மங்கள்யான்: பூமி கைகொடுக்கிறது

   இக்கட்டுரை மீண்டும் மங்கள்யான் பற்றியதே. எனினும் இது மங்கள்யான் திட்டத்துக்கு அடிப்படையான அறிவியல் அம்சங்களை விளக்குவதாகும். இது தினமணி 30 ஆம் தேதி இதழில் வெளியானதாகும்.

இந்தியாவின் மங்கள்யான் விண்கலம் 30 ஆம் தேதி நள்ளிரவு வாக்கில் செவ்வாய் கிரகத்தை நோக்கிச் செலுத்தப்பட இருக்கிறது. எல்லாம் திட்டமிட்டபடி நடந்தால் மங்கள்யான் மணிக்கு சுமார் 42 ஆயிரம் வேகத்தில் செவ்வாய் கிரக்த்தை நோக்கிப் பயணிக்கும்.

மங்கள்யான் இந்த மாதம் 5 ஆம் தேதி உயரே செலுத்தப்பட்டது நினைவிருக்கலாம். அது இத்தனை நாட்களாகப் பூமியைச் சுற்றிச்சுற்றி வந்து கொண்டிருந்தது.

மங்கள்யான் இவ்விதம் பூமியை வட்டமிட்டுக் கொண்டிருந்த அதே சமயத்தில் நவம்பர் 18 ஆம் தேதியன்று அமெரிக்காவின் நாஸா விண்வெளி அமைப்பு செவ்வாய் கிரகத்தை நோக்கி மாவென் என்ற விண்கலத்தைச் செலுத்தியது. அந்த விண்கலம் உயரே சென்ற சுமார் 27  நிமிஷத்தில் செவ்வாய் கிரகத்தை நோக்கிக் கிளம்பியது. இப்போது அது செவ்வாயை நோக்கிச் சென்று கொண்டிருக்கிறது.

மாவென் விண்கலம் உடனே செவ்வாயை நோக்கிக் கிளம்ப, இந்தியாவின் மங்கள்யான் மட்டும் இதுவரை பூமியை சுற்றிக் கொண்டிருந்ததற்குக் காரணம் உண்டு. அமெரிக்க விண்கலத்தை உயரே தூக்கிச் சென்ற அட்லஸ் ராக்கெட் சக்திமிக்கது. ஆகவே மாவென் உயரே சென்றதும் செவ்வாயை நோக்கி  உகந்த வேகத்தில் செலுத்தப்பட்டு விட்டது..

அமெரிக்க ராக்கெட்டுடன் ஒப்பிட்டால் மங்கள்யானை உயரே செலுத்திய  நமது பி.எஸ்.எல்.வி ராக்கெட் திறன் குறைந்தது. அந்தக் காரணத்தால் மங்கள்யானை அதனால் அதி வேகத்தில் செலுத்த இயலவில்லை. மங்கள்யான் உயரே சென்றடைந்த போது அதன் வேகம் மணிக்கு சுமார் 27 ஆயிரம் கிலோ மீட்டர்.

ஆனால் ஒரு விண்கலம் பூமியின் பிடியிலிருந்து விடுபட்டு  செவ்வாய்க்கு செல்ல வேண்டுமானால் குறைந்த பட்சம் மணிக்கு 40 ஆயிரம் கிலோ மீட்டர் வேகத்தில் செலுத்தப்பட வேண்டும். பொதுவில் விண்கலத்திலேயே எஞ்சின் உண்டு. எரிபொருள் உண்டு. மங்கள்யானுடன் இணைந்த எஞ்சினை இயக்கினாலும் மணிக்கு 40 ஆயிரம் கிலோ மீட்டர்  வேகம் கிடைக்காது.

இந்தியாவிடம் மட்டும் சக்திமிக்க ராக்கெட் இருந்திருக்குமானால் பிரச்சினை இருந்திராது உள்ளபடி இந்தியா சக்திமிக்க இரு ராக்கெட்டுகளை உருவாக்கிக் கொண்டிருக்கிறது. அவற்றில் ஒன்று செம்மையாக்கப்பட்டு வருகிறது. மற்றொன்று இனிமேல் தான் சோதிக்கப்பட இருக்கிறது.

