आजच्या मोहिमांपलीकडे पाहणारा प्रोपल्शन मैलाचा दगड
लिथियम धातूच्या वाफेचा इंधन म्हणून वापर करणाऱ्या पुढील पिढीच्या इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन प्रणालीची NASA अभियंत्यांनी चाचणी केली आणि 120 किलोवॉट इतकी शक्ती गाठली, जी Universe Today च्या या कामाच्या सारांशानुसार एक नवा अमेरिकी विक्रम आहे. हा निकाल उद्याच मंगळावर जलद जाणारी मानवयान मोहीम तयार करत नाही, पण भविष्यातील मानवी खोल-अंतराळ मोहिमांसाठी आवश्यक असलेल्या उच्च-शक्तीच्या प्रोपल्शनकडे तो एक महत्त्वपूर्ण टप्पा आहे.
इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन रासायनिक रॉकेटप्रणालींपेक्षा अशा प्रकारे वेगळे आहे की ते प्रथमदर्शनी उलटे वाटू शकते. मोठा, हिंसक धक्का देण्याऐवजी ते वेळेनुसार सतत वाढणारी, सौम्य ढकलणी देते. त्यामुळेच ही तंत्रज्ञान दीर्घकालीन मोहिमांसाठी इतकी आकर्षक आहे. सुरुवातीची प्रवेगवाढ कमी असू शकते, पण दीर्घकाळ चालणाऱ्या ऑपरेशनमुळे पारंपरिक प्रणालींच्या तुलनेत फारच कमी प्रोपेलंट वापरून प्रचंड वेग मिळू शकतो.
स्रोत सांगतो की इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन रासायनिक रॉकेटांच्या तुलनेत आवश्यक इंधनात 90 टक्क्यांपर्यंत बचत करू शकते. अशा कार्यक्षमतेमुळे, तांत्रिकदृष्ट्या अवघड आणि सर्वसामान्यांसाठी कमी समजण्यासारख्या असल्या तरी, संस्था त्यात गुंतवणूक करत राहतात. अंतराळप्रवासात कार्यक्षमता हा ऐषाराम नाही. एखादी मोहीम शक्य आहे की नाही, हे तीच ठरवू शकते.
120 किलोवॉट का महत्त्वाचे आहे
नवा चाचणी निकष अंशतः विद्यमान मोहिमांशी असलेल्या संबंधामुळे महत्त्वाचा आहे. Universe Today ने 120-किलोवॉट परिणामाची NASA च्या Psyche अंतराळयानाशी तुलना केली, ज्यावर आतापर्यंत उड्डाणासाठी बनवलेले सर्वात शक्तिशाली इलेक्ट्रिक थ्रस्टर आहेत आणि जे 16 Psyche या लघुग्रहाकडे जात आहे. नव्या प्रोपल्शन प्रणालीची चाचणी केलेली शक्ती Psyche च्या तुलनेत सुमारे 25 पट जास्त असल्याचा अंदाज आहे.
याचा अर्थ असा नाही की ती सध्याच्या अंतराळयानांच्या हार्डवेअरची लगेच जागा घेण्यास तयार आहे. पण याचा अर्थ NASA इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन चाचणीच्या खूप उच्च-शक्तीच्या टप्प्यात प्रवेश करत आहे, आणि भविष्यातील मानवी अन्वेषण संकल्पनांना नेमकी तिथेच प्रगतीची गरज आहे. इलेक्ट्रिक प्रोपल्शनमध्ये पॉवर स्केल अत्यंत महत्त्वाचे असतात, कारण मोठ्या अंतराळयानांसाठी या प्रणाली उपयुक्त ठरण्यासाठी आजच्या रोबोटिक मोहिमांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या पातळींपेक्षा खूप जास्त काम करू शकल्या पाहिजेत.
NASA च्या Jet Propulsion Laboratory मधील वरिष्ठ संशोधन शास्त्रज्ञ James Polk यांनी सांगितले की टीमने केवळ थ्रस्टर काम करते हे दाखवले नाही, तर त्यांनी लक्ष्य केलेली शक्तीची पातळीही गाठली. तितकेच महत्त्वाचे म्हणजे, स्केल वाढवण्याच्या आव्हानांवर काम करण्यासाठी आता त्यांच्याकडे एक मजबूत टेस्टबेड आहे, असेही ते म्हणाले.
मंगळ-श्रेणीच्या मोहिमांना यापेक्षा खूप अधिक लागेल
त्याचे महत्त्व कितीही असले तरी 120 किलोवॉट हे मानवी मंगळ मोहिमेसाठी आवश्यक असण्याची शक्यता असलेल्या पातळीपेक्षा अजूनही बरेच कमी आहे. Universe Today च्या म्हणण्यानुसार अशा मोहिमेसाठी अनेक थ्रस्टर्समध्ये 2 ते 4 मेगावॉट शक्तीची गरज भासेल, आणि 23,000 तासांहून अधिक ऑपरेशन करावे लागेल. हे प्रमाण दर्शवते की काम अजून किती सुरुवातीच्या टप्प्यात आहे. आशादायक चाचणी म्हणजे तैनातीची योजना नाही.
