அறிவியல் அறிவோம் 23: விண்வெளியின் தூய்மைப் பணியாளர்

சோவியத் யூனியன் 1957 அக்டோபர் 4 -ல் ஸ்புட்னிக்-1 விண்கலத்தை வெற்றிகரமாக விண்ணில் ஏவியது. அதோடு விண்வெளி யுகம் தொடங்கியது. விண்வெளியில் குப்பைகளை குவிப்பதும் தொடங்கிவிட்டது. இதுவரை சுமார் 3,500 விண்கலங்கள் ஏவப்பட்டுள்ளன.

விண்வெளிக் குப்பை

விண்கலங்கள் விண்வெளியில் செல்லும்போது அதன் மேல்கவசம் உள்ளிட்ட பல பொருட்கள் விண்வெளியில் நீக்கப்படும். அவை விண்வெளியில் மிதந்தபடி இருக்கும். ராக்கெட்டின் நான்காம் தளத்திலிருந்து விண்கலம் பிரியும்போது அதைப் பிணைத்து வைத்திருந்த நட்டு-போல்ட் உள்ளிட்ட பல பொருள்கள் விண்வெளியில் இறைந்துவிடும். இது மட்டுமல்லாமல் விண்வெளியில் தவழ்ந்த முதல் அமெரிக்கர் எட்வைம் தவற விட்ட கைஉறை, மைக்கேல் காலின்ஸ் தவற விட்ட கேமரா, விண்வெளியில் நிரந்தரமாக நிறுத்திவைக்கப்பட்டிருந்த விண்வெளிநிலையமான மிர் நிலையத்திலிருந்து அவ்வப்போது வெளியேற்றப்பட்ட குப்பை நிரம்பிய பைகள், சுனிதா வில்லியம்ஸ் தவறவிட்ட சுத்தி மற்றும் பல்விளக்கும் டூத் பிரஷ் என பல பொருட்கள் விண்ணில் மிதந்தபடி உள்ளன.

நாட்பட நாட்பட செயலற்று போகும் விண்கலங்களும் குப்பைகளாக மாறி விண்வெளியில் சுற்றிவரும். 1958-ல் ஏவப்பட்ட வான்கார்ட் -2 என்ற அமெரிக்க விண்கலம் பல ஆண்டுகளுக்கு முன்பே செயலிழந்துவிட்டது. எனினும் இன்றுவரை குப்பையாக விண்வெளியில் சுற்றுகிறது. இது சுமார் 240 வருடங்களுக்கு விண்வெளியில் சுற்றிவரும் என மதிப்பிடுகிறார்கள்.

முதல் விண்வெளி விபத்து

கூடைப்பந்து அளவுக்கும் மேற்பட்ட உருவம் கொண்ட பொருட்களை ரேடார் கருவிகள் கண்டுபிடித்துவிடும். சுமார் 6 - 7 செ.மீ. அகலமுடைய பொருட்களை கவனமாகக் கணக்கெடுத்து பதிந்துள்ளனர். இத்தகைய சுமார் 19 ஆயிரம் குப்பைப் பொருட்கள் விண்ணில் சுற்றித் திரிவதாக இதுவரை தெரிய வந்துள்ளது. சுமார் 1 செ.மீ. அளவுக்கும் அதிகமான உருவம் கொண்ட பொருட்கள் என்று பார்த்தால் 6 லட்சம் பொருட்கள் வானில் மிதந்தபடி உள்ளன என்றும் ஒரு கணக்கெடுப்பு தெரிவிக்கிறது.

விண்ணில் மிதக்கும் இந்தப்பொருட்கள் கட்டுப்பாடு இல்லாமல் அங்கும் இங்கும் தறுதலையாக அலைபவை.

ஏதாவது ஒரு விண்கலத்தோடு அந்தப் பொருட்கள் மோதும் வாய்ப்பு அதிகம். விண்வெளியில் விண்கலன்களுக்கும், விண்வெளி வீரர்களுக்கும் இவை ஆபத்து.

