விண்வெளிப் பறப்பு

விண்வெளிப் பறப்பு (spacefilght) என்பது, விண்வெளியினுட் செல்லும் அல்லது அதன் ஊடாகச் செல்லும் ஓர் எறியப் பறப்பு ஆகும். விண்வெளிப் பறப்பு, மனிதரைக் கொண்டு செல்வதாக அல்லது மனிதர் இல்லாத பறப்பாக அமையக்கூடும். உருசியாவின் சோயுசு திட்டம் அமெரிக்காவின், விண்வெளியோடத் திட்டம், பன்னாட்டு விண்வெளி மையம் என்பன மனிதரைக் கொண்டு செல்லும் விண்வெளிப் பறப்புக்களுக்கு எடுத்துக்காட்டுகள். விண்வெளி ஆய்வுகளுக்காக புவியின் சுற்றுப்பாதைக்கு அப்பால் செல்லும் விண்ணாய்வி (space probe) விண்கலங்களும், புவியைச் சுற்றிய சுற்றுப் பாதையில் இருக்கும் தகவல் தொடர்புச் செய்மதிகளும் ஆளில்லா விண்வெளிப் பறப்புகளுக்கு எடுத்துக்காட்டுகளாக உள்ளன. இவை தொலைவில் இருந்து கட்டுப்படுத்தப்படும் இயந்திரங்கள் மூலமாக இயக்கப்படுகின்றன அல்லது தானாக இயங்கும்படி அமைக்கப்படுகின்றன.

விண்வெளிப் பறப்புகள் விண்வெளி ஆய்வுகளில் பயன்படுவதுடன், செய்மதித் தொலைத்தொடர்பு போன்ற வணிக நடவடிக்கைகளிலும் பயன்படுகின்றன. விண்ணாய்வகம், கண்காணிப்புச் செய்மதிகள், புவிக் கவனிப்புச் செய்மதிகள் என்பன விண்வெளிப் பறப்பின் வணிகமல்லாத பிற பயன்பாடுகள்.

விண்வெளிப் பறப்பு ஏவுகணைகள் மூலம் ஏவப்படுவதில் தொடங்குகிறது. ஏவுகணைகள் விண்கலம் அல்லது செய்மதி புவியீர்ப்பிலிருந்து விடுபட்டு வெளியேற உதவுகிறது. விண்வெளிக்குள் சென்ற பின்னர் உந்துதல் மூலமோ அல்லது உந்துதல் இல்லாமலோ ஏற்படும் இயக்கம் வானியக்கவியல் என்னும் துறையுள் அடங்குகிறது. சில விண்கலங்கள் முடிவில்லாமல் விண்வெளியிலேயே பறந்துகொண்டிருக்கின்றன. வேறு சில மீண்டும் புவியின் ஈர்ப்பு மண்டலத்துக்குள் நுழைந்து எரிந்து விடுகின்றன. சில நிலவிலோ வேறு கோள்களிலோ விழுகின்றன.

வரலாறு

விண்வெளிப் பறப்புக் குறித்த நடைமுறைக்கு ஒத்த முதல் முன்மொழிவை ரசியாவைச் சேர்ந்த கொன்சுட்டன்டின் சியோல்கோவ்சுக்கி என்பவர் முன்வைத்தார். இது தொடர்பில் அவர் எழுதிய எதிர்வினைக் கருவிகளைப் பயன்படுத்தும் அண்டவெளி ஆய்வுப் பயணம் (ரசிய மொழி: Исследование мировых пространств реактивными приборами, ஆங்கிலம்: The Exploration of Cosmic Space by Means of Reaction Devices) என்னும் நூல் 1903 ஆம் ஆண்டில் வெளிவந்தது. எனினும், இந்தக் கோட்பாட்டு நூல் ரசியாவுக்கு வெளியே அதிகம் செல்வாக்குப் பெறவில்லை. ராபர்ட் எச். கொடார்ட் எழுதிய அதிகூடிய உயரங்களை அடைவதற்கான ஒரு வழிமுறை (A Method of Reaching Extreme Altitudes) என்னும் கட்டுரை 1919 ஆம் ஆண்டு வெளிவந்த பின்னரே விண்வெளிப் பறப்பு பொறியியல் அடிப்படையில் சாத்தியமான ஒன்றாகியது. இக்கட்டுரையில் அவர் விளக்கிய நீர்ம எரிபொருள் ஏவுகணைகளுக்கு டி லாவல் குழாய்வாய்களைப் பயன்படுத்தும் முறை, கோளிடைப் பயணத்துக்குப் போதுமான ஆற்றலைக் கொடுத்து அதனைச் சாத்தியம் ஆக்கியது. விண்வெளியின் வெற்றிடத்தில் இவ்வாறான ஏவுகணைகள் செயற்படக் கூடியவை என்பதை ஆய்வுகூடத்திலும் அவர் நிறுவிக் காட்டினார். இது இயலக்கூடியது என்பதை அக்காலத்து அறிவியலாளர்கள் சிலர் நம்பவில்லை. பிற்காலத்தில் விண்வெளிப் பறப்பில் முக்கியமான பங்கு வகித்த ஏர்மன் ஒபேர்த் (Hermann Oberth), வேர்னெர் வொன் புரோன் (Wernher Von Braun) ஆகியோர் இக் கட்டுரையின் செல்வாக்குக்கு உட்பட்டிருந்தனர்.