அதுவரை காத்திருக்க இந்தியா விரும்பவில்லை. செவவாய் கிரகத்துக்கு ஒரு விண்கலத்தை அனுப்ப வாய்ப்பான காலம் என்பது உண்டு. இரண்டு ஆண்டுகளுக்கு ஒரு முறை இந்த வாய்ப்பான கட்டம் வரும். அதாவது இப்போது விட்டால் 2016 ஜனவரியில் தான் செவ்வாய்க்கு ஒரு விண்கலத்தை அனுப்ப முடியும். அது வரை காத்திருக்க இந்திய விண்வெளி அமைப்பு விரும்பவில்லை.

ஆகவே இஸ்ரோ விஞ்ஞானிகள் ஓர் உத்தியைப் பின்பற்ற முடிவு செய்தார்கள். அதாவது மங்கள்யானை உயரே செலுத்திய பின்னர் அதன் வேகத்தை அதிகரிக்க பூமியைப் பயன்படுத்திக் கொள்வது என்று தீர்மானித்தனர். பூமிக்கு ஈர்ப்பு சக்தி உண்டு என்பதை நாம் அறிவோம். மங்கள்யானின் வேகத்தை அதிகரிக்க இந்த ஈர்ப்பு சக்தி உதவியது.

 பூமியை வட்டவடிவப் பாதையில் சுற்றும்படி மங்கள்யானைச் செலுத்தினால அதன் வேகம் அதிகரிக்க வாய்ப்பு இல்லை. ஆனால் அதை மிக நீள் வட்டப் பாதையில் செலுத்தினால் வேகத்தை அதிகரிக்க முடியும்..

மங்கள்யான் எவ்விதம் அண்மை நிலையிலிருந்து (perigee) செவவாயை நோக்கிக்
கிளம்பும் என்பதை இப்படம் விளக்குகிறது

 அதன்படி மங்கள்யான் நீள்வட்டப் பாதையில் சுற்ற ஆரம்பித்த போது ஒரு கட்டத்தில் அது பூமியிலிருந்து சுமார் 250 கிலோ மீட்டர் உயரத்தில் இருந்தது. இதை அண்மை நிலை (perigee) என்று கூறுவார்கள்.  நீள் வட்டப் பாதை என்பதால் விண்கலம் மேலும் மேலும் விலகிச் சென்று  மறுகோடிக்குச் செல்லும். மறு கோடி முனையைத் தொலைவு நிலை     (apogee) என்று கூறுவார்கள்.

மங்கள்யான் பூமிக்கு மிக அருகில் வரும் சமயத்தில் இஸ்ரோ விஞ்ஞானிகள் விண்க்லத்தில் உள்ள எஞ்சினை இயக்கினர். அதன் விளைவாக அது அதிக தூரத்துக்குச் சென்றது. பின்னர் தொலைவு நிலைவிலிருந்து அது பூமியை மேலும் மேலும் நெருங்கிய போது அதன் வேகம் இயல்பாக அதிகரித்தது. இது இயற்கை நியதி. இவ்விதம் பல தடவை செய்யப்பட்டது

பூமியானது சூரியனை சுற்றுவதை நாம் அறிவோம்.

 பூமி தனது பாதையில் எப்போதும் ஒரே வேகத்தில் செல்வதில்லை. ஜூலை மாதத்துடன் ஒப்பிட்டால் ஜனவரி மாதத்தில் பூமியானது சூரியனுக்கு சற்று அருகில் இருக்கும். ஆகவே ஜனவரியில் பூமி அதிக வேகத்தில் பயணிக்கிறது.

சிறுவர்கள் ஓடிப் பிடித்து விளையாடுகையில் பிடிப்பவரின் அருகே உள்ளவர்கள் பிடிபடாமல் இருக்க அதிக வேகத்தில் ஓடுவார்கள். சற்றே தொலைவில் உள்ள சிறுவர்க்ள் ஓடிக் கொண்டிருப்பார்கள். ஆனால் மெதுவாக ஓடுவார்கள். இது கிரகங்களுக்கும் பொருந்தும். பூமி போன்ற கிரகத்தைச் சுற்றுகிற விண்கலங்களுக்கும் பொருந்தும். ஜோகான்னஸ் கெப்ளர்  என்ற ஜெர்மன் விஞ்ஞானி (1571—1630) இந்த இயற்கை விதியைக் கண்டுபிடித்துக் கூறினார்

.

