Moon - Mars: రయ్‌ రయ్‌ రాకెట్‌!

అంతరిక్ష పోటీ మళ్లీ ఊపందుకుంది. చంద్రుడి మీదికి మరోసారి మనుషులను పంపాలనే ప్రయత్నాలు ముమ్మరమయ్యాయి. ఇందుకు మనదేశమూ సర్వశక్తులను ఒడ్డుతోంది. జాబిల్లి మీద ల్యాండర్‌ను దింపటమే తరువాయి. తదుపరి లక్ష్యం వ్యోమగాములను పంపటమే. మరోవైపు అంగారకుడి మీదికీ మనుషులను పంపాలనే అమెరికా ప్రయత్నాలూ పుంజుకుంటున్నాయి. ఈ దిశగా అధునాతన పరిజ్ఞానాలు కొత్త ఆశలు కల్పిస్తున్నాయి. వినూత్న ద్వారాలు తెరుస్తున్నాయి. అమెరికా అంతరిక్ష సంస్థ నాసా సంప్రదాయ రాకెట్‌కు బదులు అణు రాకెట్‌ ప్రయోగానికి సిద్ధం అవుతుండటమే దీనికి నిదర్శనం. దీని ప్రధాన ఉద్దేశం అంగారకుడి పర్యటన కాలాన్ని తగ్గించటం. ఇంతకీ ఇదెలా ఎలా  పనిచేస్తుంది? దీని ప్రత్యేకతలేంటి?

అంగారకుడి మీదికి మనుషులను పంపాలని, అక్కడ ఆవాసాలు ఏర్పరచుకోవాలని శాస్త్రవేత్తలు చాలాకాలంగా భావిస్తున్నారు. కానీ దూరమే పెద్ద ఇబ్బంది. ప్రతి 26 నెలలకోసారి భూమి, అంగారక గ్రహాలు కాస్త దగ్గరకు వస్తాయి. అయినా ఇదేమంత దగ్గరి ‘దారి’ కాదు. ఈ సమయంలోనైనా అంగారకుడిని చేరుకోవటానికి సుమారు 7 నుంచి 9 నెలలు పడుతుంది. దాదాపు 30 కోట్ల మైళ్ల దూరం ప్రయాణించాల్సి ఉంటుంది. తొలి నెలల్లో ప్రయాణం వేగంగానే సాగినా రాన్రానూ నెమ్మదిస్తుంది. అక్కడికి వెళ్లి, పనులు చక్కబెట్టుకొని తిరిగి రావటానికి మళ్లీ అంతే సమయం పడుతుంది. అంతసేపూ వ్యోమగాములు అంతరిక్షంలో ప్రయాణిస్తూనే ఉండాలి. ఇది వ్యోమగాముల ఆరోగ్యానికి మంచిది కాదు. తరచూ అక్కడికి వెళ్లటం.. ఆవాసాలు, ఇతర సదుపాయాలకు అవసరమైన సరంజామాను భూమి నుంచి తరలించటం చాలా చాలా ఆలస్యమవుతుంది. సాధారణంగా సంప్రదాయ రాకెట్‌ ఇంజిన్లు హైడ్రోజన్‌ లేదా మీథేన్‌తో కూడిన ఆక్సిజన్‌ వంటి ఇంధన కంబషన్‌ మీద ఆధారపడతాయి. అంతదూరం ప్రయాణం చేయటానికివి చాలవు. అంత మొత్తంలో చోదక కారకాన్ని నిల్వ చేసుకునేంత స్థలమూ వ్యోమనౌకలో ఉండదు. అందుకే ప్రయాణ కాలాన్ని వీలైనంత తగ్గించటం మీద నాసా దృష్టి సారించింది. ఇక్కడే అణు ఇంధన రాకెట్‌ మంచి ప్రత్యామ్నాయంగా కనిపిస్తోంది. అమెరికా డిఫెన్స్‌ అడ్వాన్స్‌డ్‌ రీసెర్చ్‌ ప్రాజెక్ట్స్‌ ఏజెన్సీ (డీఏఆర్‌పీఏ) సహకారంతో న్యూక్లియర్‌ ప్రొపల్షన్‌ సిస్టమ్‌ను రూపొందిస్తోంది. దీంతో కూడిన డెమాన్‌స్ట్రేషన్‌ రాకెట్‌ ఫర్‌ ఎజైల్‌ సిస్లునార్‌ ఆపరేషన్స్‌ (డ్రాకో) అనే అణు ఇంధన వ్యోమనౌక ప్రయోగానికి శ్రీకారం చుట్టింది. ప్రముఖ విమాన, రక్షణ కంపెనీ లాక్‌హీడ్‌ మార్టిన్‌కు దీని నిర్మాణ బాధ్యతలు అప్పగించింది. అన్నీ సవ్యంగా సాగితే మరో మూడేళ్లలోనే ఇది అంతరిక్షంలోకి రయ్యిమని దూసుకుపోనుంది. ఇలా మొట్టమొదటి అణు రాకెట్‌గా చరిత్ర సృష్టించనుంది. న్యూక్లియర్‌ ప్రొపల్షన్‌ ఉపయోగాలు ఒక్క అంగారక యాత్రకే పరిమితం కాదు. భూమి చుట్టూ తిరిగే సైనిక ఉపగ్రహాల ప్రయోగాలు పుంజుకోవటానికీ దారి చూపుతాయని గట్టిగా భావిస్తున్నారు.

