Kreios Space, Kongsberg NanoAvionics എന്നിവയുമായി ചേർന്ന്, വളരെ താഴ്ന്ന ഭൗമ ഭ്രമണപഥത്തിൽ (Very-Low-Earth Orbit - VLEO) അന്തരീക്ഷ ഇലക്ട്രിക് പ്രൊപ്പൽഷൻ സിസ്റ്റംequipped ആയ ഒരു 200 കിലോഗ്രാം മൈക്രോസാറ്റലൈറ്റ് വിക്ഷേപിക്കാൻ ഒരുങ്ങുന്നു. 150-300 കിലോമീറ്റർ ബാൻഡ് ആണ് VLEO; ഇവിടെ മിക്ക സാറ്റലൈറ്റുകളും മാസങ്ങൾക്കുള്ളിൽ തകരാറിലായി താഴേക്ക് പതിക്കുന്നു. ഈ പരീക്ഷണം വിജയിച്ചാൽ, നിലവിൽ സാറ്റലൈറ്റുകളെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്ന നേർത്ത വായുവിനെ തന്നെ അവയെ നിലനിർത്താൻ ഉപയോഗിക്കാൻ സാധിക്കും. ഇത് ഭാരമേറിയതും ചെലവേറിയതുമായ രാസ ഇന്ധനങ്ങളുടെ ആവശ്യം കുറയ്ക്കും.

എന്തുകൊണ്ടാണ് VLEO ഒരു പ്രശ്നമാകുന്നത്

VLEO ഉയരങ്ങളിൽ അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഓക്സിജൻ, നൈട്രജൻ തന്മാത്രകൾ അളවිය හැකි തരത്തിലുള്ള ഡ്രാഗ് (drag - ഘർഷണം) ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഈ ഘർഷണം സാറ്റലൈറ്റിന്റെ ഭ്രമണ വേഗത കുറയ്ക്കുകയും, പ്രൊപ്പൽഷൻ ഇല്ലാത്ത സാറ്റലൈറ്റുകൾ ആഴ്ചകൾക്കോ മാസങ്ങൾക്കോ ഉള്ളിൽ ഭൂമിയിലേക്ക് പതിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കൂടാതെ, ഈ കണികകൾ സാറ്റലൈറ്റിന്റെ ഉപരിതലങ്ങളെ നശിപ്പിക്കുകയും ദൗത്യത്തിന്റെ കാലാവധി കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. പരമ്പരാഗത ത്രസ്റ്ററുകൾ (thrusters) ഇന്ധനം ഉപയോഗിച്ച് ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, അധിക ഭാരം പേലോഡ് ശേഷി കുറയ്ക്കുകയും വിക്ഷേപണ ചെലവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

"വായു ഇന്ധനമായി" പ്രവർത്തിക്കുന്നത് എങ്ങനെ

Kreios-ന്റെ സിസ്റ്റം ഒരു ചെറിയ വാക്വം ക്ലീനറും ഇലക്ട്രിക് ത്രസ്റ്ററും ഒന്നിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്നതുപോലെയാണ്. ഒരു ഇൻടേക്ക് സ്ക്കൂപ്പ് (intake scoop) അന്തരീക്ഷത്തിലെ O₂ , N₂ തന്മാത്രകളെ ശേഖരിക്കുന്നു. ബോർഡിലുള്ള ഒരു പവർ സോഴ്സ് ഈ വാതകത്തെ അയോണൈസ് ചെയ്ത് പ്ലാസ്മ (plasma) - അതായത് ചാർജ് ചെയ്യപ്പെട്ട ഒരു വാതകം - ആക്കി മാറ്റുന്നു. തുടർന്ന് ഈ പ്ലാസ്മ ഒരു ഇലക്ട്രിക് നോസിലിലൂടെ പുറന്തള്ളുകയും, അത് ഡ്രാഗിനെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന ത്രസ്റ്റ് (thrust) ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ചുരുക്കത്തിൽ, സാറ്റലൈറ്റിന്റെ വേഗത കുറയ്ക്കുന്ന അന്തരീക്ഷം തന്നെ അതിനെ മുന്നോട്ട് തള്ളുന്ന ഇന്ധനമായി മാറുന്നു.

ഈ സമീപനം രണ്ട് പ്രധാന നേട്ടങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു:

  • ഭാരക്കുറവ് (Mass savings) – പ്രത്യേക ഇന്ധന ടാങ്കുകളോ വലിയ രാസ ത്രസ്റ്ററുകളോ ആവശ്യമില്ലാത്തതിനാൽ, സെൻസറുകൾക്കോ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ഉപകരണങ്ങൾക്കോ വേണ്ടി കൂടുതൽ ഭാരം ഉപയോഗിക്കാൻ സാധിക്കും.
  • ദൗത്യത്തിന്റെ ദൈർഘ്യം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു (Extended mission duration) – തുടർച്ചയായ ത്രസ്റ്റ് സാറ്റലൈറ്റിനെ മാസങ്ങൾക്ക് പകരം വർഷങ്ങളോളം VLEO-യിൽ നിലനിർത്താൻ സഹായിക്കും. ഇത് അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ സാന്ദ്രത കൂടിയ ഭാഗങ്ങളിൽ നിന്ന് കൂടുതൽ വ്യക്തതയുള്ള ചിത്രങ്ങളും കുറഞ്ഞ ലേറ്റൻസി (latency) ഉള്ള ലിങ്കുകളും ലഭ്യമാക്കാൻ സഹായിക്കും.

