நன்றி ஏராளன் (நீண்ட பதில், மன்னிக்கவும்!)
முன்கதை
சந்திராயன் போன்ற ஒரு விண்கலம் பூமியின் ஈர்ப்பு விசையை மீறி அதன் சுற்றுப் பாதைக்குச் செல்வதற்கு முதலில் இரண்டு ரொக்கற் இயந்திரங்களைப் பாவிக்க வேண்டும். சந்திராயன் 3 இன் தோற்றத்தில் அந்த இரண்டு பக்கமும் அமைந்திருக்கும் தாங்கிகள் தான் முதல் நிலை (Stage 1) இயந்திரம். இவற்றை ஊக்கிகள் (boosters) என்றும் அழைக்கலாம். இந்த ஊக்கிகள் முதல் சில நிமிடங்களில் எரிந்து முடித்து கழன்று பூமியில் வீழ்ந்து விடும். இதன் பிறகு, இரண்டாம் நிலை (Stage 2) ஊக்கி வேலை செய்து விண்கலத்தை பூமியில் இருந்து 22 000 மைல்கள் தொலைவு வரை தள்ளி விடும். இந்த உயரத்தில் தான் சந்திராயன் பூமியைச் சுற்றி வரும் சுற்றுப் (orbit) பாதையில் நுழையும். தன் வேலையை முடித்த பின்னர், இந்த இரண்டாம் நிலை எஞ்சின் பகுதியும் விண்கலத்திலிருந்து கழரும், ஆனால் பூமிக்கு முழுமையாக மீளுவதில்லை.
இனித் தான் நீங்கள் கேட்ட கேள்விக்கான பதில்:
சந்திராயனோ, அல்லது நிலவுக்கு முன்னர் சென்ற எந்த விண்கலமுமோ நேராக நிலவுக்குப் பறக்கவில்லை. பூமியைச் சுற்றி மிக உயரத்தில் Geo-synchronous orbit (GEO) என்ற வட்டப் பாதையில் அவை சுற்றி வந்து கொண்டிருக்கும். படிப்படியாக, 22,000 மைல்கள் உயரத்தில் இருந்து மேலதிக உயரத்திற்கு ஏறி, விண்கலம் சுற்றிக் கொண்டிருக்கும். ஒரு கட்டத்தில் இந்த பூமியின் சுற்றுப் பாதையில் இருந்து விலகி, நிலவினைச் சுற்றி வரும் ஒரு வட்டப் பாதையில் விண்கலம் இணையும். இப்படி, சுற்றுப் பாதையை மாற்றிக் கொள்ளவும் (orbit transfer), விண்கலத்தின் திசையை மாற்றிக் (maneuver) கொள்ளவும் தான் விண்கலத்திற்கு விசையுருவாக்கும் இயந்திரம் தேவை. அந்த இயந்திரத்தின் பெயர் மூன்றாம் நிலை (Stage 3) இயந்திரம். வெற்றிடத்தில், காற்றில்லாமல் வேலை செய்யக் கூடிய இந்த இயந்திரம் "உறைநிலை எரிபொருள்" (cryogenic) இயந்திரம் எனும் விசேட வகையைச் சார்ந்தது.
இந்தியாவின் தயாரிப்பான உறைநிலை இயந்திரம் CE-20
சந்திராயன் 3 இல் விண்கலத்திற்குப் பின்னால் தாங்கி போல இருக்கும் பகுதி தான் CE-20 எனப்படும் உள்ளூர் தயாரிப்பான கிறையோஜெனிக் ரொக்கற் இயந்திரம். இந்த இயந்திரம் உள்ளூர் தயாரிப்பாக உருவாக வித்திட்டது, 1992 இல் அமெரிக்கா இந்தியாவின் விண்வெளி ஆய்வை முடக்க எடுத்த ஒரு நடவடிக்கை தான். 90 களில் இந்தியா இந்த கிறையோஜெனிக் இயந்திரங்களை வெளிநாட்டிலிருந்து வாங்க முயன்றது. அமெரிக்காவும், பிரான்சும் சொன்ன விலையை விட, ரஷ்யாவின் இயந்திரங்கள் மலிவாக இருந்ததால், இந்தியா ரஷ்யாவின் கிறையோஜெனிக் இயந்திரங்களை வாங்க ஒப்பந்தம் போட்டது. அமெரிக்காவோ, இது ஏவுகணைத் தொழில்நுட்பத்தை ஒத்தது, எனவே ஏவுகணைப் பெருக்கக் கட்டுப்பாட்டு விதிகளுக்கு முரண் எனக் கூறி, அடுத்த 2 வருடங்களுக்கு இந்தியாவின் விண்வெளி ஆய்வு நடவடிக்கைகளை முடக்கும் வகையில் ஏற்றுமதி இறக்குமதித் தடையை விதித்தது. அன்றே, இந்தியா உள்ளூரில் கிறையோஜெனிக் இயந்திரங்களை உருவாக்கும் முயற்சிகளைத் தொடங்கி, இன்று பெங்களூரில் இதற்கெனத் தனியான ஒரு பிரிவை உருவாக்கியிருக்கிறது. அங்கே உருவாக்கப் பட்டு, தமிழ்நாட்டில் போன வருடம் வெற்றிகரமாகப் பரீட்சிக்கப் பட்ட ஒரு இயந்திரம் தான் இந்த CE-20.
