சந்திரயான் -3: நாசா நான்கே நாட்களில் நிலவை அடையும் போது இஸ்ரோவுக்கு மட்டும் 40 நாட்கள் ஏன்?

இந்திய விண்வெளி ஆய்வு வரலாற்றில் மிகவும் சிக்கலான மற்றும் பிரமாண்டமான முயற்சிக்கு இந்திய விண்வெளி ஆய்வு நிறுவனமான இஸ்ரோ தயாராகி வருகிறது . #சந்திரயான் -3 விண்கலம் ஜூலை 14 ஆம் தேதி மதியம் 2:35 மணிக்கு விண்ணில் செலுத்தப்பட உள்ளது.

ஸ்ரீஹரிகோட்டாவில் இருந்து ஏவப்படவுள்ள சந்திரயான் -3 விண்கலம் நிலவை சென்றடைய 40 நாட்கள் ஆகும். 2019 ஜூலை 22 இல் விண்ணில் ஏவப்பட்ட சந்திரயான் -2 விண்கலம், செப்டம்பர் 6 ஆம் தேதி தான் நிலவில் தரையிறங்க தயாரானது. அதாவது சந்திரயான் -2 நிலவை சென்றடைய 48 நாட்கள் ஆனது. இதுவே 2008 ஆகஸ்ட் 28 ஆம் தேதி விண்ணில் ஏவப்பட்ட சந்திரயான் -1, நவம்பர் 12ஆம் தேதி தான் நிலவின் சுற்றுப்பாதையை அடைந்தது. அதாவது சந்திரயான் -1 நிலவில் தரையிறங்குவதற்கு 77 நாட்கள் எடுத்தது.

ஆனால், அமெரிக்க விண்வெளி ஆய்வு நிறுவனமான நாசா, 1969 இல் அப்போலோ 11 என்ற விண்கலத்தை நிலவுக்கு அனுப்பியது. அந்த விண்கலத்தில் பயணித்த விண்வெளி வீரர்கள் நான்கு நாட்களில் நிலவுக்கு சென்றடைந்தனர்.

ஆனால், இன்னும் சில தினங்களில் ஏவப்படவுள்ள சந்திரயான்- 3 நிலவின் சுற்றுப்பாதையில் நுழைவதற்கு 40 நாட்கள் ஆகும் என்று இஸ்ரோ தெரிவித்துள்ளது. 50 ஆண்டுகளுக்கு முன்பே நாசா அனுப்பிய விண்கலம், நான்கே நாட்களில் நிலவை அடைந்த நிலையில், தற்போது இஸ்ரோ அனுப்பும் ஆளில்லா விண்கலம் நிலவை சென்றடைய 40 நாட்கள் எடுப்பது ஏன்? நிலவை நோக்கிய சந்திரயான்-3 இன் பயணத்துக்கு இவ்வளவு நாட்கள் தேவைப்படுவது எதனால்?

நிலவை நோக்கிய நாசாவின் பயணம்

1969 ஜூலை 16 ஆம் தேதி, அமெரிக்க விண்வெளி ஆய்வு நிறுவனமான நாசா, கென்னடி விண்வெளி மையத்தில் இருந்து சாட்டர்ன் ஃபைவ் எஸ்ஏ 506 ராக்கெட் உதவியுடன் நீல் ஏ.ஆம்ஸ்ட்ராங், எட்வின் இ. ஆல்ட்ரின், மைக்கேல் காலின்ஸ் ஆகிய மூன்று விண்வெளி வீரர்களை நிலவுக்கு அனுப்பியது.

அப்பல்லோ 11 விண்கலம் 102 மணி நேரம் 45 நிமிடங்கள் பயணத்துக்குப் பிறகு ஜூலை 20 ஆம் தேதி காலை 8:32 மணிக்கு நிலவின் மேற்பரப்பில் தரையிறங்கியது. அதாவது 4 நாட்கள் 6 மணி நேரத்தில் அவர்கள் இலக்கை அடைந்தனர். மைக்கேல் காலின்ஸ் சந்திரனைச் சுற்றி வரும் கட்டளைத் தொகுதியில் இருந்து பணிகளை மேற்பார்வையிட்டார். நீல் ஆம்ஸ்ட்ராங், எட்வின் ஆகியோர் சந்திரனில் இருந்து பிரிந்த ‘ஈகிள்’ எனும் லேண்டர் தொகுதியில் இறங்கினர். அங்கு மண் மற்றும் கற்களை சேகரித்த பின், ஜூலை 21 ஆம் பூமிக்கு திரும்பும் பயணத்தை விண்வெளி வீரர்கள் தொடங்கினர். விண்வெளி வீரர்களுடன் அப்பல்லோ 11 விண்கல தொகுதி ஜூலை 24 அன்று வடக்கு பசிபிக் பெருங்கடலில் பாதுகாப்பாக தரையிறங்கியது.

