திண்ணை

சி. ஜெயபாரதன், B.E. (Hons), P.Eng (Nuclear), கனடா

---

நாற்பதாண்டு பயணம் செய்து
நாசாவின்
பூர்வீக விண்ணுளவி இரண்டு
சூரிய மண்டலச்
சூழ்வெளி வேலி தாண்டி
அண்டை விண்மீன்
மண்டலத்தை அருகி விட்டன !
நாற்பது நாட்களில்
செந்நிறக் கோளுக்குச்
சீக்கரம் செல்லும்
ராக்கெட் தயாராகி வருகுது !
பிளாஸ்மா அயான் ராக்கெட்
வெகுதூரம் செல்வது !
வலு மிகைவு ! எடை குறைவு !
மலிவான செலவு !
இயக்கத் திறன் மிகைவு !
பயணக் காலம் குறைவு !
பாதுகாப்பு மிகைவு !
எரிவாயு ஆர்கான் மலிவு !
எந்திர சாதனங்கள்
குறைவு !
பரிதியின் கதிர்வீச்சால்
விமானி கட்குப்
பாதிப்புகள் குறைவு !
ஐம்பது ஆண்டுக்குள்
அடுத்த பரிதி மண்டலம் போகும்
வான ரதம்
ஞானத்தில் உதிக்குது !

ஒரு காலத்தில் கடலைக் கடப்பதே விசித்திர வேலையாகத் தெரிந்தது. தற்போது பயன்படும் உன்னத ரசயான எரிசக்தி ராக்கெட்டுகள் அகிலவெளிப் பரிதி மண்டலப் பயணத்துக்கு ஏற்றதல்ல. எதிர்காலத்தில் பின்ன ஒளிவேகத்தில் செல்லும் அணுப்பிணைவு சக்தி அசுர விண்கப்பல்கள் அண்டைப் பரிதி மண்டலத்தை நெருங்கப் பயன்படலாம்.

பெர்னார்டு ஹெய்ஸ் & அல்•பான்ஸோ ரூடா (Astronomical Society)

“வாஸிமர் பிளாஸ்மா ராக்கெட் எஞ்சின் ((VASIMR) விண்வெளிப் பயணம் செய்யத் தயாராக இருக்கும் ஏவுகணைகளையும் விட அதிக சக்தி வாய்ந்த மின்னியல் உந்துச் சாதனம் (High Power Electric Propulsion System).”

“நாங்கள் ஆய்வு விருத்தி செய்யும் ராக்கெட் பொறிநுணுக்கம் ‘அணுப்பிணைவு நுணுக்க மாற்றம்’ (Transformational Technology in Nuclear Fusion) எனப்படுவது. விண்வெளிப் போக்கு வரத்துக்கு இரசாயன எரிசக்திப் பயன்பாடு மெய்யாக வெகுதூரம் கொண்டு செல்லாது என்பது எனது நெடுங் காலத்து எண்ணம்.”

•பிராங்கிலின் சாங்டியாஸ் (Franklin Chang-Diaz, VASIMR Plasma Rocket Engine Chief Designer)

“ஆழ் விண்வெளி விண்ணுளவியில் (Deep Space -1 Spaceship) இணைத்துள்ள அயான் உந்து சக்தி எஞ்சின் (Ion Propulsion Engine) விண்வெளித் திட்ட வரலாற்றில் இதுவரை பயன்பட்ட ராக்கெட்டுகளை விட நீடித்த காலத்தில் பணி புரிந்துள்ளது.”

நாசா விஞ்ஞானி, ஜான் பிரோ•பி (NASA Scientist John Brophy) (August 19, 2000)

“(பரிதி சக்தி மின்னியல் எஞ்சின்) (Solar Electric Ion Engine) எனப்படும் புதிய ஏவுகணைப் பயன்பாடு இயற்கை நியதியைப் பின்பற்றி மெய்யாக விண்வெளியில் வேலை செய்வதை நாங்கள் காண முடிந்தது. பரிதி வெளியேற்றும் பிளாஸ்மா அயனி வாயு பூமியின் காந்த தளத்தைத் தாக்கும் போது இருவிதமான பிளாஸ்மா அடுக்கு அரங்கிற்கு வரம்பை உருவாக்குகிறது. ஒவ்வோர் அடுக்கும் வெவ்வேறு மின்னியல் பண்பாடு கொண்டது. அந்த வேற்றுமையே பூகோள வாயு மண்டத்தைத் தாக்கி ‘வண்ண வான் ஒளியை’ (Aurora) உண்டாக்குகிறது.”

ராஜர் வாக்கர் (Roger Walker, ESA Advasnced Concepts Team)

“சில ஆண்டுகளில் நிச்சயம் இந்தப் பொறியியல் நுணுக்கம் (பிளாஸ்மா ராக்கெட்) பூமிக்கும் நிலவுக்கும், பூமிக்கும் செவ்வாயிக்கும் விண்கப்பல்களைத் தொடர்ந்து இயக்குவிக்கும்.”

