Monday, January 6, 2014

ക്രയോജനിക്ക് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വിജയം കുറിച്ച് ജി എസ് എല്‍ വി ഡി5! ജിസാറ്റ് 14 ഉപഗ്രഹം പരിക്രമണപഥത്തില്‍

സ്വന്തമായി ക്രയോജനിക്ക് സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിപ്പിച്ച അപൂര്‍വ്വം രാജ്യങ്ങളുടെ പട്ടികയിലേക്ക് ഇന്ത്യയും എത്തിച്ചേര്‍ന്നിരിക്കുന്നു. ജിസാറ്റ് എന്ന ഉപഗ്രഹത്തെ നിശ്ചിതപരിക്രമണപഥത്തിലെത്തിച്ച ജി എസ് എല്‍ വി ഡി5 റോക്കറ്റിലാണ് ക്രയോജനിക്ക് സാങ്കേതികവിദ്യ വിജയകരമായി ഇന്ത്യ പരീക്ഷിച്ചത്. 2014 ജനുവരി 4 നു നടന്ന വിക്ഷേപണത്തിലെ എല്ലാ ഘട്ടങ്ങളും കൃത്യമായിത്തന്നെ പ്രവര്‍ത്തിച്ചത് ശാസ്ത്രജ്ഞരെ ആവേശത്തിലാഴ്ത്തിയിട്ടുണ്ട്.



2000 കിലോഗ്രാമിലധികം ഭാരമുള്ള ഉപഗ്രഹങ്ങള്‍ വിക്ഷേപിക്കുവാന്‍ ഇന്ത്യയെ സഹായിക്കാന്‍ പോകുന്ന വിക്ഷേപണവാഹനമാണ് ജി എസ് എല്‍ വി. ഇന്ത്യയുടെ എക്കാലത്തെയും മികച്ച വിക്ഷേപണവാഹനമായ പി എസ് എല്‍ വി യുടെ പരിഷ്കരിച്ച ഒരു രൂപം.  400 ടണ്ണിലധികം ഭാരവും ഏതാണ്ട് അന്‍പതു മീറ്ററോളം ഉയരവും വരും ഈ റോക്കറ്റിന്. 17 മിനിറ്റും 8 സെക്കന്റും കൊണ്ട് ഉപഗ്രഹത്തെ ഭൂമിക്കു ചുറ്റുമുള്ള താത്കാലിക പരിക്രമണപഥത്തിലെത്തിക്കാന്‍ ജി എസ് എല്‍ വി ഡി5 നു കഴിയും. വളരെ ഉയര്‍ന്ന തള്ളല്‍ശക്തി കൊടുക്കാന്‍ കഴിയുന്ന റോക്കറ്റും കൂടിയാണിത്. ഏതാണ്ട് ഏഴുലക്ഷം കിലോഗ്രാം ഭാരമുള്ള ഒരു വസ്തു നമ്മുടെ മേലെടുത്തു വച്ചാല്‍ എങ്ങനിരിക്കും? അത്രയും ബലം മുകളിലേക്കു കൊടുക്കാന്‍ കെല്പ്പുള്ള ഒരു പടക്കുതിര. അതാണ് ജി എസ് എല്‍ വി ഡി5!

