பாரசூட்டுகள் (Parachutes) மட்டுமே பாதுகாப்பான தரையிறக்கத்தை ஏன் உறுதி செய்ய முடியாது? ககன்யான் விண்கலம் தனது அபரிமிதமான வேகத்தை எப்படிக் குறைக்கிறது?
விண்வெளி வீரர்கள் தங்கும் 'குழு தொகுதி' (Crew Module), வினாடிக்கு சுமார் 7,800 மீட்டர் என்ற வேகத்தில் பூமியைச் சுற்றி வருகிறது. இது பூமிக்குத் திரும்பி வளிமண்டலத்திற்குள் நுழையும்போது, அந்த வேகத்தைக் குறைக்க வேண்டியது அவசியம். காற்றினால் ஏற்படும் உராய்வு ஒரு தடையைப் போலச் செயல்பட்டு, 'Aerobraking' மூலம் அதன் ஆற்றலைத் தணித்து வேகத்தைக் குறைக்கிறது. பிறகு, பாதுகாப்பாகத் தரை இறங்குவதற்காக 12 கிலோமீட்டர் உயரத்திற்குக் கீழே வரும்போது, பல நிலைகளைக் கொண்ட ஒரு பாரசூட் அமைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
ஒரு பொதுவான மீட்பு அமைப்பு என்பது, விண்கலத்தின் தரைப்பகுதியைச் சுற்றியுள்ள காற்றுடன் உரசி வேகம் குறையும் ‘Aerobraking’ நிகழ்வுக்குப் பிறகு, அந்த விண்கலத் தொகுதியை நிலத்திலோ அல்லது கடலிலோ பாதுகாப்பாக இறக்குவதற்குத் தேவையான அனைத்து வசதிகளையும் கொண்டது. இதில் பாரசூட்டுகள், விண்கலம் எங்குத் தரை இறங்கியுள்ளது என்பதைக் கண்டறியும் கண்காணிப்புக் கருவிகள் மற்றும் கடலில் இறங்கும்போது விண்கலம் கவிழ்ந்துவிடாமல் நிலையாக இருக்கச் செய்யும் அமைப்பு (Upright system) ஆகியவையும் அடங்கும். அமெரிக்காவின் SpaceX Dragon மற்றும் இந்தியாவின் ‘Gaganyaan’ மற்றும் நாசாவின் ‘Orion’ போன்ற மனிதர்களை ஏற்றிச் செல்லும் விண்கலங்கள் கடலில் தரையிறங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.
தரைப்பகுதிகளில் தரை இறங்குவதற்கு, இந்த அமைப்பு பாரசூட்களுடன் சேர்த்து, தரை இறங்குவதற்கு முன்பாக வேகத்தைக் குறைக்க பிரேக்கிங் மோட்டார்களை (braking motors) பயன்படுத்துகிறது. சில விண்கலங்கள், வேகத்தைக் குறைக்க மோட்டார்களுக்குப் பதிலாக அதிர்ச்சியைத் தாங்கும் காற்றுப் பைகளை (airbags) பயன்படுத்துகின்றன. ரஷ்யாவின் ‘Soyuz’ மற்றும் சீனாவின் ‘Shenzhou’ விண்கலங்கள், தரையில் இறங்கும் போது வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்தி பாதுகாப்பாகத் தரை இறங்குவதை உறுதிசெய்ய ரெட்ரோ-ராக்கெட்டுகளை (retro-rockets) பயன்படுத்துகின்றன.
தரையிறங்குவதற்கு பாரசூட்டுகள் மட்டும் ஏன் போதுமானதாக இல்லை?
தரைப்பகுதி மிகவும் கடினமாக இருப்பதால், விண்கலம் தரையிறங்கும்போது அதன் வேகம் மிகக் குறைவாக, அதாவது நொடிக்கு 1 முதல் 2 மீட்டர் (1-2 m/s) என்ற அளவில் மட்டுமே இருக்க வேண்டும். ஆனால், கடல் பகுதியில் தரையிறங்கும்போது வேகம் சற்று அதிகமாக, அதாவது நொடிக்கு 7 முதல் 9 மீட்டர் (7-9 m/s) வரை இருக்கலாம். ஏனெனில், தண்ணீர் இயற்கையாகவே அதிர்வுகளைத் தாங்கி ஆற்றலை உறிஞ்சும் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது.