100 கிமீ உயரம்வரை சென்று விண்வெளிக்குள் நுழைந்த முதல் ஏவுகணை செருமனியின் வி-2 ஏவுகணை ஆகும். இது 1944 ஆம் ஆண்டு யூன் மாதத்தில் ஒரு சோதனைப் பறப்பின்போது நிகழ்ந்தது. 1957 ஆம் ஆண்டு அக்டோபர் 4 ஆம் தேதி, சோவியத் ஒன்றியம் ஏவிய இசுப்புட்னிக் 1, புவியைச் சுற்றிய முதல் செய்மதி ஆனது. மனிதனை ஏற்றிக்கொண்டு வெண்வெளிக்குள் நுழைந்த முதல் விண்கலம் வாசுட்டாக் 1. புவியை ஒரு முறை சுற்றிவந்த வாசுட்டாக் 1 விண்கலத்தில் விண்பயணி யூரி ககாரின் பயணம் செய்தார். செர்கே கொரோலியோவ், கெரிம் கெரிமோவ் என்னும் ஏவுகணை அறிவியலாளர்களே சோவியத் ஒன்றியத்தின் வாசுட்டாக் 1 திட்டத்தை வழிநடத்தியோர் ஆவர்.

விண்வெளிப் பறப்பின் கட்டங்கள்

ஏவுதல்
விண்வெளிப் பறப்புக்கான ஏவுதல் விண்வெளித்தளம் ஒன்றில் இடம்பெறும். விண்வெளித்தளத்தில் நிலைக்குத்தாக ஏவுகணைகளை ஏவுவதற்கான ஏவுமேடைகள், சரக்கு வானூர்திகளும் இறக்கையோடு கூடிய விண்கலங்களும் பயன்படுத்துவதற்கான ஓடுபாதைகள் என்பன இருக்கும். இரைச்சல், பாதுகாப்பு போன்ற காரணங்களுக்காக, விண்வெளித்தளங்களை மனிதர் வாழும் இடங்களில் இருந்து தொலைவில் அமைப்பது வழக்கம்.

ஏவு காலம் எனப்படும் ஒரு குறிப்பிட்ட காலப் பகுதியிலேயே விண்வெளி ஏவுகணைகள் ஏவப்படுகின்றன. ஏவு காலம், கோள்களின் இருப்பிடங்களிலும், ஏவுதளத்துக்குச் சார்பாக சுற்றுப்பாதையின் அமைவிடத்திலும் தங்கியுள்ளது. மிக முக்கியமான காரணியாக அமைவது புவி சுற்றுவது ஆகும். ஏவப்பட்ட பின்னர், புவியின் அச்சுடன் நிலையான கோணம் ஒன்றை அமைக்கும் வகையிலான, ஏறத்தாழ மாறாச் சமதளம் ஒன்றில் சுற்றுப்பாதை அமைந்திருக்கும். புவி சுற்றுவதும் இச் சுற்றுப்பாதையின் உள்ளேயே அமையும்.

ஏவுமேடை என்பது, விண்ணூர்திகளை விண்ணில் செலுத்துவதற்கான ஒரு நிலையான அமைப்பு. இது ஏவுகோபுரம், தீப்பிழம்புக் குழி போன்ற அமைப்புக்களைக் கொண்டிருக்கும். இவ்வமைப்பைச் சுற்றிலும் பல்வேறு துணைக்கருவிகள் இருக்கும். இவை, ஏவுகணைகளை உரிய இடத்தில் நிறுத்துதல், எரிபொருள் நிரப்பல், பராமரித்தல் போன்ற பல்வேறு தேவைகளுக்குப் பயன்படுகின்றன.

