అంతరిక్ష ప్రయోగాలకు అండ..స్క్రామ్‌జెట్

పూర్తి స్వదేశీ పరిజ్ఞానంతో రూపొందించిన స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్‌ను భారత్ విజయవంతంగా పరీక్షించింది. ఆగస్టు 28న శ్రీహరి కోటలోని సతీష్ ధావన్ అంతరిక్ష కేంద్రం నుంచి స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్ పరీక్షను భారత అంతరిక్ష పరిశోధన సంస్థ (ఇస్రో) నిర్వహించింది. వేగవంతమైన, సమర్థ ఉపగ్రహ నౌకలు, క్షిపణులు, అంతరిక్ష, రవాణా విమానాల అభివృద్ధికి స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్ ఉపయోగపడుతుంది. తాజా విజయంతో అమెరికా, రష్యా, ఐరోపా (ఈయూ) తర్వాత స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్‌ను పరీక్షించిన దేశంగా భారత్ నిలిచింది.

ఇప్పటి వరకు ఇస్రో అభివృద్ధి చేసిన పీఎస్‌ఎల్‌వీ (పోలార్ శాటిలైట్ లాంచ్ వెహికల్), జీఎస్‌ఎల్‌వీ (జియోసింక్రనస్ శాటిలైట్ లాంచ్ వెహికల్) వంటి అంతరిక్ష రాకెట్లలో ఇంధనాన్ని మండించేందుకు ప్రత్యేకంగా ఆక్సిడైజర్‌ను వినియోగించాల్సి ఉండేది. రాకెట్‌లోని ప్రతి అంచెలో ఇంజన్‌తోపాటు ఇంధన ట్యాంకు, ఆక్సిడైజర్ ట్యాంకు ఉంటాయి. ఇంధన ట్యాంకు నుంచి ఇంజన్‌కు ఇంధనం సరఫరా అయ్యే సమయంలోనే ఆక్సిడైజర్ ట్యాంకు నుంచి ఆక్సిడైజర్ సరఫరా అవుతుంది. ఇంధనం మండి శక్తి ఉత్పత్తి అయ్యేందుకు ఈ ఆక్సిడైజర్ తోడ్పడుతుంది. అయితే ఒకవేళ ఇంధనాన్ని మండించేందుకు వాతావరణంలోని ఆక్సిజన్‌ను రాకెట్ వినియోగించుకోగలిగితే రాకెట్‌లో ఆక్సిడైజర్‌ను నిల్వ చేయాల్సిన అవసరం ఉండదు. ఫలితంగా రాకెట్ బరువు గణనీయంగా తగ్గుతుంది. తద్వారా అధిక బరువున్న ఉపగ్రహాలను తక్కువ ఖర్చుతో ప్రయోగించడానికి వీలవుతుంది.

ఈ ఉద్దేశంతో భవిష్యత్ తరం స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్‌ను ఇస్రో అభివృద్ధి చేసింది. స్క్రామ్‌జెట్ అంటే Supersonic Combustible Ramjet. ఇస్రో ఆగస్టు 28న ఉదయం 6 గంటలకు స్క్రామ్‌జెట్ ప్రయోగాన్ని నిర్వహించింది. ఈ ప్రయోగం కోసం ఒక Advanced Technology Vehicle (ATV) అనే సౌండింగ్ రాకెట్‌ను ఇస్రో ప్రయోగించింది. రెండు స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్లను ATV లో అమర్చారు. లిఫ్ట్ సమయంలో స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్లతోపాటు ATV బరువు 3277 కిలోలు.

ప్రయోగంలో 3 కీలక దశలు
ఈ ప్రయోగంలో కీలకమైన మూడు దశలను ఇస్రో విజయవంతంగా పూర్తిచేసింది. ATV లోని బూస్టర్ రాకెట్ మండటం, ఆ తర్వాత రెండో దశ ఘన రాకెట్ దశ మండటం, ఆ తర్వాత మరింత కీలకమైన స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్లు 5 సెకన్ల పాటు మండటం.