அதாவது பூமியில் இருந்த நிலவுக்கு விண்வெளி வீரர்களை அனுப்பி, அங்கு ஆய்வு நடத்தி முடித்து, மீண்டும் அவர்களை பூமிக்கு பத்திரமாக திரும்பி வர செய்ய நாசாவுக்கு வெறும் எட்டு நாட்கள் 3 மணி நேரமே ஆனது.

ஆனால் சந்திரயான் -3 திட்டத்தில் இஸ்ரோ, ஆளில்லா விண்கலம் மற்றும் லேண்டரை மட்டும் தான் நிலவுக்கு அனுப்ப உள்ளது. ஆனால் இந்த விண்கலம், 40 நாட்கள் பயணத்திற்கு பிறகு சந்திரனை அடைய திட்டமிடப்பட்டுள்ளது. இந்த நீண்ட நாட்கள் பயணத் திட்டத்திற்கு என்ன காரணம்?

இவ்வளவு தாமதம் ஏன்?

சந்திரயான் -3 இன் இந்த நீண்ட பயணத் திட்டத்திற்கு பின்னால் பல தொழில்நுட்ப காரணங்கள் உள்ளன. 1969 இல் நாசா ஏவிய அப்போலோ 11 ராக்கெட் எரிபொருள் உட்பட 2800 டன் எடை கொண்டது. ஆனால் இஸ்ரோ தற்போது விண்ணில் செலுத்த உள்ள சந்திரயான் -3 விண்கலத்தை சுமந்து செல்ல உள்ள ஜிஎஸ்எல்வி மார்க் 3 ராக்கெட்டின் எடை எரிபொருளுடன் 640 டன்கள் தான்.

இதில் நிலவுக்குச் செல்லும் உந்து தொகுதி 2148 கிலோ எடை கொண்டதாகவும், லேண்டர் மற்றும் ரோவர் தொகுதிகளின் பகுதி 1752 கிலோ எடை கொண்டதாகவும் உள்ளன. அதாவது சந்திரயான் -3 திட்டத்தில் பயன்படுத்தப்படும் விண்கலம் உள்ளிட்ட முக்கிய உபகரணங்களின் மொத்த எடை 4 டன்கள். இஸ்ரோவின் ராக்கெட்களில் 4 டன்கள் எடையை சுமந்து செல்லும் திறன் கொண்ட ஒரே ராக்கெட் ஜிஎஸ்எல்வி மார்க் 3 மட்டும் தான்.

பொதுவாக செயற்கைக்கோள்களை விண்வெளிக்கு சுமந்து செல்லும் பிஎஸ்எல்வி வகை ராக்கெட்கள் இந்த அளவுக்கு எடையை சுமந்து செல்லாது. ஏனெனில் செயற்கைக்கோளை புவியின் சுற்றுப்பாதையில் நிலைநிறுத்துவதுடன் அவற்றின் பணி முடிந்துவிடும். ஆனால் சந்திரயான் திட்டம் முற்றிலும் மாறுபட்டது. இந்தத் திட்டத்தில் பயன்படுத்தப்படும் ராக்கெட், விண்கலம் உள்ளிட்ட பல்வேறு உபகரணங்களையும், எரிபொருளுடன் சுமந்து பயணிக்க வேண்டியுள்ளது. இதன் காரணமாக, நிலவுக்கு விண்கலங்களை அனுப்புவது போன்ற முக்கியமான ஆய்வுகளுக்கு ஜிஎஸ்எல்வி வகை ராக்கெட்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

இந்த வகையில் நாசா விண்ணில் ஏவிய ராக்கெட்களும் அதிக எடை கொண்டவையாக உள்ளன. பூமியின் சுற்றுப்பாதையை கடந்தபின், அப்பல்லோ விண்கலம் 11 இன் எடை 45.7 டன்கள். இந்த மொத்த எடையில் எரிபொருளின் எடை மட்டும் 80 சதவீதமாக இருந்தது.

அதாவது அப்பல்லோ 11 விண்கலத்தில் இருந்த ஈகிள் எனும் லேண்டர் நிலவில் தரையிறங்கிய பிறகு, விண்வெளி வீரர்கள் அதில் கால்பதித்து ஆய்வு செய்து முடித்து, மீண்டும் பூமிக்கு திரும்ப இவ்வளவு எரிபொருள் தேவைப்பட்டது.

இதை கருத்தில் கொண்டே, அப்பல்லோ 11 விண்கலம், சார்ட்டன் ஃபைவ் எஸ்ஏ 506 என்ற சக்திவாய்ந்த ராக்கெட் மூலம் விண்ணில் ஏவப்பட்டது.