விண்வெளியை அடைதல்
கார்மென் கோட்டுக்கு வெளியில் அமைந்துள்ள பகுதி அனைத்தும் "விண்வெளி" என்பதே பொதுவாகப் பயன்படும் வரைவிலக்கணம். கார்மென் கோடு, புவியின் மேற்பரப்பில் இருந்து 100 கிலோமீட்டர் (62 மைல்) உயரத்தில் உள்ளது. ஐக்கிய அமெரிக்காவில், புவிப் பரப்பில் இருந்து 50 மைல்கள் (80 கிமீ) தொலைவுக்குப் புறத்தேயுள்ள வெளியே "விண்வெளி" என்று கொள்ளும் வழக்கமும் உண்டு.

தற்போதைய நிலையில், ஏவுகணைகளைப் பயன்படுத்துவதே விண்வெளிக்குச் செல்வதற்கான நடைமுறைச் சாத்தியமான ஒரே வழி. குறிப்பிட்ட உயரத்துக்குமேல் ஒட்சிசன் பற்றாக்குறை இருப்பதால், வழமையான வானூர்தி எந்திரங்களைப் பயன்படுத்தி வெண்வெளிக்குச் செல்ல முடியாது. ஏவுகணை எந்திரங்கள் உந்துபொருட்களை வெளியேற்றி ஏவுகணையை முன்னோக்கி உந்துவதன் மூலம், அதைச் சுற்றுப்பாதையில் செலுத்துவதற்குப் போதுமான டெல்ட்டா-வியை (வேக மாற்றம்) உருவாக்குகின்றன. பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கான உந்தல் முறைமைகள் பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்குகின்றன:
 எரிந்தழியும் ஏவு முறைமை
 ஒரு கட்டச் சுற்றுப்பாதையடைதல் முறைமை
மனிதரோடு கூடிய விண்கலங்களை ஏவும் முறைமைகளில் ஏவுநிலைத் தப்பிப்பு முறைமையே பொதுவாகப் பயன்படுகிறது. இது, ஏவும்போது ஆபத்தான பிழைகள் ஏற்படும் நிலைமைகளில் விண்பயணியர் தப்புவதற்கு உகந்ததாக உள்ளது.

விண்வெளியை அடைவதற்கான பிற வழிகள்
தற்போதைய நிலையில் நடைமுறைச் சாத்தியமாக இல்லாவிட்டாலும், விண்வெளியை அடைவதற்கான வேறு பல வழிகளையும் பலர் முன்மொழிந்துள்ளனர். விண்வெளி உயர்த்தி (space elevatior), சுற்றுயர்த்தி (rotovator) போன்ற எண்ணக்கருக்கள் நடைமுறைச் சாத்தியமான வழிகள் ஆவதற்குத் தற்போது கிடைப்பதிலும் மிகவும் வலுவான புதிய பொருட்கள் தேவை. மின்காந்தத் தொழில்நுட்ப அடிப்படையிலான ஏவு கண்ணி முறையைத் தற்போதைய தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி நடைமுறைக்குக் கொண்டுவரக்கூடிய சாத்தியங்கள் உள்ளன. இவை தவிர, எதிர்வினைப் பொறிகள் போன்றவற்றைப் பயன்படுத்தும் ஏவுகணை உதவியுடன் இயங்கக்கூடிய தாரை வானூர்திகளைப் பயன்படுத்துவதற்கான முன்மொழிவுகளும், சுடுகலன் வழி ஏவுவதற்கான வழிமுறைகள் குறித்த முன்மொழிவுகளும் உள்ளன.

சுற்றுப்பாதையை விட்டு வெளியேறல்

நிலவுப் பயணத்துக்கோ அல்லது கோளிடைப் பயணத்துக்கோ ஒரு மூடிய சுற்றுப்பாதையை அடையவேண்டும் என்ற தேவை கிடையாது. ரசியாவின் தொடக்ககால விண்வெளி ஊர்திகள் சுற்றுப்பாதைக்குச் செல்லாமலேயே மிகவும் கூடிய உயரங்களுக்கு வெற்றிகரமாகச் சென்றுள்ளன. அப்பல்லோ திட்டங்களின் வடிவமைப்பின்போது, விண்கலங்களை நேரடியாகவே நிலவுக்கான வீசுபாதைக்குள் செலுத்தும் வழிமுறையையும் கவனத்துக்கு எடுத்தனர். எனினும், பின்னர், தற்காலிகமாக நிறுத்தற் சுற்றுப்பாதையில் செலுத்திப் பல சுற்றுக்களின் பின்பே நிலவுக்கான வீசுபாதையில் செலுத்தும் முறையைப் பின்பற்றினர். விண்கலம் புவிக்குள் மீண்டும் நுழைவதைத் தவிர்ப்பதற்கு நிறுத்தற் சுற்றுப்பாதை அண்மைப் புள்ளி போதிய உயரத்தில் இருக்கவேண்டும். இதனால் இந்த முறையில் கூடிய உந்துபொருட் செலவு ஏற்படும்.