ATV లోని మొదటి దశలో బూస్టర్ రాకెట్‌ను 7 కిలోమీటర్ల ఎత్తులోకి తీసుకెళ్లి విడిపోయింది. ఆ తర్వాత రెండో దశలో 6 మ్యాక్‌ల వేగం (ధ్వని వేగానికి ఆరురెట్లు)తో దూసుకెళ్లి, నిర్దేశిత ఎత్తుకు చేరుకోగానే స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్ల్ల పరీక్ష మొదలైంది. 5 సెకన్లపాటు స్క్రామ్‌జెట్ నిర్దేశిత ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా మండటంతో ఇస్రో పరీక్ష విజయవంతమైంది. మొత్తం మీద లిఫ్ట్ జరిగిన 300 సెకన్ల తర్వాత శ్రీహరికోటకు 320 కి.మీ దూరాన బంగాళాఖాతంలోకి ATV దిగింది. ఇస్రో రూపొందించిన ఈ స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్ హైడ్రోజన్‌ను ఇంధనంగా, గాల్లోని ఆక్సిజన్‌ను ఆక్సిడైజర్‌గా వినియోగించుకుంటుంది. ఈ పరీక్షలో ఇస్రో ఉపయోగించిన ATV రెండు దశల సౌండింగ్ రాకెట్. దీని మొదటి దశ ఘన మోటారును రోహిణి RH560 సౌండింగ్ రాకెట్ ఆధారంగా రూపొందించారు. రెండు స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్లను ATV రెండో దశకు అనుసంధానించారు.

కీలక విజయం
ఈ ప్రయోగం ద్వారా ఇస్రో కీలక రంగాల్లో విజయం సాధించిందని చెప్పవచ్చు. దీని ద్వారా అధిక ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకునే పదార్థాల రూపకల్పన, హైపర్‌సోనిక్ ఇంజన్ డిజైనింగ్, అభివృద్ధి, సూపర్‌సోనిక్ కంబస్టర్ అభివృద్ధి వంటి అంశాల్లో ఇస్రో విజయం సాధించింది.

పూర్తిస్థాయిలో వినియోగించగల స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్‌ను అభివృద్ధి చేయడానికి చాలా ఏళ్లు పడుతుంది. భవిష్యత్తులో దీన్ని పూర్తిస్థాయిలో అభివృద్ధి చేయడం ద్వారా ఖండాంతర రవాణా వేగవంతమవుతుంది. (ఉదా: లండన్ నుంచి సిడ్నీకి 90 నిమిషాల్లో చేరుకోవచ్చు). తక్కువ ఖర్చుతో భారీ ప్రయోగాలకు వీలవుతుంది. ఇస్రో అభివృద్ధి చేయాలనుకుంటున్న పునర్వినియోగ రాకెట్ (Reusable Launch Vehicle) RLV లో కూడా స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్‌నే ఉపయోగిస్తారు.

మేక్ ఇన్ ఇండియాలో భాగంగా ఇస్రో స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్‌ను పూర్తి స్వదేశీ పరిజ్ఞానంతో అభివృద్ధి చేసింది. భారత రక్షణ శాఖకు చెందిన డీఆర్‌డీఓ (Defence Research & Development Organisation), రష్యాతో కలిసి అభివృద్ధి చేయనున్న బ్రహ్మోస్- II క్షిపణిలో 7 మ్యాక్‌ల వేగం కోసం కూడా స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్‌ను వినియోగించనున్నారు. ఇదే సాధ్యమైతే ప్రపంచంలో అత్యంత వేగవంతమైన క్రూయిజ్ క్షిపణిగా బ్రహ్మోస్ II అవతరిస్తుంది.

తొలి విజయం రష్యాదే
రష్యా 1991లో తొలిసారిగా స్క్రామ్‌జెట్‌ను విజయవంతంగా పరీక్షించింది. 1992-98 మధ్యకాలంలో ఫ్రాన్స్, అమెరికాలు స్క్రామ్‌జెట్ పరీక్షలు నిర్వహించాయి. 2007లో అమెరికాకు చెందిన యూఎస్ డిఫెన్స్ అడ్వాన్స్‌డ్ రీసెర్చ్ ప్రాజెక్ట్ ఏజెన్సీ (డీఏఆర్‌పీఏ) 10 మ్యాక్‌ల వేగంతో స్క్రామ్‌జెట్‌ను విజయవంతంగా పరీక్షించింది. దీంతోపాటు అమెరికా 2013లో మానవ రహిత ఎక్స్-51ఏ వేవ్ రైడర్ అనే విమానాన్ని 3 నిమిషాలపాటు 5.1 మ్యాక్‌ల వేగంతో పరీక్షించింది.