ஒரு விண்கலத்தின் வேகத்தை வெறும் பாரசூட்டுகளை மட்டும் பயன்படுத்தி வினாடிக்கு 2 மீட்டருக்கும் (2m/s) கீழாகக் குறைப்பது நடைமுறைக்குச் சாத்தியமற்றது. ஏனெனில், வேகத்தை இன்னும் குறைக்க வேண்டுமானால் மிக அதிக அளவிலான காற்றெதிர்ப்புத் திறன் தேவைப்படும். உதாரணமாக, வேகத்தை வினாடிக்கு 7 மீட்டரிலிருந்து 1 மீட்டராகக் குறைக்க வேண்டுமானால், பாரசூட்டின் அளவு சுமார் 49 மடங்கு பெரியதாக இருக்க வேண்டும். அவ்வளவு பெரிய பாரசூட் அதிக எடையுடனும், கொண்டுசெல்ல கடினமாகவும் இருக்கும். அதுமட்டுமின்றி, அவ்வளவு பிரம்மாண்டமான பாரசூட்டைச் சிக்கலில்லாமல் விரிப்பதும் மிகவும் கடினமான ஒன்றாகும்.
தரையிறங்கும் பகுதி ஏன் நீள்வட்ட வடிவத்தில் உள்ளது?
விண்வெளியில் இருந்து ஒரு விண்கலம் பூமிக்குத் திரும்பும்போது, அது ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியை இலக்காகக் கொள்ளாமல், ஒரு பெரிய நீள்வட்டப் பகுதியை இலக்காகக் கொண்டே தரையிறங்கும். இதற்குக் காரணம், அதன் பெரும்பாலான இயக்க ஆற்றல் (Kinetic energy) அதன் பயணப் பாதையிலேயே அமைந்திருப்பதுதான். மிக அதிக வேகத்தில் வரும்போது, வளிமண்டலச் சூழலில் ஏற்படும் சிறு மாற்றங்களோ அல்லது விண்கலத்தின் வேகமோ அதனைத் திட்டமிட்ட இடத்திலிருந்து நூற்றுக்கணக்கான கிலோமீட்டர்கள் முன்னரோ அல்லது பின்னரோ தரையிறங்கச் செய்யலாம். ஆனால், பக்கவாட்டில் நகர்வதற்கு விண்கலத்திடம் மிகக் குறைந்த ஆற்றலே இருப்பதால், இடது அல்லது வலது பக்க நகர்வுகள் மிகவும் குறைவாகவே இருக்கும். இதன் விளைவாக, விண்கலம் தரையிறங்கும் பகுதி பயணத்தின் திசையிலேயே நீண்டதொரு நீள்வட்டமாக அமைகிறது.
கடலில் தரையிறங்குவதா அல்லது நிலத்தில் தரையிறங்குவதா என்பதைத் தீர்மானிப்பதற்கான அடிப்படைக் காரணங்கள் என்ன?
தரைப்பகுதியில் இறங்குவதா அல்லது கடலில் இறங்குவதா என்ற முடிவு, அந்த நாட்டின் புவியியல் அமைப்பு, பாதுகாப்பு மற்றும் தளவாட வசதிகளைப் பொறுத்தது என்கின்றனர். தரைப்பகுதியில் தரையிறங்குவதற்கு மக்கள் நடமாட்டம் இல்லாத, கட்டிடங்கள் இல்லாத மிகப்பெரிய இடங்கள் தேவைப்படுகின்றன. ஆனால், இது விண்வெளி வீரர்களை மீட்பதை எளிதாக்குகிறது மற்றும் விண்கலத்தின் பாகங்களை விரைவாகப் பழுதுபார்த்து மீண்டும் பயன்படுத்த உதவுகிறது. பரந்த பாலைவனங்களோ அல்லது சமவெளிகளோ இல்லாத நாடுகள் கடல்வழி தரையிறக்கத்தையே விரும்புகின்றன. இருப்பினும், இதற்கு மீட்புக் கப்பல்கள், விண்கலம் மிதப்பதற்கான பைகள் மற்றும் சீரற்ற கடல் அலைகளில் வீரர்களின் பாதுகாப்பை உறுதி செய்யத் தேவையான சிறப்பு உபகரணங்கள் என அதிகப்படியான பாதுகாப்பு ஏற்பாடுகள் தேவைப்படும் என்கின்றனர்.
மீட்புப் பணிகளுக்காகக் குழுவினருக்கு எவ்வாறு பயிற்சி அளிக்கப்படுகிறது?
