మన డ్రోన్‌ ఉపగ్రహం!

డ్రోన్ల గురించి తెలిసిందే. వేడుకల్లో వీడియోలు తీయటం దగ్గరి నుంచి పొలాల్లో మందులు చల్లటం వరకూ రకరకాల పనులకు ఉపయోగపడుతున్నాయి. మరి ఇవి ఉపగ్రహం మాదిరిగానూ పనిచేస్తే? అలా ఉపయోగపడగల మానవరహిత బుల్లి విమాన వాహనాన్ని (అన్‌మ్యాన్డ్‌ ఏరియల్‌ వెహికల్‌- యూఏవీ) బెంగళూరులోని నేషనల్‌ ఏరోస్పేస్‌ ల్యాబోరేటరీస్‌ (ఎన్‌ఏఎల్‌) గతవారం విజయవంతంగా పరీక్షించింది. యూఏవీలను వాడుకలో డ్రోన్లుగా పిలుచుకుంటుంటారు. అయితే ఇది మూమూలు యూఏవీ కాదు. భూమి నుంచి సుమారు 20 కిలోమీటర్ల ఎత్తులో ఎగరగలదు. పూర్తిగా సౌరశక్తితోనే పనిచేస్తుంది. ఒకసారి పైకెగిరితే నెలల పర్యంతమూ అక్కడే ఉండగలదు. టెక్నాలజీ పరంగా దీన్ని గొప్ప మేలిమలుపుగా భావిస్తున్నారు. ఎందుకంటే ఇది హై-ఆల్టిట్యూడ్‌ సూడో-శాలిలైట్‌ వెహికల్స్‌ (హెచ్‌ఏపీఎస్‌) లేదా హై-ఆల్టిట్యూడ్‌ లాంగ్‌-ఎండ్యూరెన్స్‌ వెహికిల్స్‌ (హెచ్‌ఏఎల్‌ఈ) రకానికి చెందింది. మరి దీని పత్యేకతేంటో చూద్దామా.

హెచ్‌ఏపీఎస్‌ అనేవి అధునాతన మానవరహిత విమానాలు. ఒకరకమైన డ్రోన్లు. వీటి టెక్నాలజీ పురిటి దశలోనే ఉంది. దీన్ని విజయ వంతం చేశామని చెప్పుకోవటానికి చాలా దేశాలు, కంపెనీలు ప్రయత్నిస్తుంటాయి గానీ పూర్తి నైపుణ్యం సాధించ లేకపోయాయి. ఇలాంటి విమానాల్లో ఎయిర్‌బస్‌కు చెందిన జెఫీర్‌ అతి ఎక్కువకాలం నింగిలో ఎగిరి రికార్డు సృష్టించింది. ఇది 64 రోజుల పాలు నిరంతరాయంగా ప్రయాణించింది. ఇప్పుడు మన ఎన్‌ఏఎల్‌ పరీక్షించిన యూఏవీ ఎనిమిదిన్నర గంటల సేపు నింగిలో ఎగిరింది. కనీసం 24 గంటల సేపైనా నిరంతరం గాల్లో ప్రయాణించేలా దీన్ని రూపొందించాలని భావిస్తున్నారు. మరో మూడేళ్లలో పూర్తిస్థాయి యూఏవీని తయారుచేయాలని, ఒకసారి పైకెగిరితే 90 రోజుల పాటు ఆకాశంలోనే ఉండేలా తీర్చిదిద్దాలనీ చూస్తున్నారు.

యూఏవీల అవసరమేంటి?

యూఏవీలను మామూలుగా డ్రోన్లనీ పిలుచుకుంటారు. చాలావరకివి బ్యాటరీలతోనే పనిచేస్తాయి. ఎక్కువ గంటల సేపు ఆకాశంలో ఎగరలేవు. నిరంతరం వీటిని పర్యవేక్షించటమూ కష్టమే. పైగా ఇవి తక్కువ ఎత్తులో ఎగురుతాయి. ఎందుకంటే వీటి దృశ్య పరిధి కొన్ని ప్రాంతాలకే పరిమితమవుతుంది. ఉపగ్రహాలైతే మరింత ఎక్కువ ప్రాంతాలను పర్యవేక్షిస్తాయి గానీ భూ సమీప కక్ష్యలో ఉంటాయి. ఇవి నిరంతరం భూమితో పాటు కదులుతాయి. లక్షిత ప్రాంతాల మీద అదేపనిగా నిఘా వేయటం సాధ్యం కాదు. భూమికి సుమారు 36వేల కిలోమీటర్ల ఎత్తులో తిరిగే జియోస్టేషనరీ ఉపగ్రహాలైతే ఏదో ఒక ప్రాంతం మీద నిరంతరం నిఘా వేయగలవు. అయితే ఇవి చాలా ఖరీదైనవి. ఒకసారి ప్రయోగిస్తే తిరిగి మార్చటం సాధ్యం కాదు. వేరే పనులకు ఉపయోగించుకోలేం. హై-ఆల్టిట్యూడ్‌ సూడో-శాలిలైట్‌ వెహికల్స్‌(హెచ్‌ఏపీఎస్‌)తోనైతే ఇలాంటి ఇబ్బందులేవీ ఉండవు. ఇవి స్ట్రాటోస్ఫెరిక్‌ వాహనాలు. అంటే భూమికి సుమారు 20 కిలోమీటర్ల ఎత్తులో ఎగురుతాయి. ఒక ప్రాంతం మీద తారట్లాడేలా వీటిని రూపొందిస్తారు. ప్రామాణిక విమానాలతో పోలిస్తే నెమ్మదిగా.. గంటకు కేవలం 80-100 కిలోమీటర్ల వేగంతోనే ప్రయాణిస్తాయి. భూమికి 20 కిలోమీటర్ల ఎత్తు నుంచి ఈ వేగాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకొని చూస్తే కిందనున్న వస్తువులు దాదాపు స్థిరంగా ఉన్నట్టే అనిపిస్తుంది. సుమారు 200 కిలోమీటర్ల విస్తీర్ణంలోని ప్రాంతాన్ని తేలికగా పర్యవేక్షించొచ్చు. నిజానికి ఐదు మీటర్ల రిజల్యూషన్‌లో 400 కిలోమీటర్లకు పైగా ప్రాంతంలో నిఘా పెట్టే అవకాశమూ ఉందని శాస్త్రవేత్తలు చెబుతున్నారు. ఇక్కడే హెచ్‌ఏపీఎస్‌ ప్రాధాన్యం సంతరించుకుంటున్నాయి. ఇవి జియోస్టేషనరీ ఉపగ్రహాల మాదిరిగా పనిచేయగలవు. అదీ మరింత సౌలభ్యంగా. ఇతర ప్రాంతాలకు తేలికగా మళ్లించొచ్చు. పేలోడ్లను మార్చి ఇతర పనులకూ వాడుకోవచ్చు. ప్రకృతి విపత్తులు సంభవించినప్పుడు మారుమూల ప్రాంతాలకు మొబైల్‌ కనెక్షన్‌ కల్పించటానికి, నిఘా కార్యక్రమాలకు వీటిని తేలికగా, చవకగా ఉపయోగించుకోవచ్చు.

