Kreios Space நிறுவனம் Kongsberg NanoAvionics உடன் இணைந்து, வளிமண்டல மின் உந்துதல் அமைப்பைக் (atmospheric electric propulsion system) கொண்ட 200 கிலோ நுண்செயற்கைக்கோளை (microsatellite) மிகக்குறைந்த புவி சுற்றுப்பாதையில் (VLEO - 150-300 கிமீ வலயத்தில்) செலுத்தத் திட்டமிட்டுள்ளது. இந்த வலயத்தில் பெரும்பாலான செயற்கைக்கோள்கள் சில மாதங்களிலேயே சுற்றுப்பாதையை இழந்து கீழே விழுகின்றன. இந்தச் சோதனை வெற்றி பெற்றால், செயற்கைக்கோள்கள் தங்களை நிலைநிறுத்தப் போராடும் அதே மெல்லிய காற்றையே எரிபொருளாகப் பயன்படுத்த முடியும். இதன் மூலம் கனமான மற்றும் விலையுயர்ந்த இரசாயன எரிபொருட்களின் தேவை குறையும்.

VLEO ஏன் ஒரு பிரச்சினை

VLEO உயரங்களில், எஞ்சியிருக்கும் ஆக்சிஜன் மற்றும் நைட்ரஜன் மூலக்கூறுகள் குறிப்பிடத்தக்க இழுவை விசையை (drag) உருவாக்குகின்றன. இந்த இழுவை விசை சுற்றுப்பாதை வேகத்தைக் குறைக்கிறது, இதனால் உந்துதல் அமைப்பு இல்லாத ஒரு செயற்கைக்கோள் சில வாரங்கள் அல்லது மாதங்களிலேயே மீண்டும் பூமியை நோக்கிச் சரியத் தொடங்கும். அதே துகள்கள் வெளிப்படையான மேற்பரப்புகளை அரித்து, அதன் செயல்பாட்டுக் காலத்தைக் குறைக்கின்றன. வழக்கமான உந்துவிசை அமைப்புகள் (thrusters) எரிபொருளைச் சுமந்து செல்வதன் மூலம் இந்த இழுவை விசைப் பிரச்சினையைத் தீர்க்கின்றன, ஆனால் கூடுதல் எடை செயற்கைக்கோளின் சுமந்து செல்லும் திறனை (payload capacity) குறைப்பதோடு, ஏவுதல் செலவையும் அதிகரிக்கிறது.

“காற்றையே எரிபொருளாக” பயன்படுத்துவது எப்படி

Kreios-இன் இந்த அமைப்பு, ஒரு சிறிய வெற்றிடச் சுத்திகரிப்பான் (vacuum cleaner) மற்றும் மின் உந்துவிசை அமைப்பு (electric thruster) ஆகிய இரண்டின் கலவையாகச் செயல்படுகிறது. ஒரு உள்ளிழுக்கும் கருவி (intake scoop) சுற்றுப்புறத்திலுள்ள O₂ மற்றும் N₂ மூலக்கூறுகளைச் சேகரிக்கிறது. விண்கலத்திலுள்ள மின்சக்தி மூலம் இந்த வாயு அயனியாக்கம் செய்யப்பட்டு (ionised), பிளாஸ்மா (plasma) எனப்படும் மின்னூட்டம் பெற்ற வாயுவாக மாற்றப்படுகிறது. பின்னர் இந்த பிளாஸ்மா ஒரு மின் முனை (electric nozzle) வழியாக வெளியேற்றப்பட்டு, இழுவை விசையைச் சமாளிக்கும் உந்துவிசையை உருவாக்குகிறது. சுருக்கமாகச் சொன்னால், செயற்கைக்கோளின் வேகத்தைக் குறைக்கும் வளிமண்டலமே, அதை முன்னோக்கித் தள்ளும் உந்துப்பொருளாக மாறுகிறது.

இந்த அணுகுமுறை இரண்டு உடனடி நன்மைகளைத் தருகிறது:

  • எடை சேமிப்பு – பிரத்யேக எரிபொருள் தொட்டிகள் அல்லது பெரிய இரசாயன உந்துவிசை அமைப்புகள் தேவையில்லை, இதனால் சென்சார்கள் அல்லது தகவல் தொடர்பு உபகரணங்களுக்காக கூடுதல் கிலோகிராம்களைச் சேமிக்க முடியும்.
  • நீட்டிக்கப்பட்ட செயல்பாட்டுக் காலம் – தொடர்ச்சியான உந்துவிசை மூலம் ஒரு செயற்கைக்கோளை மாத ratherthan years (ஆண்டுகளாக) VLEO-வில் வைத்திருக்க முடியும். இது வளிமண்டலத்தின் அடர்த்தியான பகுதிகளில் மட்டுமே சாத்தியமான உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட படங்கள் மற்றும் குறைந்த தாமதத் தொடர்பு (low-latency links) ஆகியவற்றைச் சாத்தியமாக்குகிறது.