ఎలా పనిచేస్తుంది?

న్యూక్లియర్‌ ప్రొపల్షన్‌ వ్యవస్థల్లో రెండు రకాల ఇంజిన్లు న్యూక్లియర్‌ థర్మల్‌, న్యూక్లియర్‌ ఎలక్ట్రిక్‌ రకాలున్నాయి. అంతరిక్ష ప్రయోగాలకు న్యూక్లియర్‌ థర్మల్‌ ఇంజిన్ల వైపే మొగ్గుచూపుతున్నారు. న్యూక్లియర్‌ థర్మల్‌ ప్రొపల్షన్‌ (ఎన్‌టీపీ) వ్యవస్థలు హైడ్రోజన్‌ వంటి ద్రవ చోదకాన్ని రియాక్టర్‌ అంతర్భాగం ద్వారా పంప్‌ చేయటం ద్వారా పనిచేస్తాయి. రియాక్టర్‌ అంతర్భాగంలో యురేనియం అణువులు విడిపోతాయి. ఈ క్రమంలో వేడి విడుదలవుతుంది. డ్రాకో ఇంజిన్‌ కూడా ఇలాగే పనిచేస్తుంది. దీని న్యూక్లియర్‌ రియాక్టర్‌ నుంచి పుట్టుకొచ్చే వేడి హైడ్రోజన్‌ను అతి శీతల స్థితి నుంచి అత్యధిక ఉష్ణోగ్రత వరకు.. అంటే మైనస్‌ 420 డిగ్రీల ఫారన్‌హీట్‌ నుంచి 4,400 డిగ్రీల ఫారన్‌హీట్‌ దాకా వేడి చేస్తుంది. దీంతో హైడ్రోజన్‌ వేడి వాయువుగా మారుతుంది. ఇది వెనక నాజిల్‌ ద్వారా బయటకు బలంగా చొచ్చుకొస్తూ, రాకెట్‌ ముందుకెళ్లటానికి అవసరమైన థ్రస్ట్‌ను కలిగిస్తుంది. ఇంధనం సమర్థంగా ఖర్చవటం వల్ల అంగారకుడిని చేరుకునేంతవరకూ వేగం తగ్గదు. సమయమూ సగం వరకు తగ్గుతుంది. వ్యోమగాములు అంతరిక్షంలో కఠినమైన వాతావరణ ప్రభావానికి గురికావటమూ తగ్గుతుంది.

కొత్తదేమీ కాదు

న్యూక్లియర్‌ ప్రొపల్షన్‌ భావన కొత్తదేమీ కాదు. 20వ శతాబ్దం ఆరంభంలోనే పుట్టుకొచ్చింది. రేడియం అనే రేడియోధార్మిక పదార్థం కార్లు, విమానాలు, పడవలకు అవసరమైన ఇంధనంగా ఉపయోగపడగలదనే ఊహాత్మక సిద్ధాంతం 1903లోనే పురుడుపోసుకుంది. అంతరిక్ష ప్రయోగాలకూ వాడుకోవచ్చని రెండో ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలోనే అనుకున్నారు. నాసా ఆర్థిక సహకారంతో 50ల్లో, 60ల్లో ఓరియన్‌ అనే ప్రాజెక్టునూ చేపట్టారు. అణుబాంబు పరిజ్ఞానాన్ని అంతరిక్ష ప్రయోగాలకు వాడుకోవాలనేది దీని ఉద్దేశం. అదే సమయంలో న్యూక్లియర్‌ థర్మల్‌ ఇంజిన్లను రూపొందించే లక్ష్యంతో నాసాతో పాటు ఇతర సంస్థలూ రోవర్‌, నెర్వా ప్రాజెక్టులను చేపట్టాయి. సుమారు 23 రియాక్టర్లను రూపొందించి, పరీక్షించారు. కానీ వాటిని అంతరిక్ష ప్రయోగాలకు వాడుకోలేదు. ప్రస్తుతం డ్రాకో పోగ్రామ్‌లోనూ న్యూక్లియర్‌ థర్మల్‌ ఇంజిన్‌నే రూపొందించాలని భావిస్తున్నారు. నెర్వా, డ్రాకో ప్రాజెక్టుల్లో తేడా లేకపోలేదు. నెర్వా రియాక్టర్లలో ఆయుధ శ్రేణి యురేనియంను వాడుకుంటే.. డ్రాకాలో స్వల్ప సంవర్ధిత రకం యురేనియంను ఉపయోగిస్తున్నారు.