రామ్‌జెట్ /స్క్రామ్‌జెట్/డ్యూయల్‌మోడ్ రామ్‌జెట్ (డీఎంఆర్‌జే)
రాకెట్‌ల డిజైనింగ్‌లో గాలి నుంచి ఆక్సిజన్‌ను ఉపయోగించగల ఎయిర్ బ్రీతింగ్ టెక్నాలజీ ప్రాధాన్యతను గుర్తించిన తర్వాత ప్రపంచవ్యాప్తంగా వివిధ దేశాల అంతరిక్ష, రక్షణ విభాగాలు ఈ తరహా టెక్నాలజీ అభివృద్ధిలో నిమగ్నమయ్యాయి. వివిధ అంతరిక్ష సంస్థలు అభివృద్ధి చేస్తున్న ఎయిర్ బ్రీతింగ్ టెక్నాలజీ ఆధారిత 3 రకాల కీలక ఇంజన్ల వివరాలు...

1. రామ్‌జెట్ రాకెట్ ఎదురుగా వచ్చే గాలిని కంప్రెస్ చేసి రొటేటింగ్ కంప్రెసర్ సాయం లేకుండా ఇంధనాన్ని మండించేందుకు ఉపయోగించేదే రామ్‌జెట్ టెక్నాలజీ. 3 మ్యాక్‌ల సూపర్‌సోనిక్ వేగం వద్ద రామ్‌జెట్‌లు సమర్థంగా పనిచేస్తాయి. అయితే 6 మ్యాక్‌ల వేగంపైన హైపర్‌సోనిక్ వేగం వద్ద దీని సామర్థ్యం తగ్గుతుంది.
2. స్క్రామ్‌జెట్ రామ్‌జెట్ ఇంజన్ లోపాన్ని సవరిస్తూ అధిక సామర్థ్యంతో రూపొందించిందే స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్. హైపర్‌సోనిక్ వేగం వద్ద సమర్థంగా పనిచేస్తూ సూపర్‌సోనిక్ Combustion నిర్వహించేదే స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్. అందుకే దీన్ని Supersonic Combustion Ramjet అంటారు.
3. డ్యూయల్ మోడ్ రామ్‌జెట్ (డీఎంఆర్‌జే) 4-8 మ్యాక్‌ల వేగం వద్ద రామ్‌జెట్ ఇంజన్.. స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్‌గా మారే జెట్ ఇంజన్‌ను డ్యూయల్ మోడ్ రామ్‌జెట్ అంటారు. అంటే ఇది సబ్‌సోనిక్, సూపర్‌సోనిక్ Combustion లను (రెండింటినీ) సమర్థంగా నిర్వహించగలదు.

• రష్యా 1991లో తొలిసారిగా స్క్రామ్‌జెట్‌ను విజయవంతంగా పరీక్షించింది.
• రామ్‌జెట్ టెక్నాలజీ ద్వారా రాకెట్ ఎదురుగా వచ్చే గాలిని కంప్రెస్ చేసి రొటేటింగ్ కంప్రెసర్ సాయం లేకుండా ఇంధనాన్ని మండించవచ్చు.
• హైపర్‌సోనిక్ వేగం వద్ద మాత్రం రామ్‌జెట్ ఇంజన్లు పూర్తి సామర్థ్యంతో పనిచేయలేవు.
• 4-8 మ్యాక్‌ల వేగం వద్ద రామ్‌జెట్ ఇంజన్.. స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్‌గా మారే జెట్ ఇంజన్‌ను డ్యూయల్ మోడ్ రామ్‌జెట్ అంటారు
• స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్ హైపర్‌సోనిక్ వేగం వద్ద సమర్థంగా పనిచేస్తూ సూపర్‌సోనిక్ Combustionనిర్వహిస్తుంది.