අනාගත අභ්‍යවකාශ ගවේශකයා-සූර්ය රුවල්

Sanjula 0 Comments

වර්තමානයේ අප දකින්නේ රොකට් යානා මගින් මිනිසා අභ්‍යවකාශය ජය ගන්නා අයුරුය. එකී ජයග්‍රහණ ගැන අනාගතයේ පවා විශ්වාස කළ ද මෙකී රොකට් ගුවන් ගත වන්නේ ඛනිජ තෙල් භාවිතයෙන් බව සැලකිය යුතුය. වර්තමානයේ ඛනිජ තෙල් ක්ෂය වන පසුබිමක මානව වර්ගයාගේ අනාගත අභ්‍යවකාශ ජයග්‍රණයන් ගැන සැක කළ යුතු කාලයක් උදා වී ඇත. නමුත් එකී සැකයන් දුරු වන ආකාරයෙන් මානව සොයාගැනීම් හරහා අනාගත අභ්‍යවකාශ මාර්ගයන් කීපයක් සොයා ගෙන ඇත. ඒ අතරින් එකක් ලෙස සූර්ය රැවල් සැලකේ.

සූර්ය රැවල් සංකල්පය අපගේ ශබ්ද කෝෂයට නුහුරු වුවද, මෙකී සංකල්පය ජොහැන්නස් කෙප්ලර්ගේ සමය එනම් වසර 400 ක් දුරක් දක්වා දිව යයි. සූර්ය විකිරණ පීඩනය පිළිබඳ මූලික අදහස් ඔහු විසින් දැක්වූ අතර එකී අදහස් මැක්ස්වෙල්ගේ සමීකරණ හරහා සනාථ විය. ඒ අනුව මෙකී පීඩනය යොදා ගනිමින් සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ චාරිකා කළ හැකි යැයි අදහසක් 1924 දි ෆ්‍රෙඩ්‍රික් zසැන්ඩාර්(මේ සදහා නූතන අභ්‍ය්වකාශ  තාක්ෂණයේ පියා වන කොන්ස්තන්තින් සියල්කොව්ස්කි විසින් ඉදිරිපත් කළ අදහස් ද උපකාරි විය) ඉදිරිපත් කරන ලදී. එසේ වුවද මෙකී ක්‍රමවේදය ප්‍රායෝගයට නංවන ලද්දේ මෑත කාලයේදීය. සූර්ය රැවල් යාන්ත්‍රණයක් සහිත යානාවක් ප්‍රථම වරට අභ්‍යවකාශයේ යාත්‍රා කරන්නේ   2010 වන අතර එය 14 පළලකින් යුතු Ikaros Probe නම් ජපාන යාත්‍රාවක් විය. අනතුරුව මාස 8 ක් තිස්සේ පෘථිවිය වටා භ්‍රමණය වන පරිදි සූර්ය යාත්‍රාවක් NASA ආයතනය නිර්මාණය කරමින් සූර්ය යාත්‍රා යුගය ඇරඹීය.

සූර්ය රැවල් ක්‍රියාත්මක වන්නේ නිව්ටන්ගේ තෙවන නියමය වන”සෑම ක්‍රියාවකටම සමාන වූද, දිශාවෙන් ප්‍රතිවිරුද්ධ වූද ක්‍රියාවක් පවතී” යන්නට අනුකූලවය. සූර්යයාගෙන් සෑම මොහොතකම සුවිසල් ප්‍රමාණයක ෆෝටෝන අන්ශු මුදා හැරේ. මෙම අංශු පසෙක තැබුවද සූර්යයාගෙන් විවිධ සංඛ්‍යාත පරාසයේ ෆෝටෝන දහස් ගණනක් සෑම මොහොතකම නිකුත් වේ. මේවායේ සංඛ්‍යාත එකිනෙකට වෙනස් හෙයින් එකිනෙකක ශක්තිය වෙනස් වන අතර ඒ හේතුවෙන් සෑම ෆෝටෝනයකටම ආවේණික ගම්‍යතාවක් පවතී.