விண்வெளி வீரர்களுக்கான இந்தப் பயிற்சி, சாதாரண தரையிறக்கங்கள் மற்றும் அவசரக்கால வெளியேற்றங்கள் என இரண்டையுமே உள்ளடக்கியது. தீ விபத்து அல்லது கசிவு போன்ற அதிக மன அழுத்தம் நிறைந்த சூழல்களில், விண்கலத்திலிருந்து எவ்வாறு வெளியேற வேண்டும் என்பதற்கு அவர்கள் தயார் செய்யப்படுகிறார்கள். இந்தப் பயிற்சியில், அழுத்த உடைகளைக் களைவது, நீர்ப்புகா உடைகளை அணிவது மற்றும் உயிர்காக்கும் படகுகளை பயன்படுத்துவது போன்றவை அடங்கும். ஒருவேளை விண்கலம் திட்டமிட்ட பாதையிலிருந்து விலகி ஆள் நடமாட்டமில்லாத தொலைதூரப் பகுதிகளில் தரைிறங்கினால், அங்கு 48 மணிநேரம் உயிர்வாழத் தேவையான உணவு, மருத்துவப் பொருட்கள் மற்றும் தகவல் தொடர்பு கருவிகள் அடங்கிய தொகுப்பு அவர்களுக்கு வழங்கப்படும். மிக மோசமான சூழல்களில், தங்குவதற்கு கூடாரமாகப் பயன்படுத்த அவர்கள் பாரசூட்டுகளையே பயன்படுத்திக் கொள்ளலாம். ‘Soyuz’ போன்ற சில விண்கலப் பயணங்களில், வனவிலங்குகள் போன்ற இயற்கை அச்சுறுத்தல்களிலிருந்து தற்காத்துக் கொள்ள துப்பாக்கி எடுத்துச் செல்லவும் விண்வெளி வீரர்களுக்கு அனுமதி வழங்கப்படுகிறது.
நிலையாக இருக்கச் செய்யும் அமைப்பின் செயல்பாடு என்ன?
கடலில் ஒரு விண்கலம் தரையிறங்கும்போது, அதனுள் இருக்கும் விண்வெளி வீரர்கள் பாதுகாப்பாக சுவாசிப்பதற்கும், மீட்புக் குழுவினர் அவர்களை மீட்பதற்கும் அது நேராக மிதக்க வேண்டியது அவசியம். இதற்காக அந்தப் பகுதி 'Monostable' தன்மையுடன் வடிவமைக்கப்படுகிறது. அதாவது, ஒரு தஞ்சாவூர் பொம்மை எப்பொழுதும் கீழே விழாமல் தானாகவே நிமிர்ந்து நிற்கும், அதேபோல் இந்த விண்கலப் பகுதியும் தலைகீழாக விழுந்தாலும் தானாகவே நேராகத் திரும்பிவிடும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. விண்கலத்தின் கனமான பாகங்களை ஈர்ப்பு மையம் அதன் அடிப்பகுதியில் அமைப்பதன் மூலம் இந்த நிலைத்தன்மை பெறப்படுகிறது.
இருப்பினும், சில விண்கலங்கள் நிலைத்தன்மையற்றதாக இருப்பதால், அவை தண்ணீரில் இறங்கும்போது தலைகீழாகவோ அல்லது பக்கவாட்டிலோ மிதக்கக்கூடும். இதனைச் சரிசெய்ய, அதன் மேற்பகுதியில் 'நிமிர்த்தும் மிதவைகள்' (Up-righting floats) பொருத்தப்பட்டுள்ளன. விண்கலம் தரையிறங்கிய பிறகு, இந்த மிதவைகள் காற்றால் நிரப்பப்பட்டு, அந்தப் பகுதியைச் சரியான நேர்நிலைக்குத் தள்ளுகின்றன.
கடலில் மிதக்கும் ஒரு விண்கலத்தை எவ்வாறு கண்டறிவது?