మరింత సమర్థం

అంతరిక్ష ప్రయోగాలకు రసాయన చోదక ఇంజిన్లనే చాలాకాలంగా ప్రామాణికంగా భావిస్తున్నారు. కానీ అంగారకుడి మీదికి మనుషులను చేరవేయటానికి మరింత సమర్థమైన, శక్తిమంతమైన చోదకాలు అవసరం. న్యూక్లియర్‌ థర్మల్‌ ప్రొపల్షన్‌ ఇంజిన్లు సంప్రదాయ రసాయన చోదక ఇంజిన్ల కన్నా 2 నుంచి 5 రెట్లు ఎక్కువ థ్రస్ట్‌ను పుట్టిస్తాయి. ఇంజినీర్లు రాకెట్‌ సామర్థ్యాన్ని ప్రత్యేక ప్రచోదనంతో కొలుస్తారు. ఇది చోదక నిర్ణీత పరిమాణంతో వెలువడే థ్రస్ట్‌ మొత్తాన్ని తెలియజేస్తుంది. రసాయన రాకెట్‌ ప్రచోదనం విలువ 450 సెకండ్లు. అదే అణు రాకెట్‌ ప్రచోదనం 900 సెకండ్లు. అందువల్ల వ్యోమనౌక మరింత వేగంగానే కాదు, ఎక్కువ దూరాలకు ప్రయాణించటానికి వీలవుతుంది. దీంతో ప్రయాణకాలం గణనీయంగా తగ్గుతుంది. ఇంధనం సమర్థంగా ఖర్చవటం వల్ల అంగారకుడిని చేరుకునేంతవరకూ వేగం తగ్గదు. వ్యోమనౌక సిబ్బంది అంతరిక్ష రేడియేషన్‌కు గురికాకుండా వీలైనంత త్వరగా అంగారకుడికి చేరుకోవటానికిది చాలా ముఖ్యం.

నింగిలోకి వెళ్లిన తర్వాతే పని మొదలు

భూమి మీది నుంచి రాకెట్‌ గాల్లోకి లేచే సమయంలో అణు చోదక వ్యవస్థలను ఉపయోగించరు. ఎందుకంటే భూమి ఉపరితలం నుంచి రాకెట్‌ నింగిలోకి వెళ్లగలిగేంత థ్రస్ట్‌ను అణు చోదక వ్యవస్థ అందించలేదు. కాబట్టి రసాయన రాకెట్లతోనే ప్రయోగం మొదలెడతారు. భూమి వాతావరణం నుంచి సురక్షిత కక్ష్యలోకి వ్యోమనౌక చేరుకున్నాకే ఎన్‌టీపీ పని మొదలవుతుంది. అణు విచ్ఛిన్న ప్రక్రియ మొదలవుతుంది. అందువల్ల రియాక్టర్‌ సురక్షితంగా ఉంటుంది.

చంద్రుడి మీదా వాడుకోవచ్చు

ఎన్‌టీపీ వ్యవస్థలను చంద్రుడి మీదా వాడుకోవచ్చు. అణు విద్యుత్‌ కేంద్రాల్లో యురేనియం అణువులు విచ్ఛిన్నం కావటం వల్ల పుట్టుకొచ్చే వేడి విద్యుత్తుగా మారుతుంది. ఇలాంటి వ్యవస్థలు కనీసం 40 కిలోవాట్ల విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయగలవు. దీని ద్వారా నిరంతరం చీకటిలో ఉండే చంద్రుడి భాగంలోనూ విద్యుత్తును పుట్టించొచ్చు.