ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಇಂಜಿನ್

ಭಾರತದ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಅಭಿಯಾನದ ಯಶಸ್ಸು ಈಗಾಗಲೇ ವಿಶ್ವಾದ್ಯಂತ ಚರ್ಚೆಯ ವಿಷಯವಾಗಿದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾದ ಭಾರತೀಯ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಸಂಶೋಧನಾ ಸಂಸ್ಥೆ (ISRO) ಯ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ತಂತ್ರಜ್ಞರು ನಿಜವಾಗಲೂ ಅಭಿನಂದನಾರ್ಹರು. 1990ರವರೆಗೆ ಹಂತ ಹಂತವಾಗಿ ಬೆಳೆದ ಈ ಸಂಸ್ಥೆ. 2000ದಿಂದೀಚೆಗೆ ಹಲವು ಯಶಸ್ಸುಗಳ ಗಾಥೆಯನ್ನು ತನ್ನ ಮುಕುಟಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸಿದೆ. ಇದರಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾದುದು ಭೂಸ್ಥಿರ ಉಪಗ್ರಹ ಉಡಾವಣೆಯ ವಾಹನದ ತಂತ್ರಜ್ಞತೆ. (Geosynchronous Satellite Launch Vehicle GSLV) ಇದರ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ ಮತ್ತು ವೈಶಿಷ್ಟತೆಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಅರಿಯೋಣ.

ಭೂ ಸ್ಥಿರ ಕಕ್ಷೆಯು ಭೂಮಿಯಿಂದ ಮೇಲೆ 35,786 ಕಿ.ಮೀ.ನಷ್ಟು ಎತ್ತರದಲ್ಲಿದೆ. ಈ ಕಕ್ಷೆಗೆ ಉಪಗ್ರಹ ಉಡಾವಣೆ ಮಾಡಬೇಕೆಂದರೆ, ಸಾಧಾರಣ ರಾಕೆಟ್‌ನ ಶಕ್ತಿ ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಭೂಮಿಯ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲವನ್ನು ಮೀರಿಸುವಂತಹ ರಾಕೆಟ್ ಬಲ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಹಂತ ಹಂತವಾಗಿ ಬಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವಂತೆ ಹಲವು ಸ್ತರಗಳಲ್ಲಿ ರಾಕೆಟ್ ಅನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಅಲ್ಲದೇ, ಭೂಸ್ಥಿರ ಕಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿರುವ ಉಪಗ್ರಹಗಳು ಹಲವು ಕಾರ್ಯಗಳಿಗೆ ಕೆಲವರ್ಷಗಳ ತನಕ ಬಳಕೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಅಲ್ಲದೇ, ಅವುಗಳ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಣೆಗೆ ಬೇಕಾದ ವಿದ್ಯುತ್‌ನ್ನು ಸೌರಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಪಡೆಯುವಂತೆ, ಪ್ಯಾನೆಲ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು. ಹೀಗಾಗಿ ಅವುಗಳ ತೂಕ ಸಾಧಾರಣವಾಗಿ ಬೇರೆ ಕಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿರುವ ಉಪಗ್ರಹಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಭಾರವನ್ನು ಎತ್ತಲು ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿ/ಬಲ ಬೇಕಾದಂತೆ, ಭೂಸ್ಥಿರ ಕಕ್ಷಾ ಉಪಗ್ರಹವನ್ನು ಉಡಾಯಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕ್ಷಮತೆಯುಳ್ಳ ರಾಕೆಟ್‌ಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ. ಸರಳವಾಗಿ ಹೇಳಬೇಕೆಂದರೆ, ಗುರುತ್ವ ಬಲಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಭಾರವನ್ನು ಭೂಮಿಯ ವಾತಾವರಣದ ಹಲವು ಪದರಗಳನ್ನು ದಾಟಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಸರಣವುಳ್ಳ ಇಂಧನಗಳು ಮತ್ತು ಇಂಧನ ದಹಿಸುವ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯ ಬಿಡುಗಡೆ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಇಂಜಿನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. 500 ಕಿಲೋಮೀಟರ್‌ಗಳ ಅಸುಪಾಸಿನಲ್ಲಿರುವ ಕಕ್ಷೆಗಳಿಗೆ 1,000ರಿಂದ 2,000 ಕೆಜಿ ಭಾರವಿರುವ ಉಪಗ್ರಹಗಳ ಉಡಾವಣೆಗೆ ಬಳಸುವ ರಾಕೆಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ 2 ಸ್ತರಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಡಿಯುವಂತಹ 6 ಪಟ್ಟಿಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ದ್ರವರೂಪದ ಇಂಧನವಿರುತ್ತದೆ. ಅಸಮವಾದ ಡೈಮೀಥೈಲ್ ಹೈಡ್ರಝನ್ (UDMH)ವನ್ನು ಇಂಧನವಾಗಿ ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಟೆಟ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಅಕ್ಸಿಡೈಸರ್ ಆಗಿ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶದಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಾತವಿರುವುದರಿಂದ ದಹನಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸಹಕಾರಿಯಾಗುವಂತೆ ಆಕ್ಸಿಡೈಸರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಇದನ್ನು ಇಂಧನದ ಜೊತೆಯಲ್ಲಿ ಶೇಖರಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಇಂಜಿನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ದ್ರವೀಕರಿಸಿ ಇಂಧನವನ್ನಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ದ್ರವೀಕರಿಸಿದ ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ಜಲಜನಕಗಳು ದಹಿಸಿದಾಗ ಸುಮಾರು 75 ಕೆಎನ್‌ನಷ್ಟು ಬಲ ದೊರೆತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಭಾರವನ್ನು ಮೇಲಕ್ಕೆತ್ತುವ ಕ್ಷಮತೆ ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಭಾರ ಸುಮಾರು 400-500 ಟನ್‌ಗಳಷ್ಟಿರುತ್ತದೆ. ಹಾಗೂ ದಹಿಸುವ ಕ್ರಿಯೆ ಸುಮಾರು 720 ಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳಷ್ಟಿದೆ. ISRO ಸಂಸ್ಥೆಯು 2001ರಲ್ಲೇ ರಶಿಯಾದ ಸಹಾಯದಿಂದ ಈ ರೀತಿಯ ರಾಕೆಟ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ತೊಡಗಿತ್ತು. ಆದರೆ, 2004ರಲ್ಲಿ ಯಶ ದೊರೆಯಿತು.

ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಇಂಜಿನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ಭಾಗಗಳಿರುತ್ತವೆ. ದಹನ ಕ್ರಿಯಾ ವಿಭಾಗ, ಇಂಧನ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಡೈಸರ್. ಕ್ರಯೋ ಪಂಪ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಹವೆಯಂತ್ರ ಮತ್ತು ಇಂಧನ ದಹಿಸುವ ಭಾಗ (Detonator). ದ್ರವೀಕರಿಸಿದ ಅನಿಲವನ್ನು ಗ್ಯಾಸ್ ಟರ್ಬೈನ್‌ಗಳಿಂದ ಪಂಪ್ ಮಾಡಿ ದಹನ ಕ್ರಿಯಾ ವಿಭಾಗಕ್ಕೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ದಹನಕ್ರಿಯಾ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿಟಚೋನೇಟರ್ Igniter / ಮೂಲಕ ದಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ದಹನ ಕ್ರಿಯಾ ವಿಭಾಗಕ್ಕೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡುವ ವಿಧಾನ ಎರಡು ರೀತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಒತ್ತಡದ ಮೂಲಕ ಇಲ್ಲವೇ ಮೇಲೆತ್ತುವ ಪಂಪ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಇಂಧನವನ್ನು ಹಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅನಿಲ ಉತ್ಪಾದಿತ, ದಹನ ಹಂತಗಳಿರುವ ಇಲ್ಲವೇ ಅನಿಲ ವಿಸ್ತರಣೆಯುಳ್ಳ ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಇಂಜಿನ್‌ಗಳು ಹಲವು ದೇಶಗಳಿಂದ ಬಳಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ರಶ್ಯಾ, ಅಮೆರಿಕ ಮತ್ತು ಫ್ರಾನ್ಸ್ ದೇಶಗಳು ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಇಂಜಿನ್‌ಗಳ ತಂತ್ರಜ್ಞತೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿವೆ. ಭಾರತವೂ ಈಗ ಈ ದೇಶಗಳ ಸಾಲಿಗೆ ಸೇರಿದೆ. ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಇಂಜಿನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನೊಳಗೊಂಡ  GSLV ರಾಕೆಟ್‌ಗಳು ಭಾರತದ ಸ್ವಯಂಪೂರ್ಣತೆಯ ಮತ್ತು  ISRO ಸಂಸ್ಥೆಯ ಹೆಮ್ಮೆಯ ಪ್ರತೀಕಗಳಾಗಿವೆ.