 நீள் வட்டப் பாதையில் பூமியைச் சுற்றும் மங்கள்யான் பூமியை நெருங்குகையில் அதிக வேகத்துடன் வர முற்பட்டதற்கு இந்த இயற்கை விதியே காரணம். தொலைவு நிலையை மேலும் மேலும் அதிகரித்தால் மங்கள்யான் பூமியை  நோக்கி அதிக வேகத்துடன் வரும். இந்த விதமாக மங்கள்யானின் வேகத்தை அதிகரிப்பது என்று விஞ்ஞானிகள் முடிவு செய்து அதன்படியே செய்தனர்.

பூமியை ஆறாவது தடவை சுற்றி முடித்த கட்டத்தில் மங்கள்யானின் வேகம் மணிக்கு சுமார் 38 ஆயிரம் கிலோ மீட்டராக அதிகரித்தது. அது தொலைவு நிலையில் பூமியிலிருந்து சுமார் ஒரு லட்சத்து 92 ஆயிரம் கிலோ மீட்டர் தொலவில் இருந்தது. அண்மை நிலையில் அது ஆரமபத்தில் இருந்தது போல்வே சுமார் 250 கிலோ மீட்டர் உயரத்தில் இருந்தது.

இங்கு ஒன்றை விளக்கியாக வேண்டும். மங்கள்யான் சுமார 250 கிலோ மீட்டர் உயரத்தில் இருக்கும் போது தான் அதன் வேகம் மணிக்கு சுமார் 38 ஆயிரம் கிலோ மீட்டர். விண்கலம் ஒரு லட்சத்து 92 ஆயிரம் கிலோ மீட்டர் உயரத்தில் இருக்கும் போது வேகம் சில ஆயிரம் கிலோ மீட்டரே. கெப்ளர் விதிப்படி தொலைவில் இருந்தால் இயல்பாக வேகம் குறையும்.

 மங்கள்யான் 27 ஆம் தேதி புதன்கிழமையன்று பூமிக்கு மிக அருகாமையில் வந்து விட்டுப் பிறகு தொலைவு நிலைக்குச் சென்று விட்டது.

 மறுபடி  அது 30 ஆம் தேதி சனிக்கிழமை நள்ளிரவு வாக்கில் பூமியை நெருங்கும். மங்கள்யான் சுமார் 280 கிலோ மீட்டர் உயரத்தில்  இருக்கின்ற  நேரத்தில்   மங்கள்யானில் உள்ள எஞ்சினை 29 நிமிஷ நேரம் இயக்குவர். இதனால் மங்கள்யான் கூடுதல் வேகம் பெறும். அதாவது   மங்கள்யானின் வேகம் மணிக்கு 38 ஆயிரம் கிலோ மீட்டரிலிருந்து 42 ஆயிரம் கிலோ மீட்டராக அதிகரிக்கும். இதன் பலனாக அது செவ்வாயை நோக்கிப் பாயும்.

இவ்விதம் ( பூமி உட்பட) ஒரு கிரகத்தின் ஈர்ப்பு சக்தியைப் பயன்படுத்தி விண்கலத்தின் வேகத்தை அதிகரிக்கும் உத்திக்கு ஆங்கிலத்தில் கிராவிடி அசிஸ்ட் (Gravity Assist) என்று பெயர்

.  .

   நாஸா கடந்த காலத்தில் பயனீர் விண்கலங்கள், வாயேஜர் விண்கலங்கள் ஆகியவற்றை அனுப்பிய போது இந்த உத்தியைப் பயன்படுத்தியது. அதாவது இந்த விண்கலங்கள் வியாழனை நெருங்கிய போது வியாழனின் ஈர்ப்பு சக்தியால் அதிக வேகத்தைப் பெற்றன. அதன் பலனாகவே அவை வியாழனுக்கு அப்பால் உள்ள சனி, யுரேனஸ், நெப்டியூன் ஆகிய கிரகங்களுக்கு அருகாமையில் சென்று அவற்றை ஆராய முடிந்தது.