पण आजचा निकाल आणि भविष्यातील गरजा यांच्यातील अंतर हे या मैलाच्या दगडाला कमी लेखण्याचे कारण नाही. उलट, त्याचमुळे हा मैलाचा दगड महत्त्वाचा ठरतो. अंतराळ प्रोपल्शनमधील प्रगती ही सिद्ध करता येणाऱ्या क्षमतेतील टप्प्याटप्प्याच्या झेपांमधून तयार होते. बहु-मेगावॉट आर्किटेक्चरवर विश्वास ठेवण्यापूर्वी अभियंत्यांना उपप्रणाली, इंधने, कार्यपरिस्थिती, आणि टिकाऊपणा लहान पण महत्त्वाकांक्षी टप्प्यांमध्ये पडताळावा लागतो.
लिथियम धातूच्या वाफेचा वापर हीच या कामाला वैशिष्ट्यपूर्ण बनवणाऱ्या गोष्टींपैकी एक आहे. नवे प्रोपेलंट दृष्टिकोन कामगिरीच्या मर्यादा आणि डिझाइनमधील तडजोडी अशा प्रकारे बदलू शकतात की प्रणाली मोठ्या होत गेल्यावर ते निर्णायक ठरतात. स्रोत या चाचणीला संभाव्य गेमचेंजर म्हणून वर्णन करतो, आणि अशा शब्दांकडे नेहमीच सावधपणे पाहिले पाहिजे, तरी मूलभूत मुद्दा योग्य आहे: प्रोपल्शन आर्किटेक्चर ही माणसे सौरमालेत किती वेगाने आणि कार्यक्षमतेने हालचाल करू शकतील यावरील मुख्य मर्यादांपैकी एक आहे.
इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन म्हणजे फक्त वेग नव्हे, तर मिशन डिझाइनही
प्रगत थ्रस्टरचे लोकप्रिय वर्णन बहुधा कमाल वेगावर लक्ष केंद्रित करते, आणि त्यासाठी चांगले कारणही आहे. लेखात असा भविष्यकालीन मंगळयान कल्पिला आहे की एक आठवडा सतत प्रवेग घेतल्यानंतर ते ताशी 400,000 किलोमीटरहून अधिक वेग गाठू शकेल. पण इलेक्ट्रिक प्रोपल्शनचे खरे महत्त्व हे मिशन डिझाइनमध्ये ते काय बदल घडवते यामध्ये आहे. उच्च-कार्यक्षमता प्रोपल्शन इंधनाचे वजन कमी करू शकते, पेलोडचे पर्याय वाढवू शकते, आणि अन्यथा अतिशय महाग किंवा मंद असलेल्या मोहिमांसाठी लवचिकता वाढवू शकते.
हे मानवी अन्वेषणाइतकेच रोबोटिक विज्ञान मोहिमांनाही लागू होते. अधिक सक्षम इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन अंतराळयानाला अधिक दूर प्रवास करण्यास, अधिक प्रभावीपणे पुनर्स्थित होण्यास, किंवा कमी प्रोपेलंट मर्यादांमध्ये समर्थन देणे कठीण असणारी उपकरणे वाहून नेण्यास मदत करू शकते. त्या अर्थाने, हे तंत्रज्ञान केवळ मंगळाबद्दल नाही. ते सौरमालेभर अन्वेषणासाठी डिझाइनच्या शक्यता रुंदावण्याबद्दल आहे.
लांब प्रवास, पण अर्थपूर्ण
विक्रमी चाचणी पुढील अभियांत्रिकी अडथळे नाहीसे करत नाही. बहु-मेगावॉट पॉवर सिस्टम, अतिशय दीर्घ ऑपरेशनल आयुष्य, उष्णता व्यवस्थापन, विश्वासार्हता, आणि संपूर्ण मिशन एकत्रीकरण ही अजूनही मोठी आव्हाने आहेत. तरीही NASA ची प्रगती दाखवते की ही आव्हाने योग्य स्तरावर हाताळली जात आहेत: केवळ दूरच्या संकल्पनात्मक चित्रांद्वारे नाही, तर हार्डवेअर, मापन, आणि टप्प्याटप्प्याने पडताळणीद्वारे.
म्हणूनच ही चाचणी वेगळी ठरते. ही फक्त आणखी एक भविष्यकालीन मंगळ कथा नाही. खोल-अंतराळातील महत्त्वाकांक्षा विश्वासार्ह प्रणालींमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी लागणाऱ्या व्यावहारिक कामाचे हे उदाहरण आहे. 120 किलोवॉटवर लिथियम-वाफ इलेक्ट्रिक थ्रस्टर सिद्ध करून NASA ने त्या आर्किटेक्चरचा एक भाग पुढे नेला आहे.
जर पुढील चाचण्या याच दिशेने पुढे गेल्या, तर इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन मंगळ आणि त्यापलीकडे जलद, अधिक कार्यक्षम प्रवास कमी अनुमानाधारित आणि अधिक कार्यक्षम बनवणाऱ्या सक्षम तंत्रज्ञानांपैकी एक ठरू शकते. सध्या तरी, ही कामगिरी एक ठोस अभियांत्रिकी मैलाचा दगड म्हणूनच समजणे योग्य आहे, अशा मार्गावर ज्याला अजून बराच पल्ला गाठायचा आहे.
ही कथा का महत्त्वाची आहे
- NASA ने 120 किलोवॉटवर लिथियम-वाफ इलेक्ट्रिक थ्रस्टरची विक्रमी चाचणी केली.
- स्रोतामध्ये नमूद केलेल्या सध्याच्या उड्डाण-श्रेणीतील इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन शक्तींपेक्षा हा निकाल खूपच जास्त आहे.
- भविष्यातील मानवी मंगळ मोहिमांसाठी उच्च-शक्तीची इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन एक प्रमुख गरज मानली जाते.
हा लेख Universe Today च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
Originally published on universetoday.com