காஸ்மாஸ்-2251 எனும் விண்கலம் செயலிழந்து வெறுமனே விண்வெளியில் சுற்றி வந்தது. அது தற்செயலாக இரிடியம்-33 என்ற செயற்கைக் கோள் மீது 2009-ம் ஆண்டு பிப்ரவரி 11-ல் மோதிச் சுக்குநூறாகியது. விண்வெளியின் முதல் மோதல் விபத்து இது.

ஒளியின் அழுத்தம்

விண்வெளியில் மிதக்கும் குப்பைகளை அகற்ற ஒரு நானோ விண்கலத்தை இங்கிலாந்து உருவாக்கியுள்ளது. மூர்த்தி சிறியதுதான் ஆனால் கீர்த்தி பெரிது என்பார்கள், அது போல வெறும் மூன்று கிலோ எடையில் 30 X 10 X 10 சென்டிமீட்டர் என்ற அளவில் ஒரு ஷு-பாக்ஸ் மாதிரிதான் அது இருக்கும். டி-ஒர்பிட் சேயில் (DeOrbitSail) என்பது அதன் பெயர். கடந்த ஜூலை 10 அன்று இந்தியாவின் இஸ்ரோ நிறுவனம் பிஎஸ்எல்வி -C28 ராக்கெட்டில் அதை வைத்து விண்வெளியில் ஏவியுள்ளது.

இந்த சின்ன விண்கலத்தில் 5x5 மீட்டர் அளவுக்கு பெரிதாக விரிந்து பாய்மரம் போல ஆகக்கூடிய உறுதிவாய்ந்த, ஆனால் மிகமிக மெலிதான விரிப்பு ஒன்று மடித்து வைக்கப்பட்டுள்ளது. விண்கலம் விண்வெளியில் நிலைகொண்டதும் இது விரியும்.

கடலில் வீசும் காற்று ஒரு அழுத்தத்தோடு வீசும். அதைப் போல சூரிய ஒளியும் பொருள்களின் மீது வீசும்போது ஒரு அழுத்தத்தை ஏற்படுத்தும். அதன் விளைவாக, விண்வெளியில் பொருள்கள் சுமார் 6.79 x 10-3 m/sec2 என்ற அளவிலான முடுக்கு வேகத்தை பெறும். பூமியில் இதனால் பெரிய விளைவுகள் ஏதும் ஏற்படாது. ஆனாலும் விண்வெளியில் இத்தகைய ஒரு அழுத்தம்தான் வால் நட்சத்திரத்துக்கு வாலை தோற்றுவிக்கிறது. இந்த அழுத்தம் தரும் ஆற்றலின் காரணமாகத்தான் வால் நட்சத்திரம் சூரியனுக்கு எதிர் திசையில் செலுத்தப்படுகிறது. இதே விசைதான் விண்வெளியில் விரியும் நானோ விண்கலத்தின் பாய்மரத்தில் ஒரு அழுத்தத்தை ஏற்படுத்தி அதற்கான உந்துசக்தியைத் தரும்.

பூமியை சுற்றி குப்பைகளின் வளையம்

பின்னிழுப்பு விசை

பூமியிலிருந்து சுமார் 400- முதல் 800 கி.மீ. உயரத்தில் தாழ் விண்வெளி (low Earth orbit) உள்ளது. அந்தப் பகுதியில் முழுவதுமான வெற்றிடம் இல்லை. பூமியின் வளிமண்டலத்தின் மேலடுக்கிலிருந்து கசியும் பொருள்கள் அந்தப் பகுதியில் உள்ளன. எனவே, இந்த விண்கலம் அங்கு உள்ள அரிதான காற்றையும் வலைவீசிப் பிடித்துத் தனக்கான பின்னிழுப்பு விசையை (drag) அதிகரித்துக்கொள்ளும். இந்த பின்னிழுப்பு விசை அதிகரிக்க அதிகரிக்க விண்கலத்தின் பாதை தேய்ந்து உயரம் குறையும். மெல்ல மெல்ல பூமியின் வளிமண்டலத்தில் விண்கலம் புகும். அவ்வாறு புகும் டி-ஒர்பிட் விண்கலம் எரிந்து தூசு ஆகும். இதுதான் இந்த நானோ விண்கலத்தின் திட்டம்.