இருந்தாலும், நிறுத்தற் சுற்றுப்பாதை அணுகுமுறை பல்வேறு வழிகளில் அப்பல்லோ திட்டத்தின் திட்டமிடலை எளிமையாக்கியது. இது, ஏவு காலத்தைக் கணிசமான அளவு கூட்டியதன் மூலம், ஏவுதலின்போது சிறு பிழைகள் ஏற்பட்டாலும் வெற்றிகரமாக ஏவுதலுக்கான சாத்தியப்பாட்டை அதிகரித்தது. நிறுத்தற் சுற்றுப்பாதை திட்டத்துக்கான உறுதியான இடைத்தளமாக அமைந்ததால், விண்கலப் பணிக்குழுவினரும், கட்டுப்பாட்டாளரும் விண்கலத்தை முற்றாகச் சரிபார்த்து அடுத்த கட்டமான நீண்டதூர நிலவுப் பயணத்துக்குத் தயாராவதற்குப் பல மணிநேர இடைவெளியை வழங்கியது. அத்தோடு, தேவை ஏற்பட்டால் பணிக்குழுவினர் புவிக்குத் திரும்புவதோ அல்லது இன்னொரு மாற்றுப் புவிச்சுற்றுத் திட்டத்தை நடைமுறைப்படுத்துவதோ இலகு. திட்டத்தின் நிலவு நோக்கிய வீசுபாதை, வான் அலன் கதிர்வீச்சுப் பட்டையின் செறிவான பகுதியைத் தவிர்ப்பதற்கும் நிறுத்தற் சுற்றுப்பாதை உதவியது.

நிறுத்தற் சுற்றுப்பாதையினால் ஏற்படக்கூடிய செயல்திறன் இழப்பைக் கூடிய அளவு குறைப்பதற்காக, அப்பல்லோ திட்டங்களில் நிறுத்தற் சுற்றுப்பாதையின் உயரத்தை முடியுமான அளவுக்குக் குறைத்தனர். எடுத்துக்காட்டாக அப்பல்லோ 15ன் நிறுத்தற் சுற்றுப்பாதையின் அளவு வழமைக்கு மாறாக 92.5 x 91.5 கடல் மைல்களாக இருந்தது. அந்த உயரத்தில் குறிப்பிடத்தக்க அளவு வளிமண்டல இழுவை இருந்தது. எனினும், சட்டர்ன் 5 இன் மூன்றாம் கட்டத்திலிருந்து தொடர்ச்சியான ஐதரசன் வெளியேற்றத்தின் மூலம் இது பகுதியாகச் சரிசெய்யப்பட்டது. அத்துடன், குறைந்த கால நிறுத்தங்களுக்கு இது சகித்துக்கொள்ளக் கூடியதே.

விண்வெளி இயங்கியல்
விண்வெளி இயங்கியல் என்பது விண்கலங்களின் வீசுபாதை தொடர்பான கல்வித்துறை. குறிப்பாக, இது தொடர்பில் ஈர்ப்பு, உந்தல் ஆகியவற்றின் தாக்கங்கள் பற்றி இத்துறை கவனத்தில் கொள்கிறது. விண்கலம் அடைய வேண்டிய இடத்தை, அளவுக்கதிகமான உந்துபொருட் செலவின்றிச் சரியான நேரத்தில் வந்தடைவதற்கு விண்வெளி இயங்கியல் உதவுகிறது. கலத்தைச் சுற்றுப்பாதையில் பேணுவதற்கும், அதன் திசையை மாற்றுவதற்கும், சுற்றுப்பாதைத் திசைமாற்று முறைமை ஒன்று தேவைப்படலாம். ஏவுகணை அல்லாத சுற்றுப்பாதை உந்தல் முறைகளும் உள்ளன. அவற்றுள், சூரியப் பாய்கள், காந்தப் பாய்கள், பிளாசுமாக்குமிழி காந்த முறைமை போன்றனவும், பிற கோள்களின் ஈர்ப்பைப் பயன்படுத்தும் முறைகளும் உள்ளன.