எப்படி வேலை செய்கிறது கிறையோஜெனிக் இயந்திரம்?
சில நாட்கள் முன்பு ஒரு திரியில், ஐதரசன் வாயு ஒட்சிசனுடன் சேர்ந்தால் பெரும் வெப்பம் உருவாகும் என்று குறிப்பிட்டுப் பேசிக் கொண்டிருந்தோம் அல்லவா? அதே exothermic இரசாயனத் தாக்கம் தான் கிறையோஜெனிக் இயந்திரத்தின் செயல்பாட்டுப் பொறிமுறை. மொத்தமாக 27,000 கிலோ நிறையுடைய திரவ நிலை ஓட்சிசனும், திரவ நிலை ஐதரசனும் இந்த இயந்திரத்தின் தாங்கிகளில் சேமிக்கப் பட்டிருக்கிறது. தேவையேற்படும் போது, பம்பிகள் மூலம் இந்த திரவ வாயுக்கள் கலக்கப் பட்டு, தீயை ஒரு தீயுருவாக்கி (ignition) ஏற்படுத்த, தாரை இயந்திரம் போன்ற அமைப்பு அந்தத் தீ-வாயுக்கலவையை பின் நோக்கித் தள்ளுவதால் உந்துகை (propulsion) நிகழ்கிறது. இதில் கவனிக்க வேண்டியது என்னவெனில், இந்த கிறையோஜெனிக் இயந்திரம் தொடர்ந்து இயங்க வேண்டியதில்லை: மொத்தமாக 40 நாட்கள் எடுக்கும் சந்திராயனின் நிலவுப் பயணத்தில், வெறும் 720 செக்கன்களுக்குத் தான் இந்த கிறையோஜெனிக் இயந்திரம் வேலை செய்ய வேண்டியிருக்கும். ஏனெனில், நியூட்டனின் முதல் விதியின் படி: இயக்கத்திலிருக்கும் பொருள் தடை ஏற்படும் வரை இயக்கத்திலிருக்கும். இதனால், உராய்வில்லாத விண்வெளி வெற்றிடத்தில் தொடர்ந்த உந்துகையின்றியே சந்திராயன் நகரும். சுற்றுப் பாதைகளை மாற்றும் போது மட்டும், கிறையோஜெனிக் இயந்திரம் வேலை செய்து விசையை வழங்கும். அப்படி அது வேலை செய்ய வேண்டிய கால அளவு மொத்தமாக வெறும் 720 செக்கன்கள் என்று கணித்திருக்கிறார்கள்.
மேலே, சந்திராயன் ஏவப் பட்ட பின்னர், இந்தியர்கள் பெருமைப் பட்ட சந்தர்ப்பங்களை நக்கல் நையாண்டி செய்திருப்போர் கவனிக்க வேண்டிய ஒன்று: உள்ளூரில் இப்படிப்பட்ட ஒரு சிக்கலான கிறையோஜெனிக் ரொக்கற் இயந்திரத்தை உருவாக்கியமை உண்மையில் சாதனை தான். 90 களில், அமெரிக்காவின் ஒரு சில்லறைத்தனமான சேட்டைக்குப் பதிலாக நரசிம்மராவ் உருவாக்கிய உள்ளூர் முயற்சி, அதில் முழுமையாக உள்ளூர் விஞ்ஞானிகளின் பங்களிப்பு (பலர் தென்மாநிலத்தவர், தமிழர்கள் என்பது கூடுதல் பெருமை!) என்பன தென்னாசிய நாடுகளைப் பொறுத்த வரை ஒரு சிறப்பான முன்மாதிரி. இந்தியர்கள் பெருமைப் பட சந்திராயன் 3 நியாயமான காரணம் தான்!