பரந்த கடலில் அலைகள் மற்றும் நீரோட்டங்கள் காரணமாக மிதக்கும் ஒரு தொகுதியைக் கண்டுபிடிப்பது கடினம் ஆகும். எனவே, மீட்புக் குழுக்கள் அதன் இருப்பிடத்தைக் கண்டறிய, முன்கூட்டியே கணிக்கப்பட்ட கண்காணிப்பு முறை, மின்னணு சமிக்ஞை மற்றும் நேரடிப் பார்வையில் தெரியக்கூடிய அடையாளங்கள் எனப் பல வழிகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர். அந்தத் தொகுதி தனது உலகளாவிய இடம் கண்டறியும் அமைப்பின் (Global Positioning System (GPS)) மூலம் இருப்பிடத்தையும், குறிப்பிட்ட இடைவெளியில் அனுப்பப்படும் சமிக்ஞைகளையும் (Homing signals) ரேடியோ வழிகாட்டி சமிக்ஞைகள் வழியாகச் செயற்கைக்கோள்கள் மற்றும் விமானங்களுக்கு அனுப்புகிறது. அத்துடன், வான்வழியாக எளிதில் அடையாளம் காண்பதற்காக, அது கடலில் ஒரு பிரகாசமான பச்சை நிற ஒளிரும் சாயத்தை (Fluorescent dye) வெளியிடுகிறது. ஒருவேளை இது இரவிலோ அல்லது தெளிவற்ற வானிலை சூழலிலோ கடலில் விழுந்தால், அதிலிருந்து வெளிப்படும் ஒளிர்ந்து அணையும் விளக்குகளின் (Strobe lights) ஒளி மூலம் அதன் இருப்பிடம் கண்டறியப்படும். ஆழ்ந்த நீலநிறக் கடல் நீரில் அந்த விண்கலத் தொகுதி தனித்துத் தெரிய வேண்டும் என்பதற்காக, அந்தத் தொகுதிக்கும் அதன் மிதக்கும் பைகளுக்கும் சர்வதேச அளவில் கடல்சார் அடையாளங்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் ஆரஞ்சு நிறம் (International Orange) பூசப்பட்டிருக்கும்.
ககன்யான் விண்கலத் தொகுதி எவ்வாறு மீட்கப்படுகிறது?
ககன்யான் விண்கலத் தொகுதியை மீட்டெடுக்கும் பணியை, இந்தியக் கடற்படை மற்றும் பிற முக்கிய அமைப்புகள் இணைந்து வழிநடத்துகின்றன. பாரசூட்டுகள் மூலம் வேகம் குறைக்கப்பட்டபிறகு, அந்த விண்கலத் தொகுதி வங்காள விரிகுடா கடலில் தரையிறங்கும். கடலில் விழுந்தவுடன், விண்கலம் சிக்கிக் கொள்ளாமல் இருக்க பாரசூட்கள் விடுவிக்கப்படும்; அதே நேரத்தில், விண்கலம் கடலில் நேராக மிதப்பதை உறுதிசெய்ய அதன் காற்றுப்பைகள் தானாகவே விரிவடையும்.
விண்கலத் தொகுதியின் இருப்பிடத்தைக் கண்டறிய, அந்தத் தொகுதி உலகளாவிய இடம் கண்டறியும் அமைப்பு (GPS) மற்றும் சமிக்ஞை விளக்குகள் (Beacon signals) ஆகியவற்றை வெளியிடுகிறது. மேலும், வானிலிருந்து எளிதாக அடையாளம் காண்பதற்காக பிரகாசமான அடையாளச் சாயத்தை கடலில் பரப்புகிறது. விண்கலத் தொகுதி இருக்கும் இடம் தெரிந்தவுடன், கடற்படை வீரர்கள் ஒரு மிதக்கும் வளையத்தைக் (Flotation collar) கொண்டு அதைப் பாதுகாப்பாக இணைத்து, இழுத்துச் செல்லும் கருவிகளுடன் இணைப்பார்கள். ஒரு சாதாரணப் பணியின்போது, அதில் உள்ள குழுவினரைப் பாதுகாப்பாக வெளியேற்றுவதற்காக அந்தத் தொகுதி கப்பலின் தளத்திற்கு உயர்த்திக் கொண்டு வரப்படும்.
உன்னிகிருஷ்ணன் நாயர் எஸ்., விக்ரம் சாராபாய் விண்வெளி மையம் மற்றும் இந்திய விண்வெளி அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பக் கழகத்தின் முன்னாள் இயக்குநர் ஆவார். இவர் மனித விண்வெளிப் பயண மையத்தின் நிறுவன இயக்குநர் மற்றும் ஏவுகணை அமைப்புகள், புவி சுற்றுப்பாதையில் மீண்டும் நுழைதல் மற்றும் மனித விண்வெளிப் பயணத் தொழில்நுட்பங்களில் நிபுணத்துவம் பெற்றவர். தற்போது, இவர் விக்ரம் சாராபாய் விண்வெளி மையத்தில் பேராசிரியராகப் பணியாற்றி வருகிறார்.
Original link:
How will Gaganyaan astronauts return safely to earth?