பீடர் கான்லன் (Neutel Project Chief Executive Officer)

“பிளாஸ்மா பொறிநுணுக்கம் விண்வெளிப் பயணத்தை அதி வேகமாகவும், பாதுகாப்பாகவும் ஆக்கப் போகிறது. எங்களைப் போன்ற விண்கப்பல் விமானிகள் பரிதி மண்டலத்தின் மற்ற கோள்களுக்கு விரைவாகச் செல்வதோடு பல்வேறு கோள்களுக்குப் போக உடனே தயாராக்க ஏதுவாகிறது. அதாவது அதிவேகப் பயணம் என்றால் நுண்மை ஈர்ப்பில் (Micro-Gravity) குன்றிய நேரம், சூரியக் கதிர்வீச்சால் (Solar Radiation) விமானிகளுக்குக் குறைந்த காலத் தாக்குதல் என்பது அர்த்தமாகும்.”

டேவிட் வில்லியம்ஸ் (Canadian Astronaut Twice in Space)

“பிளாஸ்மா பொறியல் நுணுக்கம் விண்வெளிப் பயணச் செயற்பாட்டுக்கு ஏற்றது. சாதனம் மிகவும் சிறியது, திறனியக்கம் (Efficiency) மிக்கது. 50 கிலோ வாட் மின்னாற்றலுக்கு உலகிலே மிகச் சிறிய சாதனம் இது.”

டிமதி ஹார்டி (Neutel Project Head Engineer)

“பிளாஸ்மா ராக்கெட் உறுதியானது. நிலவுக்கு அப்பாலும், செவ்வாய்க் கோளுக்கு அப்பாலும் பயணம் செய்ய மெய்யாகப் பிணைவு நுணுக்க மாற்றம் நமக்குத் தேவை. வாஸிமர் ராக்கெட் (VASIMR) வருங்காலப் பயணக் குதிரைக்கு உகந்த வளர்ச்சித் துறை (Work Horse for the Transformational Infrastructure) என்று நாங்கள் குறிப்பிடுகிறோம்.”

•பிராங்கிலின் சாங்டியாஸ் (Franklin Chang-Diaz, VASIMR Plasma Rocket Engine Chief Designer)

அண்டைப் பரிதி மண்டலப் பயணத்துக்கு புதிய விண்கப்பல் படைப்பு

மனித இனம் தோன்றியதிலிருந்து மற்றப் பரிதி மண்டலத்துக்குப் பயணம் செய்வதற்கு வல்லுநர் பலர் கனவு கண்டும், புனைகதைகள் எழுதியும், ஸ்டார் டிரெக் (Star Trek) போன்ற வெள்ளித்திரைக் காட்சிகள் காட்டியும் நமது சிந்தனையைத் தட்டி எழுப்பியிருக்கிறார். ஆனால் அக்கனவு நிறைவேறுவதில் சிக்கலும், சிரமும், பேரளவு செலவும் இருப்பதால், அவ்விதத் திட்டங்கள் தாமதமாகியும், தடுக்கப்பட்டும், தள்ளி வைக்கப்பட்டும் வருகின்றன ! அண்டைப் பரிதி மண்டலங்களின் ஒளியாண்டுத் தூரங்கள் கற்பனை செய்ய முடியாத பேரளவில் இருப்பதால் அப்பயணங்கள் நிறுத்தப் பட்டுள்ளன. இதுவரை ரஷ்யா, அமெரிக்காவின் நாசா, ஐரோப்பவின் ஈசா, ஜப்பான் ஆகிய விண்வெளித் தேடல் ஆணையகங்கள் பயன்படுத்திய திரவ எரிசக்தி ராக்கெட்டுகள் அகிலவெளிப் பரிதி மண்டல நீள் பயணங்களுக்கு ஏற்றவை அல்ல !

நமது பரிதி மண்டலத்துக்கு அடுத்திருக்கும் மிக நெருங்கிய ‘பிராக்சிமா செந்தவுரி’ (Proxima Centauri) என்னும் சூரிய மண்டலம் 4.23 ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ளது ! இப்போது நமது பரிதி மண்டலத்தின் எல்லை தாண்டிய வாயேஜர் (Voyager 1 & 2) விண்கப்பல்கள் போகும் வேகத்தில் பிராக்சிமா விண்மீன் மண்டலத்தில் தடம்வைக்க 72,000 ஆண்டுகள் ஆகும் ! 1977 ஆண்டில் பயணம் தொடங்கிய வாயேஜர் விண்கப்பல்கள் மற்றப் பரிதி மண்டலச் சூழ்வெளியில் பயணம் செய்யப் படைக்கப் பட்டவை அல்ல. விண்வெளித் தேடலுக்கு இதுவரைப் பயன்பட்ட திரவ, திடவ எரிசக்தி ராக்கெட்டுகள் எதுவும் 50 ஆண்டுகளுக்குள் அருகில் இருக்கும் எந்தப் பரிதி மண்டலத்தை நெருங்க முடியாது.

பல ஒளியாண்டு தூரத்தில் இருக்கும் அண்டைப் பரிதி மண்டலத்தை நெருங்க பின்ன ஒளிவேகத்தில் ராக்கெட் செல்ல வேண்டும். ஒளிவேகம் விநாடிக்கு 300,000 கி.மீடர் (விநாடிக்கு 186,000 மைல்). பளு மிகுந்த எந்த ராக்கெட்டும், எந்த எரிசக்தியை உபயோகித்தும் ஒட்டிய ஒளி வேகத்தையோ, பின்ன ஒளிவேகத்தையோ அடைவது சவாலான அசுர சாதனை. அத்தகைய அசுர வேகத்தை உண்டாக்க அணுப்பிளவு அல்லது அணுப்பிணைவு சக்தியை ராக்கெட்டில் பயன்படுத்த முயலலாம். அப்போது விண்கப்பல் ராக்கெட்டின் பளுவும், அணு உலைச் சாதனங்களும் பெருகுகின்றன. நிதிச் செலவும் அதிகமாகும். பத்தில் ஓர் ஒளிவேகத்தில் ஒரு டன் பளு ராக்கெட்டை முடுக்க 125 பில்லியன் கிலோ வாட்டவர் (kWh) சக்தி தேவைப்படும். ஆதலால் அண்டைப் பரிதி மண்டலத் தேடல் விஞ்ஞானிகட்கும், எஞ்சினியருக்கும் மிகச் சவாலான முயற்சியாகும்.

அசுர வேக விண்கப்பலுக்கு அவசியமான பொறிநுணுக்கங்கள்

மூன்று முக்கிய வழிநோக்கு முறைகள் விண்கப்பல் ஆக்கத்திற்கு குறிப்பிடப் படுகின்றன.

1. அண்டைப் பரிதி விண்கப்பல் நவீன, வருங்காலப் பொறிநுணுக்கத்தைக் கையாள வேண்டும்.

2. அசுர வேக விண்கப்பல் ஒரு மனித ஆயுட் காலத்தில் தன் குறிக்கோளை நிறை வேற்றும்படி அமைக்கப் வேண்டும்.

3. புதிய விண்கப்பல் பல்வேறு விண்மீன்களுக்குப் பயணம் செய்யத் தகுதி உடையதாய் இருக்க வேண்டும்.

பிரிட்டீஷ் அண்டவெளிப் பயண அசுர விண்கப்பல்

பிரிட்டீஷ் அண்டவெளி அசுரக் கப்பல் பொறி நுணுக்காளர் ஆக்கத் திட்டமிட்ட ஐகாரஸ் திட்டத்தின் (Project Icarus) அடிப்படைக் குறிக்கோள் இதுதான் :

1. அண்டைப் பரிதி மண்டல ஆய்வுக்குத் தேவைப்படும் புதிய நூற்றாண்டு குறிப்பயணங்களுக்கு டிசைன் செய்யப்பட வேண்டும்.

2. அணுப்பிணைவு சக்தியால் உந்தப்படும் (Fusion Power Propulsion) அசுரக் கப்பலாக அமைக்கப் பட வேண்டும்.

3. நவீனப் பொறிநுணுக்கம் கையாளப்பட்டு ராக்கெட் விருத்தி செய்யப் பட வேண்டும்.

4. நமது பரிதி மண்டலத்துக்கு அப்பால் பயணம் செய்ய விழையும் நிபுணரைக் கவர்ந்து டிசைன் செய்ய ஊக்கிவிக்க வேண்டும்.

அணுசக்தி இயக்கும் அண்டவெளி அசுர ராக்கெட்டுகள் :

1. பிரிட்டீஷ் பூதக் கப்பல் டேடாலஸ் (Project Daedalus)

இந்த அசுர விண்கப்பல 1972 இல் பிரிட்டீஷ் அண்டைப் பரிதி ஆய்வுக் குழுவினரால் திட்டமிடப் பட்டது. இது 12% ஒளிவேகத்தில் (0.12 C) 50 ஆண்டுகளுக்குள் 5.9 ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ள “பர்னார்டின் விண்மீனை” (Barnard’s Star) நெருங்கத் திட்டமிடப் பட்டது. இரட்டை அடுக்கு விண்கப்பலான டேடாலஸ் 630 அடி (190 மீடர்) நீளம் உள்ளது. முதல் அடுக்கு 46,000 மெட்ரிக் டன் பளுவும், இரண்டாம் அடுக்கு 4000 மெ. டன் பளுவும் கொண்டது. முதலடுக்கு ராக்கெட் எஞ்சின் 2 வருடமும் இரண்டாம் அடுக்கு எஞ்சின் 1.75 வருடமும் இயங்கும். நீடித்த கால அணுப்பிணைவு சக்திக்கு எரியணுக்கரு (Fusion power Fuel) டியூடிரியம் & டிரிடியம்-3 (Liquid Deuterium & Tritium -3) பனித்திரவம். ராக்கெட் எஞ்சின் புறப்போக்கு வேகம் (Exhaust Velocity) 10 மில்லியன் மீடர்/விநாடி ! திரவ எரிக்கருவின் பளு : 50,000 டன். தூக்கிச் செல்லும் பாரம் : 500 டன்.

அணுப்பிணைவு சக்தியில் 2 வருடம் இயங்கும் முதலடுக்கு விண்ணூர்தி 7% ஒளிவேகத்திலும் (0.7 C), அது அற்று விடப்பட்ட பிறகு 1.75 வருடம் இயங்கும் இரண்டாம் அடுக்கு 12% ஒளிவேகத்திலும் (0.12 C) சென்று புதிய விண்மீனை நெருங்கும். முதலடுக்கு எஞ்சின் 46,000 டன் எரிசக்தியை எரித்து விண்கப்பலை மணிக்கு 76.6 மில்லியன் கி.மீடர் வளர்வேகத்துக்குத் தள்ளிவிடும். முதலடுக்கு எஞ்சின் அற்றுவிடப் பட்ட பிறகு, இரண்டாம் அடுக்கு எஞ்சின் மணிக்கு 135 மில்லியன் கி.மீடர் வளர்வேகத்தில் விண்கப்பலை உந்திச் செல்லும். அவ்வித அசுர வேகத்தில் டேடாஸ் விண்கப்பல் புதிய விண்மீனை நெருங்க சுமார் 46 ஆண்டுகள் ஆகும்.

(தொடரும்)

படங்கள்: Astronomy Magazine, BBC News, National Geographic News, NASA & ESA, Wikipedia, Science Illustrated & Popular Science.

தகவல்:

1. BBC Science & Technology – New Space Engine Clocks up Record (Aug 19, 2000)

2. How Fusion Propulsion Will Work By : Kevin Bonsor (March 12, 2001)

3. (a) BBC News : Europe Lunar Adventure Begins -The First Solo European Mission to the Moon is Well on its Way (Sep 28, 2003)

3 (b) BBC News : Probe Pushes onto Lunar Target – Smart -1 Spacecraft Has Fired up its Innovative Solar-Electric Engine (Sep 30, 2003)

3 (c) BBC News : Europe Lunar Probe Arrives at the Moon -The Smart -1 Lunar Probe has Entered into Orbit Around the Moon – The First Europen Mission to do so. (Nov 16, 2004)

4. BBC News : Plasma Engine Passes Initial Test (Dec 14, 2005)

5. Space Fellowship : Plasma Rocket Engine VASIMR VX-200 First Stage Achieves Full Power Rating By : Klaus Schmidt (Oct 27, 2008)

6. NASA Report : ESA SMART -1 Lunar Probe (Nov 23, 2009)

7. CBC (Canadian Broadcasting Company) News : Nova Scotia Company Helps Build Plasma Rocket (January 7, 2010)

8. Ad Astra Rocket Company : Chemical VS Plasma Rockets

9. Wikipedia : Plasma Propulsion Engine (May 20, 2010)

10. Space Flight Now : Plasma Rocket Could Revolutionize Space Travel By Stephan Clark (June 1, 2010)

11. Wikipedia : Variable Specific Impulse Magento Plasma Rocket (VASIMR) (June 1, 2010)

12. Prospects for an Interstellar Mission -Hard Technoloby Limits But Surprising Physics possibilities By: Bernard Haisch & Alfonso Rueda (July-Aug 2000)

13 Project Icarus Interstellar Spaceship Project (May 8, 2010) & Project Daedalus Spaceship Project By Justin Ames (September 30, 2010)

14 http://jayabarathan.wordpress.com/2010/05/21/voyager-1-2-spaceships/ (Voyager Space Probes Leaving the Solar System) (May 20, 2010)

15 http://jayabarathan.wordpress.com/2010/06/05/plasma-rockets/ (நாற்பது நாள் செவ்வாய்க் கோள் பயணத்துக்கு பிளாஸ்மா ராக்கெட் எஞ்சின்) (June 4, 2010)

16 Wikipedia – Interstellar Travel (January 1, 2011)

17 http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Daedalus (Daedalus Giant Spaceship) (Jan 3, 2011)

18. Science Illustrated – Destination Alien Stars (Jan-Feb 2011)

********************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) January 9, 2011

Series Navigation

---