P=E/C

P-ෆෝටෝනයේ ගම්‍යතාව

E-ෆෝටොනයේ ශක්තිය

C-ආලෝකයේ ප්‍රවේගය

මෙම ෆෝටෝන අහඹු ලෙස සෑම අතකටම සූර්යයා මතුපිටින් විසිරී යන අතර, ආසන්න වශයෙන් මෙම පැතිරීම ගෝලීය තරංග පෙරමුණක ට සමාන වේ. ඒ අනුව සලකන දිශාවක් ඔස්සේ සලකන රේඛාවක අවම ලෙස එක් ෆෝටෝනයක් හිරු මතුපිටින් එකීය කාලයකදී මුදා හැරිය හැකි අතර එකී උපකල්පනය හරහා සෑම මොහොතකම මෙකි දිශාවට, මෙම රේඛාව ඔස්සේ ෆෝටෝන පිටවන බැව් සිතිය හැක. එවායේ සංඛ්‍යාත වෙනස් නිසා ඒවායේ ගම්‍යතාවද වෙනස් වේ.  යම් වස්තුවක් සලන දිශාවක් ඔස්සේ සූර්යාභිමුඛව තැබුවහොත් යම් කිසි ෆෝටෝන සංඛ්‍යාවක් සෑම මොහොතකම එය මත ගැටෙනු ඇත. එසේ පෘෂ්ඨයක් මත ගැටෙන විටදී ෆෝටෝනය ප්‍රධාන අවස්ථා තුනකට වර්තනය, පරාවර්තනය, අවශෝෂණය යන ලෙස භාජනය වේ. මෙයින් වර්තනය හා අවශෝෂණය ඉතා අවම මට්ටමේ පෘෂ්ඨයක් තබා ඇත්නම් වස්තුව හා ගැටී පරාවර්තනය වන ෆෝටෝන හරහා වස්තුව මත ගම්‍යතා වෙනසක් හට ගනී. මෙකී වෙනස නිසා ඇති වන සඵල අසංතුලිත බලය වස්තුවේ අවස්ථිතිය ඉක්මවයි නම්, බාහිර බලපෑම් ඉතා අවම අභ්‍යවකාශයේ සරල රේඛීයව නියත ප්‍රවේගයෙන් ඇදී යනු ඇත. නමුත් ආලොකයේ ප්‍රවේගය මෙම ප්‍රවෙගයට වඩා ඉතා අධික හෙයින් නොසැලකිය යුතු තරම් කාලයකදී නැවතත් ෆෝටෝන පෙරමුණක් ගැටෙනු ඇත. මෙකී ආකාරයෙන් දිගින් දිගටම ප්‍රවේගය වෙනස් කරගන්නා වස්තුව ත්වරණයකින් යුතුව ගමන් ගනු ඇත.සූර්යයාගෙන් ඉවතට යත්ම ෆෝටෝන ඝනත්වය පහළ යන හෙයින්, වස්තුවේ ගැටෙන ෆෝටෝන ගණන අඩු වනු ඇති අතර මේ නිසා ත්වරණය වීමේ සීඝ්‍රතාව ක්‍රමයෙන් අඩු වනු ඇත. එනමුත් ප්‍රවේගය ඉහළ යාම නොනැවතී සිදු වනු ඇත. මෙය සූර්ය රුවල් ක්‍රියා කිරීමේ සරල යාන්ත්‍රණයයි.

සූර්ය රුවල් යාන්ත්‍රණය අනුව, පෙරකී අසංතුලිත සඵල බලය, එකිනෙකට ලම්භක සංරචක දෙකකට වෙන්කර ගතහොත් ටැන්ජන සංරචකය කක්ෂීය ප්‍රවේගය ලබා දෙන අතර, අරීය සංරචකය (මෙය සැම විටම සූර්යාගෙන් ඉවතට පවති) සූර්යාගෙන් ඉවතට ගෙන යාම සිදු කරයි. මෙකී සංරචක අවශ්‍ය පරිදි හැසිරුවීමෙන් අවශ්‍ය ඕනෑම පථයකට යා හැකි වීම මෙහි විශේෂ වාසියයි.

