റോക്കറ്റ് വിക്ഷേപണം കാണുമ്പോൾ ആദ്യം മനസ്സിലേക്കെത്തുന്നത്, അത് നേരെ ബഹിരാകാശത്തിലേക്ക് കുതിച്ചുയരുന്ന ചിത്രമാണ്. യഥാർഥത്തിൽ ഒരു റോക്കറ്റും മുഴുവൻ സമയവും നേരെ മുകളിലേക്ക് സഞ്ചരിക്കാറില്ല. വിക്ഷേപണത്തിനു പിന്നാലെ ഏതാനും നിമിഷങ്ങൾക്കകം തന്നെ റോക്കറ്റ് പതുക്കെ ഒരു വശത്തേക്ക് ചരിയാൻ തുടങ്ങും. ആകാശത്ത് ഒരു വില്ലുപോലെ വളഞ്ഞ പാത പിന്തുടരുന്ന ഈ യാത്രയ്ക്ക് പിന്നിൽ അതീവ കൃത്യമായ ഭൗതികശാസ്ത്രമുണ്ട്. ‘ഗ്രാവിറ്റി ടേൺ’ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ പ്രക്രിയയാണ് ഒരു ഉപഗ്രഹത്തെയോ ബഹിരാകാശ പേടകത്തെയോ വിജയകരമായി ഭ്രമണപഥത്തിൽ എത്തിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നത്.
പലർക്കും ഒരു റോക്കറ്റിന്റെ ലക്ഷ്യം ഭൂമിയിൽനിന്ന് കഴിയുന്നത്ര ഉയരത്തിലെത്തുകയെന്നാണെന്ന് തോന്നാം. എന്നാൽ ബഹിരാകാശ ശാസ്ത്രത്തിൽ ഉയരത്തേക്കാൾ പ്രധാനം വേഗതയാണ്. ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വാകർഷണത്തെ മറികടന്ന് ഒരു പേടകം ഭ്രമണപഥത്തിൽ തുടരണമെങ്കിൽ അത് ഭൂമിയെ ചുറ്റിപ്പറക്കാൻ ആവശ്യമായ തിരശ്ചീന വേഗത കൈവരിക്കണം. അതിനാലാണ് റോക്കറ്റുകൾ ഒരു ഘട്ടം കഴിഞ്ഞാൽ മുകളിലേക്ക് മാത്രം പോകാതെ മുന്നോട്ടും സഞ്ചരിക്കാൻ തുടങ്ങുന്നത്.
ഒരു കല്ല് നേരെ മുകളിലേക്ക് എറിഞ്ഞാൽ അത് കുറച്ചുസമയം കഴിഞ്ഞ് തിരികെ താഴേക്ക് വീഴും. എന്നാൽ അതേ കല്ല് വളരെ ശക്തിയായി കുറുകെ എറിഞ്ഞാൽ അതു കൂടുതൽ ദൂരം സഞ്ചരിക്കും. ഈ തത്വം തന്നെയാണ് റോക്കറ്റുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. അത്യന്തം ഉയർന്ന വേഗതയിൽ ഭൂമിയുടെ വക്രതയ്ക്ക് സമാന്തരമായി സഞ്ചരിക്കാനാകുമ്പോഴാണ് ഒരു പേടകം ഭ്രമണപഥത്തിലെത്തുന്നത്.
ഭ്രമണപഥം എന്നത് തുടർച്ചയായ ‘വീഴ്ച’
ഒരു ഉപഗ്രഹം ഭ്രമണപഥത്തിൽ തുടരുന്നത് അത് വീഴാത്തതുകൊണ്ടല്ല. മറിച്ച് അത് നിരന്തരം ഭൂമിയിലേക്ക് വീണുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. എന്നാൽ അതേ സമയം ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലവും വക്രമായി താഴേക്ക് മാറുന്നതിനാൽ ഉപഗ്രഹം ഒരിക്കലും നിലത്തുതൊടുന്നില്ല. ഈ തുല്യതയാണ് ഭ്രമണപഥം. ഇത് സാധ്യമാക്കാൻ ഒരു റോക്കറ്റ് മണിക്കൂറിൽ ഏകദേശം 28,000 കിലോമീറ്റർ വേഗത കൈവരിക്കേണ്ടതുണ്ട്. അതിനാലാണ് റോക്കറ്റുകൾ ഉയരത്തിലേക്കുള്ള യാത്രയെക്കാൾ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ തിരശ്ചീന വേഗത നേടുന്നതിലേക്ക് നൽകുന്നത്.
വിക്ഷേപണത്തിന്റെ തുടക്കത്തിൽ എന്തുകൊണ്ട് ലംബയാത്ര?
