శాస్త్ర విజ్ఞానము

http://www.andhrabhoomi.net/intelligent/motor-340



మోటారు యంత్రాలు లేని పాత రోజుల్లో పడవలని అదిలించడానికి తెరచాపలు, తెడ్లు వాడేవారు. గాలి వీచినప్పుడు అది తెరచాపల మీద చేసే ఒత్తిడి వల్ల పడవ కదులుతుంది. కాని ఈ ఇరవై ఒకటవ శతాబ్దంలో అదీ అంతరిక్ష యాత్రలో అంతరిక్షనౌకల్లో తెరచాపలు వాడొచ్చన్న భావన కొంత కాలంగా ఉంది. భావనగా ఉండడమే కాక ఆ దిశలో కొన్ని ప్రయత్నాలు కూడా జరిగాయి.

భూమి మీద అయితే గాలి ఉంటుంది కనుక పడవలకి తెరచాపలు కట్టడంలో అర్థం ఉంది గాని, గాలి లేని శూన్యసీమ అయిన అంతరిక్షంలో తెరచాపలు కట్టడం ఏంటండీ వెర్రి కాకపోతేనూ? అంటారేమో! ఇక్కడ విశేషం ఏంటంటే ఈ తెరచాపలు మాములుగా గాలి మీద పనిచేసే తెరచాపలు కావు. అవి కాంతి మీద, అంటే సూర్యకాంతి మీద, పనిచేసే సౌరతెరచాపలు.

ఈ సౌరతెరచాపలు అన్న భావన వెనుక ఓ ఆసక్తికరమైన భతిక ధర్మం ఉంది. వాయువులకి, ద్రవాలకి ఒత్తిడి ఉన్నట్టే కాంతికి కూడా ఒత్తిడి ఉంటుంది. అయితే అది చాలా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది కనుక మనకు మామూలుగా అనుభవం కాదు. కాంతి అంటే ఫోటాన్లు అనబడే రేణువుల ప్రవాహం. ఒక్కొక్క ఫోటాన్ కి కొంత శక్తి ఉంటుంది. ఆ శక్తి కాంతి యొక్క పౌనఃపున్యం (frequency) మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. అందుకే అధిక పౌనఃపున్యం గల ఎక్స్-రే లకి అంత ఎక్కువ శక్తి. ఈ ఫోటాన్లు కాంతి వేగంతో అంటే 300,000 km/sec వేగంతో శూన్యం లో ప్రయాణిస్తాయి. అలా ప్రచండ వేగంతో కదిలే ఫోటాను ఓ తలాన్ని ఢీకొన్నప్పుడు దాని మీద కాస్తంత ఒత్తిడి చేస్తుంది.

ఆ విధంగా భూమి మీద పడే సూర్య కాంతి చేసే ఒత్తిడి (పీడనం) విలువ = 4.6 micro Pascals.
వాతావరణ పీడనం విలువ (101.3 kilo Pascals) తో పోల్చితే ఇది చాలా చిన్న విలువ అని స్పష్టంగా తెలుస్తోంది. ఇక బలమైన రాకెట్ ఇంజెన్ల పీడనంతో పోల్చితే ఇది మరీ తక్కువ. కాని ఆ కాస్త పీడనం చాలు అంతరిక్షంలో కదిలే వ్యోమనౌకని అత్యధిక వేగాలకి చోదించడానికి!

రాకెట్ ఇంజెన్ల ధాటి (thrust) చాలా ఎక్కువే. అయితే వాటిని తక్కువ సేపు మాత్రమే వాడుకోవచ్చు. ముఖ్యంగా గ్రహం యొక్క గురుత్వాకర్షణ నుండి బయట పడడానికి రాకెట్ ఇంజెన్ లని వాడొచ్చు. కాని అంతరిక్షంలో ప్రవేశించాక, ఇరుగుపొరుగు గ్రహాల గురుత్వం నుండి దూరం అయ్యాక, వ్యోమనౌక గతిని అవరోధించే శక్తులు ఏవీ ఉండవు కనుక, సూర్య కాంతి అనుక్షణం చేసే సున్నితమైన ఒత్తిడి వల్ల నౌక మెల్లగా వేగం పుంజుకునే అవకాశం వుంది. అలా కొన్ని నెలల పాటు సౌర కాంతి ఒత్తిడికి గురైన నౌక అధిక వేగాలని అందుకుంటుంది.

సౌర తెరచాపలకి కొన్ని కనీస అర్హతలు ఉండాలి. వీటి వైశాల్యం వీలైనంత ఎక్కువగా ఉండాలి. ఎందుకంటే వైశాల్యం ఎంత ఎక్కువ ఉంటే, తెరచాప మీద కాంతి చూపించే బలం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. బరువు తక్కువగా ఉండాలి. వీటి బరువే ఎక్కువ ఉంటే, ఇక వీటిని కదిలించే సరికే సరిపోతుంది. ఇవి ధృఢంగా ఉండాలి. దారే పోయే ఉల్కల నుండి రాలే రేణువుల తాకిడికి దెబ్బతినకుండా ఉండాలి. అలాగే అంతరిక్షంలో ఉష్ణోగ్రతలలో వచ్చే మార్పులకి తట్టుకోగలిగేలా ఉండాలి.