“விண்வெளி வீரர்களுடன் இவ்வளவு அதிகமான எரிபொருளை எடுத்து செல்ல, மிகப்பெரிய ராக்கெட் பயன்படுத்தப்பட்டதால் தான் அப்பல்லோ 11 விண்கலம் நான்கே நாட்களில் நிலவுக்கு நேரடியாக சென்றடைய முடிந்தது” என்கிறார் பி எம் பிர்லா அறிவியல் மைய இயக்குநர் பி.ஜி.சித்தார்த்.

குறைந்த எரிபொருள்… அதிக பயணம்

இந்தியாவிலேயே மிகப்பெரிய ராக்கெட்டாக ஜிஎஸ்எல்வி எம்கே 3 திகழ்கிறது. ஆனால் இதை குறைந்த எரிபொருளுடன் விண்ணில் செலுத்த இஸ்ரோ திட்டமிட்டுள்ளது.

‘ஸ்லிங் ஷாட்’ எனும் கோட்பாட்டையும், புவியின் ஈர்ப்பு விசையையும் பயன்படுத்தி குறைந்த எரிபொருளைக் கொண்டு சந்திரயான் விண்கலத்தை விண்ணில் செலுத்தும் முயற்சியில் இஸ்ரோ இறங்கி உள்ளது.

ஒரு கிரகம் அல்லது கோளின் இயக்கத்தைப் பயன்படுத்தி, விண்கலத்தின் இயக்கப் பாதை மற்றும் வேகத்தை மாற்றுப்படுவது ‘ஸ்லிங் ஷாட்’ எனப்படுகிறது.

இந்த முறையில் ராக்கெட் நேராக நிலவுக்கு செல்வதற்கு பதிலாக, நீள்வட்ட பாதையில் பூமியை சுற்றி படிப்படியாக அதன் பயண தூரத்தை அடையும்.

சந்திரன் பூமியை நோக்கி சுற்றும்போது ராக்கெட் அதன் இயக்கத்தின் உச்சநிலையை படிப்படியாக அதிகரித்து புவி மைய கட்டத்தை அடையும். அதன் பின்னர் அது பூமியின் சுற்றுப்பாதையில் இருந்து வெளியேறி சந்திரனை நோக்கி பயணிக்கிறது. சந்திரனை சுற்றி வர அதன் சுற்றுப்பாதையில் ராக்கெட் நுழைவதை சந்திர சுற்றுப்பாதை செருகல் (Lunar Orbit Insertion) என்று அழைக்கப்படுகிறது.

அங்கிருந்து சந்திரனை ஒத்த நீள்வட்ட பாதையில் சுற்றிவரும் ராக்கெட், படிப்படியாக அதன் உச்ச நிலையை குறைத்து, இறுதியில் சந்திரனை நோக்கி பயணித்து இறுதியில் அதன் மேற்பரப்பில் தரையிறங்குகிறது.

சந்திரயான்- 2 பயணம் எப்படி இருந்தது?

2019 ஜூலை 22 ல் விண்ணில் ஏவப்பட்ட சந்திரயான் -2 விண்கலம் 48 நாட்கள் பயணத்திற்கு பின்னர் நிலவை அடைந்தது. இந்தப் பயணத்தின் முதல் 23 நாட்கள் அது பூமியை நீள்வட்ட பாதையில் சுற்றி வர செலவிட்டது. 23 வது நாளின் முடிவில் பூமியின் சுற்றுப்பாதையில் இருந்து பிரிந்த விண்கலம், சந்திரனை நோக்கி பயணிக்க தொடங்கியது. புவியீர்ப்பு விசையில் இருந்து பிரிக்கப்பட்ட சந்திரனை நோக்கிய இந்தப் பயணம் சந்திரப் பரிமாற்றப் பாதை என்று அழைக்கப்பட்டது.

ஏழு நாட்கள் நிலவை நோக்கி நேரடியாக பயணித்து, 30 வது நாள் அதாவது ஆகஸ்ட் 20 ஆம் தேதி நிலவின் சுற்றுப்பாதையில் நுழைந்தது. சந்திரனின் ஈர்ப்பு விசைக்குள் விண்கலம் நுழைவது சந்திர சுற்றுப்பாதை செருகல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. அங்கிருந்து 13 நாட்கள் சந்திரனை சுற்றி வர, சந்திரனில் இருந்து விண்கலத்திற்கான தூரத்தைப் படிப்படியாக குறைத்து சந்திரயான் -2 ஐ நிலவில் இறக்க திட்டமிடப்பட்டிருந்தது.

நிலவின் சுற்றுப்பாதையில் நுழைந்த 13 வது நாளில் சந்திரயான் -2 இல் பொருத்தப்பட்டிருந்த ஆர்பிட்டரில் இருந்து லேண்டர் பிரிந்து நிலவின் மேற்பரப்பை நோக்கி பயணிக்க தொடங்கியது. 48 ஆம் நாளில் லேண்டரை நிலவில் தரையிறக்கி அங்கு ஆய்வு மேற்கொள்ள திட்டமிடப்பட்டிருந்தது.