റോക്കറ്റ് വിക്ഷേപണത്തിന്റെ ആദ്യഘട്ടത്തിൽ അത് ഏകദേശം നേരെ മുകളിലേക്കാണ് സഞ്ചരിക്കുന്നത്. ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഏറ്റവും കട്ടിയേറിയ പാളികൾ വേഗത്തിൽ മറികടക്കാനാണ് ഇത്. താഴ്ന്ന ഉയരങ്ങളിൽ വായുവിന്റെ സാന്ദ്രത കൂടുതലായതിനാൽ ശക്തമായ ഘർഷണവും വായുസമ്മർദ്ദവും അനുഭവപ്പെടും. തുടക്കത്തിൽ ചരിഞ്ഞ് സഞ്ചരിച്ചാൽ ഈ സമ്മർദ്ദം റോക്കറ്റിന് വലിയ അപകടമാകാം.അതിനാൽ ആദ്യം കുറച്ച് കിലോമീറ്റർ ഉയരത്തിലെത്തിയ ശേഷമാണ് റോക്കറ്റ് പതുക്കെ ദിശ മാറ്റിത്തുടങ്ങുന്നത്. ഈ പ്രാരംഭ ചരിവിനെയാണ് ‘പിച്ച് പ്രോഗ്രാം’ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്.
‘ഗ്രാവിറ്റി ടേൺ’ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു?
പിച്ച് പ്രോഗ്രാമിലൂടെ ചെറിയൊരു ചരിവ് ലഭിച്ചശേഷം ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വാകർഷണം തന്നെ റോക്കറ്റിനെ സ്വാഭാവികമായി കൂടുതൽ ചരിയാൻ സഹായിക്കും. ഇതാണ് ‘ഗ്രാവിറ്റി ടേൺ’. ഈ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ റോക്കറ്റിന് സ്ഥിരമായി ദിശ നിയന്ത്രിക്കാൻ അധിക ഇന്ധനം ചെലവഴിക്കേണ്ടതില്ല. പകരം, ഇന്ധനത്തിന്റെ വലിയൊരു പങ്ക് വേഗത കൂട്ടുന്നതിനായി ഉപയോഗിക്കാം. അതുവഴി ഇന്ധനക്ഷമത വർധിക്കുകയും വായുസമ്മർദ്ദം കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. അതുകൊണ്ടുതന്നെ ആധുനിക റോക്കറ്റുകളിലെല്ലാം ഗ്രാവിറ്റി ടേൺ അത്യാവശ്യ ഘടകമാണ്.
‘ഗ്രാവിറ്റി ലോസ്’ ഒഴിവാക്കാനുള്ള ബുദ്ധിപരമായ നീക്കം
ഒരു റോക്കറ്റ് മുഴുവൻ സമയവും നേരെ മുകളിലേക്ക് മാത്രം പോകാൻ ശ്രമിച്ചാൽ വലിയ അളവിൽ ഇന്ധനം നഷ്ടപ്പെടും. ഗുരുത്വാകർഷണത്തിന് എതിരെ മാത്രം പ്രവർത്തിക്കേണ്ടി വരുന്നതിനാൽ ആവശ്യമായ ഭ്രമണവേഗത കൈവരിക്കാൻ പ്രയാസമാകും. ഇതിനെ ‘ഗ്രാവിറ്റി ലോസ്’ എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. അതുകൊണ്ടാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഭൂമിയുടെ വക്രതയ്ക്ക് സമാന്തരമായ യാത്ര തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത്. ഇത് റോക്കറ്റിനെ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായി ഭ്രമണപഥത്തിലേക്ക് എത്തിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.
റോക്കറ്റുകള് ആകാശത്ത് വളഞ്ഞ് സഞ്ചരിക്കുന്നത് ഒരു സാങ്കേതിക കൗതുകമാത്രമല്ല, ബഹിരാകാശ യാത്രയുടെ അടിസ്ഥാന തത്വങ്ങളിലൊന്നാണ്. നേരെ മുകളിലേക്ക് മാത്രം കുതിച്ചുയരുന്നത് ഒരു പേടകത്തെ ലക്ഷ്യത്തിലെത്തിക്കില്ല. പകരം ഭൂമിയുടെ വക്രതയ്ക്ക് അനുസരിച്ച് ശരിയായ വേഗതയും ദിശയും നേടുമ്പോഴാണ് അത് ഭ്രമണപഥത്തില് തുടരുന്നത്. അതിനാലാണ് വിക്ഷേപണത്തിന് പിന്നാലെ റോക്കറ്റുകള് പതുക്കെ ചരിഞ്ഞ് ‘ഗ്രാവിറ്റി ടേൺ’ എന്ന പാത സ്വീകരിക്കുന്നത്. നമ്മള് ആകാശത്ത് കാണുന്ന ആ വളഞ്ഞ രേഖ, മനുഷ്യന്റെ ശാസ്ത്രബോധവും കൃത്യമായ ഭൗതികനിയമങ്ങളും ചേര്ന്ന് സൃഷ്ടിക്കുന്ന വിജയകരമായ ബഹിരാകാശ യാത്രയുടെ അടയാളമാണ്
English Summary: Rocket launches do not move straight up; they follow a curved path using a scientifically controlled process called “gravity turn.” This technique helps rockets efficiently gain orbital velocity while reducing fuel consumption by gradually tilting their trajectory after liftoff