அறிவுக்கு ஆயிரம் கண்கள் 03: வண்டிக்கு பெட்ரோல், செயற்கைக்கோளுக்கு?

செப்டம்பர் 6, 2019. அன்றிரவு இந்தியா முழுவதும் விழித்திருந்து சந்திரயான்-2 நிலவில் தரையிறங்குவதைக் காண ஆவலுடன் காத்திருந்தது. ஆனால், நம் எதிர்பார்ப்பு நிறைவேறவில்லை. அந்த ஆண்டு ஏப்ரல் மாதத்தில் இஸ்ரேல் நிலவுக்கு அனுப்பிய விண்கலமும் நிலவில் தரையிறங்கியபோது உடைந்துபோனது. இரு நாடுகளுமே மீண்டும் நிலவுக்கு விண்கலத்தை அனுப்பும் திட்டத்தை அறிவித்திருக்கின்றன. என்னதான் நடக்கப்போகிறது என்று பார்ப்போம்.

நிலவில் தரையிறங்கி ஆய்வு செய்ய, தரையுலவி (Rover) அனுப்பப்படுகிறது. உலவி செயல்படவில்லை என்றாலும், சந்திரயான்-2 உடன் அனுப்பப்பட்ட நிலவைச் சுற்றி ஆய்வுசெய்யும் சுற்றுப்பாதைக்கலம் (Orbiter), இப்போதும் அயராமல் நிலவைச் சுற்றிவந்துகொண்டிருக்கிறது.

வெட்டியாகத்தானே இருக்கிறோம், ஊரைச் சுற்றலாம் என்று நினைத்து ஒரு பத்து கிலோமீட்டர் போய்வருவதற்கே குறைந்தது நூறு ரூபாயாவது செலவாகும். இந்தச் சுற்றுப்பாதைக்கலன்களோ ஆண்டுக்கணக்கில் நிற்காமல் வலம்வருகின்றனவே. இவற்றுக்கெல்லாம் எப்படி ஆற்றல் கிடைக்கிறது? யார் இவற்றின் எரிபொருளுக்குத் தண்டமாகக் காசுகொடுத்துக் கொண்டிருக்கிறார்கள்?

செலவே இல்லை

விசாரித்துப் பார்த்ததில், நிலவைச் சுற்றும் கலனாக இருக்கட்டும், பூமியைச் சுற்றிவரும் செயற்கைக்கோள்களாக இருக்கட்டும், எவற்றுக்குமே எரிபொருள் தேவையில்லை. சும்மாவே சுற்றுமாம். அதெப்படி? நமக்கு நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி தெரியும். ஒவ்வொரு செயலுக்கும் அதற்குச் சமமான எதிர்வினை இருக்கும். இந்தப் பெயரில் ஒரு தமிழ்த் திரைப்படம் வருமளவிற்கு இந்த விதி பிரசித்திபெற்ற ஒன்று.

நியூட்டனின் முதல் விதி ஒன்றிருக்கிறது. அது என்னவென்றால், ஒரு பொருளின் மீது எந்த விசையும் உந்தப்படவில்லை என்றால், அந்தப் பொருள் தான் இருக்கும் நிலையில் அப்படியே இருக்கும். அதாவது, “நீ தூங்கிக்கொண்டிருந்தால் யாராவது ‘அடித்து’ எழுப்பும்வரை தூங்கிக்கொண்டே இருப்பாய்”. இந்த எளிய விதியால்தான் சுற்றுப்பாதைக் கலன்களில் எரிபொருள் செலவு மிச்சமாகிறதாம்.

ஆற்றல் செலவு மிச்சம்

ஒரு கயிற்றில் கல்லைக் கட்டிச் சுழற்றினால், இரண்டு சுற்றுக்கு அப்புறம் சீரான வேகத்தில் கல்லானது கயிற்றின் அளவிற்கு ஏற்ப வட்டமடித்துக்கொண்டிருக்கும். குறிப்பிட்ட வேகத்தில் சுற்றிக்கொண்டிருப்பதால், கல்லால் பூமியின் ஈர்ப்பு விசையை மீறி கீழே விழாமல் இருக்க முடிகிறது. அதேபோல், கயிற்றின் பிடியிலிருந்து மீறிப் போகாமலும் இருக்க முடிகிறது. சுற்றுவதை நிறுத்திவிட்டால், கல் கீழே விழுந்துவிடும். சுற்றும் வேகம் அதிகரித்தால் கயிறு அறுந்து கல் பறந்து சென்றுவிடும்.

இப்போது பூமியைச் சுற்றும் செயற்கைக்கோளுக்கு வருவோம். இதில் பூமிதான் நம் கை, செயற்கைக்கோள் கல் என்று வைத்துக்கொள்ள வேண்டும். நடுவில் கயிற்றுக்குப் பதிலாக பூமியின் ஈர்ப்புவிசை. நாம் எரிபொருள் போட்டு பூமியில் இருந்து செயற்கைக்கோளை செலுத்தி, அதை ஒரு குறிப்பிட்ட வேகத்தில் சுற்ற வைத்துவிடுவோம். எனவே, அந்த வட்டப்பாதையை மீறியும் செல்லாது, பூமியின் ஈர்ப்புவிசையால் அது உள்ளேயும் விழுந்து விடாது.

ஆனால், நாம் கையில் கல்லைச் சுற்றுவதற்கும், செயற்கைக்கோள் பூமியைச் சுற்றுவதற்கும் ஒரு முக்கிய வேறுபாடு இருக்கிறது. அது, ‘காற்று’. பூமியில் காற்று இருப்பதால் கையால் கல்லைச் சுற்றும்போது காற்றும் தடையை ஏற்படுத்தும். இருசக்கர வாகனத்தில் போகும்போது, நாம் காற்றைக் கிழித்துக்கொண்டு போவதுபோல. ஆனால், செயற்கைக்கோள் பூமியின் வளிமண்டலத்தைத் தாண்டிப் போய்விடும். அங்கே காற்று இல்லாததால், செயற்கைக்கோள் சுற்றுவதற்குத் தடை ஏற்படுத்த அங்கே எந்த விசையும் இல்லை.

நியூட்டனின் முதல் விதிப்படி, ஒரு பொருளுக்குத் தடை ஏற்படுத்த எந்த விசையும் இல்லையென்றால், அது அதே நிலையில் இருக்கும் என்று பார்த்தோம். ஆக, பூமியின் ஈர்ப்பு விசைக்கு ஏற்ப சுற்றிக்கொண்டிருக்கும் செயற்கைக்கோளின் மீது அங்கே தடை ஏற்படுத்த காற்று இல்லாததால், தான் சுற்றிவரும் பாதையில் இருந்து செயற்கைக்கோள் மாறாது. ஆக, எரிபொருள் தேவை இல்லாமலேயே எப்போதும் சுற்றிக்கொண்டிருக்கிறது. மேற்படி பராமரிப்புக்கான ஆற்றல் தேவைக்கு, சூரிய ஆற்றலே போதுமானது.

இதையெல்லாம் பார்க்கும்போது, நமக்கு ஒரு செயற்கைக்கோள் மட்டும் கிடைத்தால், எரிபொருள் செலவே இல்லாமல் ஊர் சுற்றலாம் என்று தோன்றுகிறதில்லையா?

கட்டுரையாளர், இஸ்ரேல் டெக்னியன் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் ஆராய்ச்சியாளர்

தொடர்புக்கு: hemazephyrs@gmail.com