മൂന്നു ഘട്ടങ്ങളാണ് ഈ റോക്കറ്റിന്. മൂന്നു തരത്തിലുള്ള ഇന്ധനങ്ങളും ഇതിലുപയോഗിക്കുന്നു. ആദ്യഘട്ടത്തില്‍ ഖരഇന്ധനമാണ് കത്തിക്കുക. രണ്ടാം ഘട്ടത്തില്‍ ദ്രാവകഇന്ധനവും മൂന്നാമത്തെയും അവസാനത്തെയും ഘട്ടത്തില്‍ ശീതീകരിച്ച ഹൈഡ്രജന്‍-ഓക്സിജന്‍ മിശ്രിതവും റോക്കറ്റിന് കരുത്തുപകരും. 4 സ്ട്രാപ്പ് ഓണ്‍ റോക്കറ്റുകളും ജി എസ് എല്‍ വിയിലുണ്ട്. ഇവയും ദ്രാവകഇന്ധനമാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. മൂന്നാം ഘട്ടത്തില്‍ പൂര്‍ണമായും ഇന്ത്യയില്‍ നിര്‍മ്മിച്ച ക്രയോജനിക്ക് എന്‍ജിനാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. അതിശീതീകരിച്ച ദ്രാവകഹൈഡ്രജന്‍-ഓക്സിജന്‍ കൂട്ടായ്മയാണ് ഇതിലുപയോഗിക്കുക. ഭൂമിയില്‍ നിന്നും റോക്കറ്റ് മുകളിലേക്കു കുതിക്കുമ്പോള്‍ ആദ്യം ജ്വലിച്ചുതുടങ്ങുന്നത് റോക്കറ്റിന്റെ ഏറ്റവും അടിയില്‍ ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള നാല് സ്ട്രാപ്ഓണ്‍ മോട്ടോറുകളാണ്. ആദ്യ സ്റ്റേജ് റോക്കറ്റില്‍ നിന്നും വേര്‍പെടുമ്പോള്‍ അതിനൊപ്പം സ്ട്രാപ്ഓണ്‍ മോട്ടറുകളും വേര്‍പെട്ട് ഭൂമിയിലേക്കു പോരും. ഏതാണ്ട് 70 കിലോമീറ്റര്‍ ഉയരത്തില്‍ വച്ചാണ് ഇതു സംഭവിക്കുക. HTPB എന്ന ചുരുക്കപ്പേരിലറിയപ്പെടുന്ന Hydroxyl-terminated polybutadiene അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഇന്ധനമാണ് പ്രധാന റോക്കറ്റില്‍ ആദ്യഘട്ടത്തില്‍ കത്തിക്കുന്നത്. ഇതേ സമയത്തു തന്നെ സ്ട്രാപ്പ് ഓണ്‍ മോട്ടോറുകള്‍ ദ്രവഇന്ധനത്തെ ആശ്രയിക്കും. Unsymmetrical dimethylhydrazine,  hydrazine hydrate എന്നിവയുടെ നിശ്ചിതഅനുപാതത്തിലുള്ള മിശ്രിതത്തെ UH25 എന്നാണ് വിളിക്കുക. UH25 ഉം Dinitrogen tetroxide ഉം ചേര്‍ന്ന ഒരു മിശ്രിതമാണ് സ്ട്രാപ് ഓണ്‍ റോക്കറ്റുകളിലും രണ്ടാംഘട്ടത്തിലും ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
മൂന്നാം സ്റ്റേജാണ് ഏറെ പ്രധാനം. നിലവില്‍ ഒന്നും രണ്ടും സ്റ്റേജുകളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഇന്ധനങ്ങളെക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ പെട്ടെന്നു വാഹനത്തിനു വേഗത നല്‍കാന്‍ ഹൈഡ്രജന്‍-ഓക്സിജന്‍ മിശ്രിതത്തിനു കഴിയും. രണ്ടു വാതകങ്ങളും ദ്രാവകരൂപത്തിലാണ് മൂന്നാംഘട്ടത്തില്‍ നിറയ്ക്കുക. -183ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലേ ഓക്സിജന്‍ ദ്രാവകമാവൂ. ഹൈഡ്രജന്‍ ദ്രാവകാവസ്ഥയിലേക്കെത്തണമെങ്കില്‍ പിന്നെയും തണുപ്പിക്കണം. -253ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലേ ഹൈഡ്രജന്‍ ദ്രാവകമാവൂ. ഈ നിലയില്‍ത്തന്നെ വേണം റോക്കറ്റിന്റെ മൂന്നാംഘട്ടത്തില്‍ ഇവ നിറയ്ക്കുവാനും. റോക്കറ്റ് വിക്ഷേപണത്തിന് മണിക്കൂറുകള്‍ മുന്‍പു മാത്രമേ ഇന്ധനം റോക്കറ്റില്‍ നിറയ്ക്കാന്‍ കഴിയൂ. ഇതിനായി ദ്രാവക ഹൈഡ്രജനും ഓക്സിജനും പമ്പു ചെയ്യുവാനുള്ള സംവിധാനങ്ങളുണ്ട്. റോക്കറ്റില്‍ ഇന്ധനം നിറച്ചിരിക്കുന്ന ടാങ്കില്‍ ശീതികരണസംവിധാനങ്ങളൊന്നും പിടിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയില്ല. ചൂട് അകത്തേക്കു കടക്കാതിരിക്കാനുള്ള ഇന്‍സുലേഷന്‍ മാത്രമേ ഇതിലുണ്ടാകൂ. എന്നിരുന്നാലും പുറത്തെ ചൂട് ഈ ഇന്‍സുലേഷനെയും മറികടന്ന് ടാങ്കിലെത്തും. -253 ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിന് മുകളില്‍ താപനിലപോയാല്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ ദ്രാവകം തിളയ്ക്കാന്‍ തുടങ്ങും. തിളച്ചുതൂവുന്ന ഈ അതിശീതഹൈഡ്രജന്‍ വാതകം പുറത്തുകളഞ്ഞില്ലെങ്കില്‍ ടാങ്ക് മര്‍ദ്ദം കൂടി പൊട്ടിത്തെറിച്ചേക്കാം. ഇതൊഴിവാക്കാനായി തിളയ്ക്കുന്നതുമൂലം ഉണ്ടാവുന്ന വാതകത്തെ പുറത്തുകളയുകയും വേണം. ദ്രവഹൈഡ്രജന്‍ ടാങ്കില്‍ നിറയ്ക്കുന്നത് വിക്ഷേപണത്തിനു തൊട്ടുമുന്‍പു മാത്രമാക്കുന്നതും ഈ നഷ്ടം ഒഴിവാക്കാന്‍ വേണ്ടിയാണ്. ഇതുമാത്രമല്ല, ഇത്ര സാന്ദ്രതയേറിയ നിലയില്‍ വരുന്ന ഹൈഡ്രജന്‍ അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഓക്സിജനുമായിച്ചേര്‍ന്ന് തീപിടിക്കാനുള്ള സാധ്യതയുമുണ്ട്. ഇതും ഒഴിവാക്കണം. ഇതിനുള്ള സംവിധാനങ്ങളും ക്രയോജനിക്ക് സാങ്കേതികവിദ്യയില്‍ ഒരുക്കേണ്ടതുണ്ട്. റോക്കറ്റിന്റെ ക്രയോഘട്ടത്തില്‍ നിന്നും പുറത്തേക്ക് ലീക്കുപോലെ കാണപ്പെടുന്നത് ഇങ്ങനെ പുറത്തുവരുന്ന അതിശീതഹൈഡ്രജന്‍ വാതകമാണ്. കുറച്ചുകൂടി ഉയര്‍ന്ന താപനിലയിലാണ് ദ്രവഓക്സിജന്‍ എന്നതിനാല്‍ അതില്‍ ഈ പ്രശ്നം അത്ര രൂക്ഷമാവാറില്ല എന്നു മാത്രം. ക്രയോജനിക്ക് എന്‍ജിനാണ് ഏറ്റവും സങ്കീര്‍ണ്ണമായ നിര്‍മ്മിതി. ദ്രവഹൈഡ്രനെയും ദ്രവ ഓക്സിജനെയും നിശ്ചിതഅനുപാതത്തില്‍ കൂട്ടിക്കലര്‍ത്തി നിയന്ത്രിതമായി കത്തിക്കേണ്ട ചുമതല ഈ എന്‍ജിനാണ് നിറവേറ്റുന്നത്. ഉയര്‍ന്നതാപനിലയിലും മര്‍ദ്ദത്തിലും പുറത്തേക്കുവരുന്ന ഈ ജ്വലനം മൂലം എന്‍ജിന്റെ ഭാഗങ്ങള്‍ക്കൊന്നും കേടുപാടുകള്‍ സംഭവിക്കാനും പാടില്ല. ദിശ നിര്‍ണ്ണയിക്കുന്നതും പ്രധാനമാണ്. ഇതെല്ലാം മറികടക്കുന്ന അതിസങ്കീര്‍ണ്ണമായ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് ക്രയോജനിക്ക് എന്‍ജിന്‍. ഇങ്ങനെയൊരെണ്ണം സ്വന്തമായി നിര്‍മ്മിച്ച് ബഹിരാകാശത്തെത്തിച്ചു എന്നതില്‍ നമുക്കെല്ലാം അഭിമാനിക്കാം.