ஒரு விண்கலத்தை விண்வெளிக்கு அனுப்பி, பின்னர் அதன் பாதையைத் தேயச் செய்து விண்கலத்தை அழிப்பதன் நோக்கம் விண்வெளியை சுத்தம் செய்வதுதான்.

அதிஉயரத்தில் ஆழ்அமைதி

எல்லா விண்கலன்களும் புவியிலிருந்து ஒரே உயரத்துக்கு ஏவப்படுவதில்லை. தாழ்நிலையில் சுமார் 320 கி.மீ. உயரத்தில் பல விண்கலன்கள் ஏவப்படுகின்றன. வானிலை ஆய்வுக்கும், தொலை உணர்வுக்குமான பயன்களுக்காக அனுப்பப்படும் செயற்கைக்கோள்கள் தாழ்நிலைப் பாதைக்கு ஏவப்படுகிறது. இந்தப் பகுதியில் மிகமிகக் குறைவானதாகவே பூமியின் வளிமண்டலம் உள்ளது. வளிமண்டலத்தில் உராயும் விண்கலம் வேகம் இழக்கும். அதன் காரணமாக அதன் பாதை தாழ்ந்து போகும். பல ஆண்டுகள் கடந்தபின்னர் குறிப்பிட்ட நிலையில் பூமியின் வளிமண்டத்தில் புகும். வளிமண்டலத்தின் கூடுதலான அடர்த்தி காரணமாக உராய்வு ஏற்பட்டு மிகுந்த வெப்பம் ஏற்பட்டு விண்கலம் எரிந்துபோகும்.

ஆனால், சுமார் பூமியிலிருந்து சுமார் 800 கி.மீ. உயரத்தில் உள்ள நடுநிலைப் பாதையில் வளி மண்டல உராய்வு அறவே இருக்காது. எனவே, இங்கு பாயும் பொருட்கள் எப்போதும் இங்கு சுற்றியபடியே இருக்கும். எனவே, மேலும் மேலும் உயரத்துக்கு விண்கலன்கள் ஏவப்படும்போது வெளிப்படும் குப்பைகள் விண்வெளியில் வெகு நீண்ட காலத்துக்கு சுற்றியபடியே இருக்கும்.

தூய்மைப் பணியாளர்கள்

தங்கள் வாழ்நாள் முடிந்ததும் மடிந்த பிணமாகச் செயற்கைக் கோள்களைத் தறுதலையாக விண்ணில் சுற்ற விடுவது இன்றுள்ள போக்கு. இதனை மாற்றி வாழ்நாள் இறுதியில் செயற்கைக்கோள்களை பூமிநோக்கி உந்தி எரித்துவிட வேண்டும் என்பது எதிர்காலத் திட்டமாக உள்ளது. எவ்வாறு விண்கலங்களை வேகமாக பூமி நோக்கி விழச் செய்வது?

அங்குதான் கைகொடுக்கிறது டி-ஒர்பிட் சேயில் (DeOrbitSail) தொழில் நுட்பம். நானோ தொழில்நுட்பம் அடிப்படையிலான இந்த செயற்கைக் கோளை செயலிழந்த செயற்கைக்கோளில் பதித்துவிட்டால், பெரிய பாய்மர விரிப்பின் உராய்வு காரணமாக அந்த செயற்கைக் கோளின் இயல்பான வேகம் குறையும்; அதன் பாதை தேயும். எனவே, விண்கலம் பூமி நோக்கி விழத் தொடங்கும். தூய்மைப் பணிக்காக தனது உயிரையும் இந்த விண்கலம் தியாகம் செய்கிறது.

விண்கலங்களை அவற்றின் செயல்பாடு முடிந்ததும் அடுத்த 25 ஆண்டுகளில் அகற்றி விட வேண்டும் என ஐ.நா. சபை கூறியுள்ளது. இது வெறும் அறிவுரைதான். விரைவில் இத்தகைய சட்டம் வரலாம். அப்போது விண்வெளியை சுத்தம் செய்ய இத்தகைய ஏராளமான தூய்மைப் பணியாளர்கள் விண்வெளிக்குப் பயணமாகலாம்.

தொடர்புக்கு: tvv123@gmail.com