   செவ்வாய்க்கு ஒரு விண்கலத்தை அனுப்ப பூமியின் ஈர்ப்பு சக்தியைப் பயன்படுத்துவது என்பது இதுவே முதல் தடவை. அந்த அளவில் உலகில் பல நாடுகளில் விண்வெளித் துறையைச் சேர்ந்த நிபுணர்கள் இந்தியாவின் மங்கள்யான் திட்டத்தை மிக ஆவலுடன் கவனித்து வருகின்றனர்.

மங்கள்யான் வெற்றிகரமாக செவ்வாயை நோக்கிக் கிளம்பிய பிறகு அது இயற்கை விதிகளின்படி விண்வெளியில் மிதந்து செல்லும் 

செவ்வாயை. நெருங்கும் வரையில் மங்கள்யானில் உள்ள எஞ்சினை இயக்கத் தேவையில்லை. சூரியனைச் சுற்றி வருவதற்கு பூமியில் எந்த எஞ்சினும் இல்லை எனபது போல மங்கள்யான் விண்வெளியில் இயல்பாக மிதந்து செல்லும். அக்கட்டத்தில் மங்கள்யானுக்கு எஞ்சினின் உதவி தேவையில்லை. மங்கள்யானை அப்படியே விட்டால் அது சூரியனை சுற்ற முற்படும். ஆகவே செவ்வாயை நோக்கிச் செல்லும் வகையில் மங்கள்யானின் பாதையில் சிறு திருத்தங்களைச் செய்ய தீபாவளி ராக்கெட் சைஸில் சிறு உந்திகள் இருக்கும்

. விண்வெளியானது கும்மிருட்டாக இருக்கும். கரிய வானில் சூரியன் எப்போதும். தெரியும்.. இதே போல எல்லாப் புறங்களிலும் நட்சத்திரங்கள் எப்போதும் தென்பட்டிருக்கும்.. அகத்திய நட்சத்திரம் உட்பட குறிபிட்ட சில நட்சத்திரங்களின் ஒளியானது மங்கள்யானில் உள்ள குறிப்பிட்ட கருவியில் எப்போதும் வந்து விழும்படி ஏற்பாடு இருக்கும். அதாவது இப்படியாக நட்சத்திரங்களை வைத்து மங்கள்யான் வழியறிந்து செல்லும்.

  

மங்கள்யான் வளைந்த பாதையில் சுமார் பத்து மாத காலம் பயணிக்கும். இதற்கிடையே செவ்வாயும் தனது வளைந்த பாதையில் மணிக்கு 86 ஆயிரம் கிலோ மீட்டர் வேகத்தில் சென்று கொண்டிருக்கும். அடுத்த ஆண்டு செப்டம்பர் 24 ஆம் தேதி செவ்வாய் எந்த இடத்தில் இருக்குமோ அந்த இடத்துக்கு மங்கள்யான் போய்ச் சேரும் வகையில் கணக்கிட்டு அதன் பாதை நிர்ணயிக்கப்பட்டுள்ளது. மங்கள்யான் சில மணி நேரம் முன்கூட்டியோ  அல்லது தாமதமாகவோ போய்ச் சேர்ந்தால் செவ்வாயை அடைய முடியாது.

இதில் வேறு ஒரு பிரச்சினையும் உள்ளது. செவ்வாயை நெருங்கிய பின்னர் மங்கள்யானின் வேகம் கணிசமாகக் குறைக்கப்பட்டாக வேண்டும்.அப்படி வேகத்தைக் குறைத்தால் தான் அது செவ்வாயின் ஈர்ப்புப் பிடியில் சிக்கும். எனவே மங்கள்யானில் உள்ள எஞ்சினை இயக்கி அதன் வேகத்தைத் தக்கபடி குறைப்பார்கள். அதைத் தொடர்ந்து மங்கள்யான் செவ்வாயைச் சுற்றி வர ஆரம்பிக்கும்

_________________________________________________________________________________

 

.