വിക്ഷേപണത്തിനു ശേഷം  17 മിനിറ്റും 5 സെക്കന്റും കഴിഞ്ഞതോടെ ഉപഗ്രഹത്തെ അതിന്റെ ആദ്യഘട്ടപരിക്രമണപഥത്തിലെത്തിക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞു. ഭൂമിയില്‍ നിന്നും 175കിലോമീറ്റര്‍ മുതല്‍ 35,945കിലോമീറ്റര്‍ വരെ ഉയരവ്യത്യാസമുള്ള അതിദീര്‍ഘവൃത്താകാരമായ ഒരു പരിക്രമണപഥത്തിലാണ് ജിസാറ്റ്14 ഭൂമിയെ ചുറ്റിക്കറങ്ങുന്നത്. അതിസൂഷ്മമായാണ് GSAT 14 ഉപഗ്രഹത്തെ അതിന്റെ നിശ്ചിതപരിക്രമണപഥത്തില്‍ എത്തിച്ചിരിക്കുന്നത്. വെറും 40 മീറ്ററിന്റെ വ്യത്യാസം മാത്രമാണ് പരിക്രമണപഥത്തില്‍ വന്നിട്ടുള്ളത്. റോക്കറ്റിന്റെ ഉയരം തന്നെ 49മീറ്ററാണെന്നോര്‍ക്കണം. പരിക്രമണപഥത്തില്‍ ഭൂമിയില്‍ നിന്നും ഉയരം ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ഭാഗത്താണ് 40മീറ്റര്‍ സൂഷ്മതയില്‍ ഉപഗ്രഹം എത്തിയത്. ഉയരം കൂടിയ ഭാഗത്ത് 50കിലോമീറ്റര്‍ വ്യത്യാസം വന്നിട്ടുണ്ട്. ഇവിടെ 650കിലോമീറ്റര്‍ വരെയുള്ള വ്യത്യാസം ഉപഗ്രഹത്തിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനത്തെ ബാധിക്കാറില്ല എന്നു മനസ്സിലാക്കുമ്പോഴാണ് ഈ പരിക്രണപഥത്തില്‍ എത്ര സൂഷ്മമായാണ് ഉപഗ്രഹത്തെ GSLV എന്ന റോക്കറ്റ് എത്തിച്ചിരിക്കുന്നത് എന്നു തിരിച്ചറിയുന്നത്. ഇനി ഉപഗ്രഹത്തിലെ ചെറുറോക്കറ്റുകള്‍ ജ്വലിപ്പിച്ചു നടത്തുന്ന പരിക്രമണപഥമാറ്റങ്ങളിലൂടെ ഭൂസ്ഥിരപരിക്രമണപഥത്തിലേക്ക് ഉപഗ്രഹത്തെ എത്തിക്കാനാവും.
 വരും ദൗത്യങ്ങളിലും GSLV വിജയിച്ചാല്‍ PSLV പോലെ തന്നെ ഏറ്റവും വിശ്വാസ്യതയേറിയ റോക്കറ്റായി ഇതുമാറും. അടുത്ത ചൊവ്വാദൗത്യത്തിന് GSLV ആയിരിക്കും ഉപയോഗിക്കുക എന്ന് ISRO പ്രഖ്യാപിച്ചു കഴിഞ്ഞു. GSLV യുടെ തന്നെ കൂടുതല്‍ കരുത്തേറിയ റോക്കറ്റുകള്‍ അണിയറയില്‍ ഒരുങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. 4500kg മുതല്‍ 5000kg വരെ ഭാരമേറിയ ഉപഗ്രഹങ്ങളെ പരിക്രമണപഥത്തിലെത്തിക്കാന്‍ ശേഷിയുള്ള GSLV Mk3 പദ്ധതി ഗവേഷണഘട്ടത്തിലാണ്.


No comments: