अग्निबाणाचे रहस्य

अनेक दशके भारतीय वैज्ञानिकांनी केलेल्या अविरत परिश्रमांनी आणि कल्पक संशोधनामुळे आज भारत हा अग्निबाणांबाबत जगातील एक अग्रेसर देश बनला आहे. या अमेरिकेच्या तीन टप्पी महाकाय अग्निबाणाने २० जुलै १९६९ रोजी त्यांच्या अपोलो-११ यानाला चंद्रावर अलगद उतरविले. याच दिवशी पृथ्वीनिवासी मानवाने चंद्रावर पहिले पाऊल ठेवले. पीएसएलव्ही-१५ या भारताच्या सामर्थ्यशाली अग्निबाणाने २०१३च्या नोव्हेंबर महिन्यात ‘इस्रो’च्या नियोजित मंगळ मोहिमेत आपले मंगळयान मंगळावर यशस्वीरीत्या उतरविले. पीएसएलव्हीच्या पुढील एका आवृत्तीने विश्वविक्रम नोंदविला. २०१७ च्या फेब्रुवारीत या अग्निबाणाच्या ३९ व्या उड्डाणात भारताने एक नव्हे, दोन नव्हे तर १०४ उपग्रहांचे अंतराळात प्रक्षेपण करण्याची अनन्य कामगिरी बजावली. जीएसएलव्ही या भारताच्या क्रायोजेनिक इंजिन बसविलेल्या अतिप्रगत अग्निबाणाने २०१७ च्या मे महिन्यात चाचणी यशस्वी केली. या अग्निबाणातून भारताने जी सॅट-९ उपग्रह अवकाशात पाठविला. अग्निबाणविषयक अशा कितीतरी बातम्या वाचनात येतात, टीव्हीवर दिसतात. या बातम्यांमुळे अग्निबाण (रॉकेट) या अवकाश संशोधनाशी संबंधित घटकाविषयी कुतूहल जागते. अग्निबाणाची, अवकाश संशोधन क्षेत्रातील नेमकी भूमिका कोणती? अग्निबाणाची रचना कशी असते, अग्निबाणाचा अतिवेगवान प्रवास कोणत्या तत्त्वावर चालतो, असे अनेक प्रश्न रुंजी घालतात. झोतबलावर गती घेणारे वाहन अशी अग्निबाणाची शास्त्रीय व्याख्या करता येते. अवकाश संशोधन क्षेत्रात कृत्रिम उपग्रह, अवकाश याने, अवकाश स्थानके, प्रयोगशाळा, अंतराळवीर, आदींना अथांग अंतराळात, अपेक्षित उंचीवरील कक्षेत, इच्छित स्थळी वा अन्य ग्रहगोलावर पोहोचवणारे वाहन म्हणजे अग्निबाण. हेच वाहन क्षेपणास्त्राच्या स्वरूपात, जहाल स्फोटके, विनाशक अण्वस्त्रे, अन्य काही युद्धसामग्री शत्रू राष्ट्रापर्यंत पोहोचवून त्यांच्या प्रदेशातील नियोजित लक्ष्यावर भडीमार करण्यासही उपयुक्त ठरते. अग्निबाण संशोधनात ज्यांनी महत्त्वाचा हातभार लावला आहे अशा वैज्ञानिकांच्या यादीत रशियन वैज्ञानिक त्सिओल्कोव्हस्की, फ्रेंच वैज्ञानिक एसनॉल्ट पेल्टिरीए, अमेरिकन वैज्ञानिक डॉ. गोदार्द, जर्मन वैज्ञानिक ओबर्थ आणि भारतीय वैज्ञानिक डॉ. वसंतराव गोवारीकर यांचा समावेश आहे. अग्निबाण सकृतदर्शनी दिसायला दंडगोलाकृती नळकांड्यासारखा दिसतो. अग्निबाणाच्या गतिशील प्रवासात हवेच्या घर्षणामुळे बाह्यभागात प्रचंड उष्णता निर्माण होत असल्याने या उष्णतेपासून अग्निबाण कवचाचे रक्षण होण्यासाठी हे कवच अतिकठीण, उच्च विलयबिंदू असणाऱ्या आणि भेदक वैश्विक किरणांचे शोषण करू शकणाऱ्या विशिष्ट मिश्रणातून बनविलेले असते. अग्निबाणाचे वरचे टोक हवेच्या घर्षणाच्या वेगावर प्रतिकूल परिणाम होऊ नये यासाठी निमुळते कोनाकृती असते. अग्निबाणाच्या तळाला तप्त हवेचा झोत म्हणजेच फवारा बाहेर फेकण्यासाठी लहान-मोठ्या व्यासाच्या नळ्या बसविलेल्या असतात. एक टप्प्याच्या लहान अग्निबाणात इंधन साठवून ठेवण्यास एक कप्पा, ऑक्सिकारक पदार्थ साठवून ठेवण्यासाठी दुसरा कप्पा, इंधन ज्वलनासाठी एक कोठी असते. कोठीत इंधनाच्या ज्वलनासाठी शक्तिशाली इंजिने असतात. इंधन आणि ऑक्सिकारक पदार्थ नळ्यातून ज्वलनकोठीत येतात तेव्हा त्यांचे ज्वलन होते. या ज्वलनातून दोन हजार अंश सेल्सिअस किंवा त्याहून अधिक तापमान निर्माण होते. ज्वलनातून बाहेर पडणाऱ्या वायूंचा दाबही कित्येकपट वाढलेला आढळतो. अग्निबाणात इंधन ज्वलनातून निर्माण होणारे तप्त वायू तळाकडील नळ्यातून बाहेर पडतात. जितक्या वेगाने आणि जितक्या दाबाखाली हे वायू झोत स्वरूपात बाहेर पडतील, तितक्या वेगाने परंतु विरुद्ध दिशेने वरच्या दिशेने अग्निबाण अवकाशात झेपावतो. ‘अॅक्शन इज इक्वल टू रिअॅक्शन’ म्हणजेच क्रियेला तितक्याच परिणामाची विरुद्ध दिशेने कार्यरत असलेली प्रतिक्रिया होते, या न्यूटनच्या गतिविषयक तिसऱ्या नियमाने अग्निबाणाचे अंतराळक्रमण चालू राहते. अग्निबाणाचा मोठा प्रवास वातावरणापलीकडे होणार असतो. त्याकरिता अग्निबाणात इंधनाबरोबरच ज्वलनासाठी आवश्यक असणारा प्राणवायू पुरवू शकणाऱ्या ऑक्सिकारक पदार्थाची जोड द्यावी लागते. ऑक्सिकारक पदार्थातून निर्माण होणारा प्राणवायू, इंधन ज्वलनास उपयोगी पडतो. इंधन व ऑक्सिकारक यांच्या मिश्रणाला मराठीत ‘प्रणोदक’, तर इंग्रजीत ‘प्रॉपेलंट’ अशी संज्ञा आहे. प्रणोदके प्रामुख्याने घन, द्रव आणि संमिश्र अशा तीन प्रकारची असतात. अतिदूर जाण्यासाठी, एकापेक्षा अधिक टप्प्यांच्या, अतिवेगवान अग्निबाणाचे, नियोजन करावे लागते. - प्रा. वसंतराव बंडोबा काळे

from Science & Technology News: Science News Updates, Science Technology News in Marathi | Maharashtra Times http://bit.ly/2WYtapB