மீள்நுழைவு

சுற்றுப்பாதையில் இருக்கும் விண்கலங்கள் பெருமளவு இயக்க ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன. விண்கலம் வளிமண்டலத்தில் காற்றியக்கச் சூடாக்கத்தினால் ஆவியாகி விடாமல் பாதுகாப்பாகத் தரையிறங்க வேண்டுமானால் இந்த ஆற்றலை இல்லாமல் செய்யவேண்டும். காற்றியக்கச் சூடாக்கத்தில் இருந்து விண்கலத்தைப் பாதுகாப்பதற்குச் சிறப்பு வழிமுறைகளைக் கையாள வேண்டும். மீள்நுழைவுக்குப் பின்னணியில் உள்ள கோட்பாடு அரி யூலியன் அலன் (Harry Julian Allen) என்பவரால் உருவாக்கப்பட்டது. இந்தக் கோட்பாட்டின் அடிப்படையில் மீள்நுழையும் கலங்கள் வளிமண்டலத்தை எதிர்கொள்ளும் பகுதி மழுங்கிய வடிவில் அமைந்திருக்கும். இந்த மழுங்கிய வடிவங்களினால் கலங்களின் இயக்க ஆற்றலின் 1% மட்டுமே வெப்பமாகக் கலத்தை அடையும். எஞ்சிய ஆற்றல் வெப்பமாக வளிமண்டலத்தை அடைகிறது.

தரையிறங்கல்
மேர்க்குரி, ஜெமினி, அப்பல்லோ போன்ற திட்டங்களில் கலங்கள் நீரில் பாய்ந்து தரையிறங்கின. இக் கலங்கள் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வேகத்தில் தரையிறங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டவை. உருசியாவின் சோயுசுத் திட்டக் கலங்கள் நிலப்பகுதியில் தரை இறங்கும்படி வடிவமைக்கப்பட்டதால் அவை வேகக்குறைப்பு ஏவுகணைகளைப் பயன்படுத்தித் தரையிறங்கின. சோவியத்தின் புரான் கலங்கள் உயர் வேகத்தில் வழுக்கு முறையில் தரையைத் தொட்டன.

மீட்பு

ஒரு விண்கலம் வெற்றியுடன் தரயிறங்கிய பின்னர், அதில் இருப்போரையும், பொருட்களையும் மீட்க முடியும். சில வேளைகளில், கலம் தரையிறங்கும் முன்பே, கலம் வான்குடை உதவியுடன் இறங்கிக்கொண்டு இருக்கும்போது, நடுவானில் சிறப்பு வானூர்திகளைக் கொண்டு மீட்பதும் உண்டு. கொரோனா உளவுச் செய்மதியில் இருந்து படப் பேழைகளை மீட்பதற்கு இந்த முறை பயன்பட்டது.

விண்வெளிப் பறப்பின் வகைகள்
 மனித விண்வெளிப் பறப்பு
 துணைச் சுற்றுப்பாதை விண்வெளிப் பறப்பு
 சுற்றுப்பாதை விண்வெளிப் பறப்பு
 கோள்களிடை விண்வெளிப் பறப்பு
 விண்மீன்களிடை விண்வெளிப் பறப்பு
 விண்மீன்குழுவிடை விண்வெளிப் பறப்பு

விண்கலங்களும் ஏவு முறைமைகளும்
 விண்கல உந்துகை
 எரிந்தழி வகை ஏவு முறைமைகள்
 மீள்பயன்பாட்டு ஏவு முறைமைகள்

விண்வெளிப் பறப்புடன் தொடர்புடைய சவால்கள்
 விண்வெளிப் பேரழிவுகள்
 எடையின்மை
 கதிர்வீச்சு
 உயிர்காப்பு முறைமை
 விண்வெளிக் காலநிலை
 சூழல்சார் அம்சங்கள்

வெளியிணைப்புக்கள்
 விக்கிவேர்சிட்டியில் விண்வெளிப் பொறியியல் 
 விண்வெளிப் பறப்பின் அடிப்படைகள் 
 விண்வெளிப் பறப்பில் நானோதொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடுகள் 
  பன்னாட்டு விண்வெளிப் பறப்பு அருங்காட்சியகம் 
 ராபர்ட் எச். கொடார்ட் — விண்வெளிப் பறப்பின் முன்னோடி 
 ALTA-SPACE

குறிப்புகள்