ఇంజినీరింగ్‌ సవాళ్లు

తనంతతానుగా పూర్తిగా సౌరశక్తితో ఎగిరే యూఏవీని.. అదీ నెలల కొద్దీ ఆకాశంలో ప్రయాణించేలా చేయటమంటే అంత తేలిక కాదు. ఎన్నో టెక్నాలజీ సవాళ్లను అధిగమించాల్సి ఉంటుంది. కాబట్టే దశాబ్దాలు గడుస్తున్నా పూర్తిస్థాయి హెచ్‌ఏపీఎస్‌ తయారీ అనేది ఇంకా సాధ్యం కావటం లేదు. సోలార్‌ సెల్స్‌, బ్యాటరీలు, కాంపోజిట్‌ పదార్థాల వంటి అధునాతన టెక్నాలజీలు అందుబాటులోకి రావటంతో త్వరలోనే ఇది సాకారమయ్యే అవకాశం కనిపిస్తోంది. అతి ముఖ్యమైన సవాలు వాహనం ఎగురుతూ ఉండటానికి, అమర్చిన పరికరాలు పనిచేయటానికి, బ్యాటరీలు ఛార్జ్‌ కావటానికి తగినంత సౌర విద్యుత్తును తయారుచేయటం. బ్యాటరీలు రాత్రి పూటా నిరంతరం పనిచేస్తుండాలి. ఇక వాహనం నిర్మాణం విషయానికి వస్తే తక్కువ విద్యుత్తును వాడుకోవటానికి అనువుగా తేలికగా ఉండాలి. అదే సమయంలో స్థిరంగానూ పనిచేయాలి. వాహనాన్ని స్ట్రాటోస్ఫేర్‌లో ఎగిరేలా చూడటానికి ఇదీ ఒక కారణమే. భూ ఉపరితలానికి 17-23 కిలోమీటర్ల ఎత్తులో ఉండే ఈ ప్రాంతంలో వాతావరణం వాహనం ఎగరటానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. గాలి వేగం తక్కువగా ఉండటం వల్ల వాహనం తేలికగా ఉన్నా స్థిరంగా ఉంటుంది. పౌర విమానాలు ప్రయాణించే ప్రాంతానికి ఎత్తులో ఉండటం వల్ల అనుకున్న చోట నిఘా వేయటానికి అనువుగా ఉంటుంది. అయితే అంత ఎత్తులో ఉష్ణోగ్రత మైనస్‌ 50 డిగ్రీల సెల్షియస్‌, అంతకన్నా తక్కువకు పడిపోతుంది. అందువల్ల ఎలక్ట్రానిక్‌ పరికరాలను వేడిగా ఉంచాల్సి ఉంటుంది. దీనికి ఎక్కువ విద్యుత్తు కావాలి. అలాగే గాలి సాంద్రత సముద్ర మట్టం వద్ద ఉన్నట్టుగా సుమారు 7% మాత్రమే ఉండటం వల్ల విమానం పైకి ఎగరటం, ముందుకు సాగటంలో చిక్కులు తలెత్తుతాయి. వాహనం తేలికగా ఉండేలా చూడటానికి చాలా సమర్థమైన సోలార్‌ సెల్స్‌, బ్యాటరీలు అవసరం. ఇందుకు ఎక్కువ ఇంధన సాంద్రత గల బ్యాటరీ సెల్స్‌ కావాల్సి ఉంటుంది. బ్యాటరీ బరువును బట్టి అది విద్యుత్తును నిల్వ చేసుకోగల సామర్థ్యాన్ని ఇంధన సాంద్రత అంటారు. సగటు ట్రక్కు బ్యాటరీ ఇంధన సాంద్రత 75 వాట్‌-అవర్‌/కేజీ. ఇస్రో అంతరిక్షంలోకి పంపించే చాలా ఉపగ్రహాల బ్యాటరీలు 190-200 వాట్‌-అవర్‌/కేజీ ఇంధన సాంద్రత కలిగుంటాయి. అధునాత టెస్లా కారులో 240-260 వాట్‌-అవర్‌/కేజీ ఇంధన సాంద్రత ఉంటుంది. హెచ్‌ఏపీఎస్‌కు ఇంకా ఎక్కువ అవసరం. ఇలాంటి సవాళ్లను అధిగమిస్తే డ్రోన్‌ ఉపగ్రహాలు ఎంతగానో ఉపయోగపడతాయి.

మనదేశ హెచ్‌ఏపీఎస్‌

హెచ్‌ఏపీఎస్‌ టెక్నాలజీ రంగంలో మనదేశం ఇప్పుడిప్పుడే పోటీ పడుతోంది. మున్ముందు కీలక టెక్నాలజీల కోసం ఇతర దేశాల మీద ఆధారపడటాన్ని తగ్గించటం కోసం గత కొన్నేళ్లుగా వర్ధమాన సాంకేతిక పరిజ్ఞానాల్లో పరిశోధనలను ప్రోత్సహిస్తున్నారు. ఈ క్రమంలో భాగంగానే హెచ్‌ఏపీఎస్‌ మీద దృష్టి సారించారు. జెఫీర్‌తో పాటు అధునాతన హెచ్‌ఏపీఎస్‌లేవీ ఇప్పటివరకూ ఉష్ణమండల ప్రాంతాల్లో ఎగరలేదు. ఈ నేపథ్యంలో తాజా యూఏవీ పరీక్ష విజయవంతం కావటం ఉత్సుకత కలిగిస్తోంది. ఇతర దేశాల మాదిరి సామర్థ్యాలను సాధించటం కొత్త ఆశలను రేకెత్తిస్తోంది.