సౌర తెరచాపలలో మూడు రకాలు ఉన్నాయి:
1. చదరపు తెరచాపలు: ఇవి గాలిపటాల్లా ఉంటాయి. వీటిలో ’తెర’ మడత పడకుండా చట్రం లాంటిది ఉంటుంది.
2. హీలియో జైరో తెరచాప: ఇందులో హెలికాప్టర్ రెక్కల్లాంటివి ఉంటాయి. ఆ రెక్కలు వంగ కుండా ఉండాలంటే ఆ రెక్కలు కేంద్రం చుట్టూ పరిభ్రమిస్తూ ఉండాలి.
3. వృత్తాకార తెరచాప: ఇది కూడా చదరపు తెర చాప లాంటిదే కాని తెరచాప వృత్తాకారంలో ఉంటుంది.

సౌర తెరచాపలు ఎలా పని చేస్తాయో పరీక్షించడానికి ’కాస్మాస్-1' అనే వ్యోమనౌకని 2005, జూన్ 21 నాడు లాంచ్ చేశారు. ఈ కాస్మాస్ నౌక నిర్మాణంలో, లాంచ్ లో ’ప్లానెటరీ సొసైటీ’ అనే ప్రయివేట్ సంస్థ, రష్యాకి చెందిన అంతరిక్ష సంస్థ ’బాబాకిన్ స్పేస్ సెంటర్’ యొక్క సేవలు తీసుకుంది. ఈ ప్రాజెక్ట్ ఖరీదు $4 మిలియన్లు. ఈ నౌకలో వాడిన హీలియో జైరో రకం సౌర తెరచాపలో 8 రెక్కలు ఉన్నాయి. త్రికోణాకారంలో ఉన్న ఆ రెక్కల పొడవు 15 మీటర్లు ఉంటుంది. ఆర్కిటిక్ మహా సముద్రంలో భాగం అయిన బారెంట్స్ సముద్రంలో ఒక సబ్మెరిన్ నుండి, ఓ ఇంటర్ కాంటినెంటల్ బాలిస్టిక్ మిసైల్ ద్వారా 100 kg లు బరువు ఉన్న ఈ వ్యోమనౌకని లాంచ్ చేశారు.

అంతా బాగానే ఉంది గాని దురదృష్టవశాత్తు ఈ మిషన్ విఫలం అయ్యింది. రాకెట్ విఫలం కావడం వల్ల ముందు అనుకున్న కక్ష్యలోకి చేరలేకపోయింది. అనుకున్నట్టుగా పని చేసుంటే ఈ నౌక వేగంలో గత నౌకల రికార్డుని బద్దలు కొట్టేది. భూమికి దరిదాపుల్లో అంతరిక్షంలో ఉండే సౌరకాంతి వల్ల నౌకలో కలిగే త్వరణం 5 X 10-4 m/s2 అవుతుంది. అంతతక్కువ త్వరణంతో నిశ్చల స్థితి నుండి ఓ వ్యోమనౌక బయలుదేరినా ఒక్క రోజులో దాని వేగం 100 mph అవుతుంది. 100 రోజుల్లో దాని వేగం 10,000 mph అవుతుంది. అలాగే 2.74 ఏళ్లలో 100,000 mph ని అందుకుంటుంది. అంత వేగం వద్ద నౌక ఐదేళ్ళలో ప్లూటోని చేరుకోగలదు. అయితే వాస్తవంలో సూర్యుడికి దూరం అవుతున్న కొలది కాంతి శక్తి సన్నగిల్లుతుంది కనుక త్వరణం భూమి దగ్గర ఉన్నంత ఎక్కువ ఉండదు.

కాస్మాస్ మిషన్ విఫలం అయినా ఈ రంగంలో ప్రయోగాలు కొనసాగుతున్నాయి. గత ఏడాది మే నెలలో జపాన్ దేశం సౌర తెరచాపల మీద పని చేసే ఓ నౌకను పంపింది. వీనస్ గ్రహం గమ్యంగా గల ఈ నౌక సౌరతెరచాపల మీద పని చేసే మొట్టమొదటి గ్రహాంతరయాన నౌక అన్న ఘనత దక్కించుకుంది.

ఏదేమైనా అంతరిక్షంలో కోటానుకోట్ల కిలోమీటర్లు ప్రయాణించగోరే బహుదూరపు బాటసారులకి కాంతి శక్తి చేత చోదించబడే ఈ సౌర తెరచాపలు ఓ గొప్ప వరమే అవుతాయి.