വ്യവസായ മേഖലയിലെ സ്വാധീനം

Kreios-ന്റെ പരീക്ഷണം വിജയിച്ചാൽ, എർത്ത്-ഒബ്സർവേഷൻ (Earth-observation), കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ, IoT കോൺസ്റ്റലേഷനുകൾ നടത്തുന്നവർക്ക് വിക്ഷേപണ ചെലവ് കുറയ്ക്കാനും ഡാറ്റയുടെ ഗുണനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്താനും സാധിക്കും. ഭൂമിക്ക് അടുത്തായിരിക്കുമ്പോൾ കൂടുതൽ വ്യക്തതയുള്ള ചിത്രങ്ങൾ ലഭിക്കും; ലോ-ഓർബിറ്റ് റിലേകളെ ആശ്രയിക്കുന്ന ബ്രോഡ്‌ബാൻഡ് സേവനങ്ങൾക്കായി ലേറ്റൻസി കുറയും. സാറ്റലൈറ്റ് ഡാറ്റയെ ആശ്രയിക്കുന്ന കമ്പനികൾക്ക്—ലോജിസ്റ്റിക്സ് സ്ഥാപനങ്ങൾ, നിർമ്മാണ മാനേജർമാർ, പ്രിസിഷൻ അഗ്രികൾച്ചർ സേവനദാതാക്കൾ—കൂടുതൽ വേഗത്തിലും വിശദമായും വിവരങ്ങൾ ലഭിക്കും.

ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പുതിയ വെല്ലുവിളികളും ഉയർത്തുന്നുണ്ട്. കഠിനമായ സാഹചര്യത്തിൽ പ്ലാസ്മ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ വിശ്വസനീയമായ പവർ ആവശ്യമാണ്; മറ്റ് പേലോഡുകളെ ബാധിക്കാതെ തന്നെ സോളാർ പാനലുകളിൽ നിന്ന് ആവശ്യത്തിന് വൈദ്യുതി ഈ സിസ്റ്റം എടുക്കണം. ത്രസ്റ്റ് നിലവാരം കുറവായതിനാൽ, കൃത്യമായ ഭ്രമണപഥം നിലനിർത്താൻ അത്യാധുനിക കൺട്രോൾ സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ആവശ്യമായി വരും. അയോണൈസ്ഡ് എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് (ionised exhaust) ഉപരിതലങ്ങളിൽ നിരന്തരം പതിക്കുന്നത് സ്പേസ്ക്രാഫ്റ്റിന്റെ തേയ്മാനം വർദ്ധിപ്പിച്ചേക്കാം, ഇത് ദീർഘകാല ദൗത്യങ്ങളിൽ എത്രത്തോളം സ്വാധീനിക്കുമെന്ന് ഇതുവരെ കൃത്യമായി കണക്കാക്കിയിട്ടില്ല.

അടുത്ത ഘട്ടം

അന്തരീക്ഷ സാന്ദ്രത പരമാവധി പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നതിനായി 150 കിലോമീറ്റർ സർക്കുലർ ഭ്രമണപഥം ലക്ഷ്യമിട്ട് ഈ വർഷം അവസാനം ടെസ്റ്റ് ബസ് വിക്ഷേപിക്കാൻ Kreios പദ്ധതിയിടുന്നു. ഈ ദൗത്യം മാസങ്ങളിലുടനീളം ത്രസ്റ്റ് പെർഫോമൻസ്, പവർ ഉപഭോഗം, മെറ്റീരിയൽ തേയ്മാനം എന്നിവ നിരീക്ഷിക്കും. ഇതിന്റെ വിജയം മൈക്രോസാറ്റലൈറ്റുകൾക്കായി "വായു ഇന്ധനം" ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രൊപ്പൽഷൻ കിറ്റുകൾ വാണിജ്യപരമായി ലഭ്യമാക്കാൻ സഹായിക്കും, കൂടാതെ മറ്റ് സ്റ്റാർട്ടപ്പുകളെയും സമാനമായ ആശയങ്ങൾ പരീക്ഷിക്കാൻ പ്രേരിപ്പിക്കും.

ചുരുക്കത്തിൽ

അന്തരീക്ഷ ഘർഷണത്തെ (drag) ത്രസ്റ്റാക്കി മാറ്റുന്നത് VLEO ദൗത്യങ്ങളുടെ സാമ്പത്തിക വശങ്ങളിൽ വലിയ മാറ്റം വരുത്തിയേക്കാം. സാറ്റലൈറ്റുകളെ താഴേക്ക് വലിച്ചെറിയാൻ ശ്രമിക്കുന്ന കണികകളെ തന്നെ ഉപയോഗപ്പെടുത്തിക്കൊണ്ട്, അവയെ കൂടുതൽ കാലം, കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ, മികച്ച പ്രകടനത്തോടെ നിലനിർത്താനാണ് Kreios Space ലക്ഷ്യമിടുന്നത്. ഈ ആശയം ലാബ് പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്ന് യഥാർത്ഥ ബഹിരാകാശ പ്രവർത്തനങ്ങളിലേക്ക് മാറാൻ കഴിയുമോ എന്ന് വരാനിരിക്കുന്ന വിക്ഷേപണം വെളിപ്പെടുത്തും.