வகையிலேயே, ஐந்துஜிஎஸ்எல்விராக்கெட்டுகள்ஏவப்பட்டன. இதில் 2 ராக்கெட்டுகள்வெற்றிபெற்று, செயற்கைக்கோள்களை (ஜிசாட்-2, ஜிசாட்-3) வெற்றிகரமாகசுற்றுவட்டப்பாதையில்செலுத்தின. ஒருராக்கெட்சிறியபிழையுடன்செயற்கைக்கோளை  (INSAT-4CR) விண்ணில்செலுத்தியது. அந்தவகையில்அதுபாதிவெற்றியாகக்கருதப்படுகிறது. ஆக, மார்க்1 வகைஜிஎஸ்எல்விராக்கெட்டுகள் 6 முறைசெலுத்தப்பட்டு, 2 முறைதான்முழுவெற்றிபெற்றுள்ளன. அந்தவெற்றிக்கும்நாம்முழுஉரிமைகொண்டாடமுடியாது, காரணம்அதில்பயன்படுத்தப்பட்டகிரையோஜெனிக்எஞ்சின்ரஷ்யாவிடமிருந்துவாங்கப்பட்டது.

ஜிஎஸ்எல்விராக்கெட்பலமுறைஏவப்பட்டுள்ளது. அதிலும்கிட்டத்தட்ட 3 முறைவெற்றிபெற்றுள்ளதுஎன்றால், கடந்தஜனவரி 5ம்தேதிஜிஎஸ்எல்வி-டி5 ஏவப்பட்டபோதுஏன்இந்தஆர்ப்பாட்டம்? ஏன்இந்தவெற்றிக்களிப்பு? என்றகேள்விஎழக்கூடும்அல்லவா?

இந்தமுறைஏவப்பட்டதுமார்க்2 வகைஜிஎஸ்எல்விராக்கெட். அதன்தனிச்சிறப்பு, உள்நாட்டிலேயேதயாரிக்கப்பட்டகிரையோஜெனிக்எஞ்சினைக்கொண்டதுஎன்பதுதான். உள்நாட்டிலேயேகிரையோஜெனிக்எஞ்சினைத்தயாரித்து, வெற்றிகரமாகப்பயன்படுத்துவதுஎன்பது, உண்மையில்விண்வெளித்துறைவளர்ச்சியில்ராக்கெட்வேகபாய்ச்சலைக்குறிப்பதாகும்.

பிஎஸ்எல்வி-ஜிஎஸ்எல்வி: என்னவேறுபாடு?

பிஎஸ்எல்விஎன்பது Polar Satellite Launch Vehicle என்பதன்சுருக்கம். தமிழில்துருவசெயற்கைக்கோள்ஏவூர்தி.

ஜிஎஸ்எல்விஎன்பது Geosynchronous Satellite Launch Vehicle என்பதன்சுருக்கம். தமிழில்புவிஇசைவுசெயற்கைக்கோள்ஏவூர்தி.

இந்தஇரண்டுபெயர்களிலுமே "செயற்கைக்கோள்ஏவூர்தி" (Satellite Launch Vehicle )என்பதுபொதுவாகத்தான்உள்ளது. "துருவ" மற்றும் "புவிஇசைவு" என்பதில்தான்வேறுபாடுஉள்ளது.

துருவசெயற்கைக்கோள்என்பது, வட, தென்துருவங்கள்வழியாக, பூமியைச்சுற்றிக்கொண்டேயிருக்கும். பூமியில்புதைந்துகிடக்கும், கடலில்கொட்டிக்கிடக்கும்வளங்களைகண்டறிவதற்கும், வளிமண்டலம், கடல்பரப்பில்ஏற்படும்மாற்றங்களைஅவதானித்து, பருவநிலைமாற்றங்களைமுன்னறிவதற்கும், புவிப்பரப்பைசலித்துசல்லடைபோட்டதுபோலஆய்வுசெய்தாகவேண்டும். அதற்காகபூமியின்வட,தென்துருவங்கள்வழியாகசுற்றிவரச்செய்யப்படும்செயற்கைக்கோள்கள்துருவசெயற்கைக்கோள்கள்எனப்படுகின்றன. இத்தகையசெயற்கைக்கோள்களைஏவுவதற்காகஉருவாக்கப்பட்டதுதான்பிஎஸ்எல்வி. இருப்பினும்இதுபின்னர், தொலைக்காட்சிஒளிபரப்புபோன்ற, தகவல்தொடர்புக்கானபுவிஇசைவுசெயற்கைக்கோள்களையும்ஏவுவதற்குபயன்பட்டது. அந்தநோக்கத்திற்காகபயன்படுத்தும்போது, பிஎஸ்எல்வி-யால் 1490 கிலோஎடைகொண்டசெயற்கைக்கோள்களைமட்டுமேகையாளமுடியும்.