தொழில்துறைக்கான முக்கியத்துவம்

Kreios-இன் சோதனை வெற்றி பெற்றால், புவி கண்காணிப்பு (Earth-observation), தகவல் தொடர்பு மற்றும் IoT விண்வெளித் தொகுப்புகளை (constellations) இயக்கும் நிறுவனங்கள் ஏவுதல் செலவைக் குறைத்து தரத்தின் தரத்தை மேம்படுத்த முடியும். பூமியிலிருந்து நெருக்கமாக இருப்பதால் தெளிவான படங்கள் கிடைக்கும்; குறைந்த சுற்றுப்பாதை ரீலேக்களைச் சார்ந்திருக்கும் பிராட்பேண்ட் சேவைகளில் தாமதம் (latency) குறையும். செயற்கைக்கோள் தரவைச் சார்ந்திருக்கும் நிறுவனங்கள்—தளவாட நிறுவனங்கள் (logistics firms), கட்டுமான மேலாளர்கள், துல்லிய விவசாய சேவை வழங்குநர்கள்—வேகமான மற்றும் விரிவான தகவல்களைப் பெற முடியும்.

இந்தத் தொழில்நுட்பம் புதிய அபாயங்களையும் கொண்டுவருகிறது. கடுமையான சூழலில் பிளாஸ்மாவை உருவாக்குவதற்கு நம்பகமான மின்சாரம் தேவை; மற்ற உபகரணங்களைப் பாதிக்காமல் சூரிய ஆற்றல் தகடுகளிலிருந்து போதுமான மின்சாரத்தைப் பெற வேண்டும். உந்துவிசை அளவு குறைவாக இருப்பதால், துல்லியமான சுற்றுப்பாதை பராமரிப்பிற்கு மேம்பட்ட கட்டுப்பாட்டு மென்பொருள் (control software) தேவைப்படும். அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட வெளியேற்றப் புகையினால் (ionised exhaust) விண்கலத்தின் மேற்பரப்புகள் தேய்மானம் அடையக்கூடும்; இது நீண்ட காலப் பயணங்களில் இன்னும் முழுமையாகக் கணக்கிடப்படவில்லை.

அடுத்து என்ன?

Kreios இந்த ஆண்டு இறுதியில் சோதனை விண்கலத்தை (test bus) ஏவத் திட்டமிட்டுள்ளது, வளிமண்டல அடர்த்தியை அதிகப்படுத்த 150 கிமீ வட்டப் பாதையை இலக்காகக் கொண்டுள்ளது. இந்தத் திட்டம் உந்துவிசை செயல்பாடு, மின் நுகர்வு மற்றும் பொருட்களின் தேய்மானம் ஆகியவற்றைச் சில மாதங்களுக்குக் கண்காணிக்கும். இதன் வெற்றி, நுண்செயற்கைக்கோள்களுக்கான “காற்று மூலம் இயங்கும்” (air-fuelled) உந்துவிசைத் தொகுப்புகளை வழங்கும் வணிகச் சேவையைத் தொடங்க வழிவகுக்கும்.

சுருக்கம்

வளிமண்டல இழுவை விசையை உந்துவிசையாக மாற்றுவது VLEO விண்வெளிப் பயணங்களின் பொருளாதாரத்தையே மாற்றியமைக்கக்கூடும். செயற்கைக்கோள்களைக் கீழே இழுக்கும் துகள்களையே அறுவடை செய்வதன் மூலம், அவற்றை நீண்ட காலம், குறைந்த செலவில் மற்றும் அதிக செயல்திறனுடன் நிலைநிறுத்த Kreios Space முயல்கிறது. இந்த வரவிருக்கும் விண்வெளிப் பயணம், இந்த யோசனை ஆய்வக இயற்பியலில் இருந்து அன்றாட விண்வெளிச் செயல்பாடுகளுக்கு மாற முடியுமா என்பதை வெளிப்படுத்தும்.