சந்திரயான் லேண்டர் நிலவில் தரையிறங்கியதும், சந்திரனில் பல்வேறு ஆய்வுகளை மேற்கொண்டு அவை தொடர்பான தகவல்களை பூமிக்கு அனுப்பும் நோக்கில் அதில் பல்வேறு சென்சார் கருவிகள் பொருத்தப்பட்டிருந்தன. ஆனால் கடைசி நேரத்தில் எதிர்பாராத விதமாக ஏற்பட்ட தொழில்நுட்ப கோளாறின் விளைவாக லேண்டர் உடனான தொடர்பு துண்டிக்கப்பட்டு விட்டது.

சந்திரயான்-3 இல் குறைக்கப்பட்ட ஏவும் காலம்

சந்திரயான் -3 விண்கலத்தை சுமந்துள்ள ஜிஎஸ்எல்வி எம்கே 3 ராக்கெட் ஜூலை 14 ஆம் தேதி பிற்பகல் 2:35 மணிக்கு விண்ணில் ஏவப்பட உள்ளது. 40 நாட்கள் பயணத்திற்கு பிறகு சந்திரயான் -3 நிலவை சென்றடையும்படி திட்டமிடப்பட்டுள்ளது என்று இஸ்ரோ தலைவர் சோம்நாத் அண்மையில் கூறியிருந்தார்.

சந்திரயான்-2 இல் இருந்ததைப் போன்று, சந்திரயான் 3 இல் ஆர்பிட்டர் இல்லை. உந்துவிசை தொகுதி, லேண்டர் மற்றும் ரோவர் தொகுதி மட்டுமே இதில் நிறுவப்பட்டுள்ளன. சந்திரயான் -2 இல் ஏவப்பட்ட ஆர்பிட்டர் கடந்த மூன்று ஆண்டுகளாக நிலவை சுற்றி வருகிறது. தற்போது சந்திரயான் 3 இல் ஏவப்படும் லேண்டர் மற்றும் ரோவர் தொகுதிகள், ஏற்கனவே நிலவை சுற்றி வந்து கொண்டிருக்கும் ஆர்பிட்டரின் உதவியுடன் கட்டுப்படுத்தப்படும். நிலவின் மேற்பரப்பு மீது லேண்டர் பத்திரமாக தரையிறங்கிய பிறகு அதிலிருந்து ரோவர் பத்திரமாக வெளிவரும். அது சந்திரனைச் சுற்றி வந்து அங்கிருந்து மண் உள்ளிட்ட பல்வேறு அம்சங்களைப் பகுப்பாய்வு செய்யும்.

இந்த விதத்தில் தம்மிடம் உள்ள ராக்கெட் திறனில் குறைந்த எரிபொருள் செலவுடன் சந்திரயான் -3 விண்கலத்தை நிலவுக்கு வெற்றிகரமாக செலுத்த இஸ்ரோ திட்டமிட்டு அதை செயல்படுத்த உள்ளது. இந்த தொழில்நுட்ப அணுகுமுறை சந்திரயான் -3 திட்டத்தை இஸ்ரோ மிகக் குறைந்த செலவில் செயல்படுத்த உதவுகிறது.

குறைந்த செலவில் விண்வெளி திட்டங்கள்

2008 இல் இஸ்ரோ 386 கோடி ரூபாய் செலவில் சந்திரயான் -1 விண்கலத்தை ஏவியது. அதன் பின்னர் 2014 இல் செவ்வாய் கிரகத்தை ஆராய்வதற்காக மேற்கொள்ளப்பட்ட ‘மங்கள்யான்’ திட்டத்திற்கு 450 கோடி ரூபாய் செலவானது.

செவ்வாய் கிரகத்தை ஆராய நாசா அனுப்பிய ‘மேவான்’ ஆர்பிட்டரின் விலை மங்கள்யான் திட்டத்தின் செலவை விட பத்து மடங்கு அதிகம் என்று பிபிசி சயின்ஸ் தெரிவித்திருந்தது. அப்போது இஸ்ரோவின் மங்கள்யான் திட்டத்தை உலகமே பாராட்டியது.

விண்வெளி ஆய்வை மையமாக வைத்து எடுக்கப்படும் ஹாலிவுட் திரைப்படங்கள் பெரும் பொருட்செலவில் தயாரிக்கப்படுகின்றன. இந்த நிலையில், மங்கள்யான் திட்டம் குறைந்த செலவில் நிறைவேற்றப்பட்டுள்ளது என்று அப்போது இஸ்ரோ விஞ்ஞானிகளுக்கு பிரதமர் மோடி பாராட்டு தெரிவித்திருந்தார்.