ஏற்கெனவேகுறிப்பிட்டபடிஇன்னும்அதிகஎடைகொண்ட, புவி-ஒத்திசைவுசெயற்கைக்கோள்களைஏவுவதற்காகத்தான்ஜிஎஸ்எல்விஉருவாக்கப்பட்டது.

இந்தஒருவேறுபாடுகாரணமாகமட்டும், ஜிஎஸ்எல்விமுக்கியத்துவம்பெறவில்லை. மாறாகஅதில்பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளஎஞ்சின் (இயக்குப்பொறி) எதுஎன்பதில்தான்முதன்மையானமுக்கியத்துவம்அடங்கியுள்ளது. அதுகிரையோஜெனிக்எஞ்சின்( cryogenic engine).

கிரையோஜெனிக்  என்றால்என்ன?

கிரையோஜெனிக்ஸ்என்பதுகிரேக்கச்சொல். "உறைபனியைஉருவாக்குவது" என்றுஇதற்குப்பொருள். ஆனால்தற்காலத்தில், கிரையோஜெனிக்ஸ்என்பதுமிகமுக்கியமானபடிப்புகளில்ஒன்றாகும். மிகமிகக்குறைந்தவெப்பநிலையை, உறையச்செய்யும்கடுங்குளிருக்கும்கீழானநிலையை, அதாவதுமீக்குளிர்நிலையைஎப்படிஉருவாக்குவது, அந்தநிலையில்பொருட்களின்தன்மைஎப்படிமாறுகிறதுஎன்பதைஆய்வுசெய்யும்இயற்பியல்பிரிவுக்குகிரையோஜெனிக்ஸ்( cryogenics)என்றுபெயர். ராக்கெட்டுகளுக்கானதிறன்மிக்கஎஞ்சினைஉருவாக்குவதில்இந்தகிரையோஜெனிக்ஸ்துறைதான்கைகொடுக்கிறது. அதுஎப்படிஎன்றுபார்ப்போம்.

வீட்டில்சமைப்பதற்குஎரிவாயுஉருளைகளை (கேஸ்சிலிண்டர்) பயன்படுத்துகிறோம். உண்மையில்அந்தசிலிண்டர்களில்இருப்பதுவாயுஅல்ல! அதில்திரவம்தான்  உள்ளது. அதாவதுஎரிவாயு, நீர்மவடிவில்சேமிக்கப்பட்டுள்ளது. வாயுவை, ஏன்  நீர்மவடிவில்சேமிக்கவேண்டும்? எரிவாயுவைஅதேவடிவில்சிலிண்டரில்அடைத்தால்ஒருநாளுக்குக்கூடவராது. அதிகஅளவில்எரிவாயுவைஅடைக்கவேண்டுமானால், அதைநீர்மவடிவிற்குமாற்றித்தான்சேமித்தாகவேண்டும்.

இதேபோலத்தான்எடைமிக்கசெயற்கைக்கோள்களைசுமந்துசெல்லும்ராக்கெட்டுக்குஅதிகஎரிபொருள்தேவை. அப்படிஎரிபொருளாகபயன்படும்ஹைட்ரஜன், ஆக்சிஜன்கலவையைநீர்மவடிவிற்குமாற்றிசேமித்தால்தான், குறைவானகொள்திறனில்அதிகஎரிபொருளைசேமிக்கமுடியும். ஹைட்ரஜனையும், ஆக்சிஜனையும்மீக்குளிர்நிலைக்கு (மைனஸ் 153 டிகிரிக்குகீழ்) கொண்டுசென்றால், அவைநீர்மமாகிவிடும்.

இப்படிமீக்குளிர்விக்கப்பட்டஎரிபொருளைபயன்படுத்துவதற்குஏற்றவகையில்வடிவமைக்கப்படும்எஞ்சின்தான் "கிரையோஜெனிக்எஞ்சின்"  (மீக்குளிர்இயக்குப்பொறி) எனப்படுகிறது. இதைத்தான், இந்தியவிண்வெளிஆய்வுக்கழகமானஇஸ்ரோ, நெல்லைமாவட்டம்மகேந்திரகிரியில்உள்ளநீர்மஎரிபொருள்முறைகள்ஆய்வுமையத்தில் (Liquid Propulsion Systems Centre) உருவாக்கி, வெற்றிகரமாகபயன்படுத்தியுள்ளது. இந்தியவிண்வெளிவரலாற்றில்இதுஒருமைல்கல்.