 

ඒ අනුව නියමිත කෝණයට යාත්‍රා පිහිටුම් සකස් කළ විට,අරීය සංරචකය යාත්‍රාව ඉවතට ගෙන යාමට තරම් බලයක් නොමැති අවස්ථාවක් උදා වන අතර, සූර්යයාගේ දැඩි ආකර්ෂණ බලය හමුවේ, යාත්‍රාව සූර්යයා වෙත ගමන් ගනු ඇති අතර, මේ හරහා අභ්‍යන්තර ග්‍රහලෝක හා සූර්යයා සමීපව අධ්‍යනය කිරීමේ හැකියාව ලැබේ. එසේ සමීප වෙමින් අරීය සංරචකයේ දිශාව නිරතුරු සූර්යාගෙන් ඉවත වන පරිදි වෙනස් කිරීම හරහා සූර්යයාට ආසන්න පථයයක චලිත වීමට හැකි වන අතර, එහිදී ලැබෙන අධික විකිර්ණ පීඩනය උපයෝගි කරගනිමින් ඉතා දුර ප්‍රදේශ වලට ඉක්මනින් සංචාරය කළ හැකිය. මෙය දුරස්ථ සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය ගවේෂණය සඳහා යොදා ගත හැකි වන්නේ පෘථිවිය අවට කක්ෂයේ විකිරණ පීඩනය 4.7× 10-6 තරම් ඉතා කුඩා අගයක් වන හෙයින් එයින් සැලකිය යුතු ප්‍රවේගයක් ගෙනෙන යාත්‍රාවක් නිර්මාණය කරයි නම් ඒ සඳහා ඉතා විශාල රුවලක් අවශ්‍ය හෙයිනි.

 

එපමණක් නොව සඵල බලය යම් කක්ෂයක පවතින පරිදි සැකසුවහොත් මෙම යාත්‍රා චන්ද්‍රිකා මෙන් කක්ෂගතව තබා ගත හැකි අතර, ධ්‍රැව නිරීක්ෂණය සඳහා වඩාත් උචිත වේ. ඒ අනුව අදාල ග්‍රහලොවේ භ්‍රමණ කක්ෂයට සමාන්තරව, එහි ධ්‍රැවයට ඉහළින් රඳවා තබා ගත හැකි අතර, මේ හරහා ඒ ඒ ග්‍රහලෝකයන්හි ධ්‍රැව පිළිබඳව අධ්‍යනය කළ හැකි අතර, පෘථිවියේ ධ්‍රැව කොටස් වල වාසින්ගේ සන්නිවේදන අපහසුතා මගහරවා ගැනීමට එය යොදා ගත හැක.

වර්තමානයේදි සුර්ය රුවල් නිර්මාණය කිරීමේදී  තරම් ඉතා තුනී ලෝහාලේපිත ප්ලාස්ටික් තීරු බොහෝ විට යොදා ගන්නා අතර, එසේ වූ නම් ඇලුමිනියුම් සහිත තුනී පොලියෙස්ටර තීරු විශෙෂයත්, අභ්‍යවකාශ යානා පරිවෘත කාරකයකුත් බහුලව යොදා ගනී. මෙලෙස නිර්මාණය වන සූර්ය රුවල් වර්ග තුනක් වන අතර ඒවා නම්,

  1. Heliogro solar sail system 

      2. Spinning Disk Solar Sail system

      3. 3-Axis Stabilized Square Solar sail system.

10 සිට 1000 විෂ්කම්භයේ සූර්ය යාත්‍රා වර්තමානයේ නිමැවෙන අතර, ආතර් C. ක්ලාර්ක් මහතාගේ කෘතියක සඳහන් වන “sunjammer” නම් සූර්ය යාත්‍රාවේම නාමය දරණ යාත්‍රාවක් මේ වන විට විශාලම සූර්ය යාත්‍රාව ලෙස වාර්තා තබා ඇති අතර එය හිරු අසල  කක්ෂයක රැඳවීමට නියමිතය. එසේම “planetary society”නම් ආයතනයක් “Lightsail-1”නම් යාත්‍රවක් සඳට යැවීම සඳහා සූදානම් කර ඇත. අනාගතයේදි මෙය තවත් වර්ධනය වනු ඇත.

එමෙන්ම මෙකී විකිරණ ගැටීමේදි ඇතිවන තාපය කර්යක්ෂම පරිවහන ක්‍රම්වේදයක් හරහා රුවල හා සබැඳි උපකරණ වලට, අවශ්‍ය බලශක්තිය ලබාගත හැකි අතරම, අමතර ත්වරකයක් ලෙස ලේසර් උපකරණ ක්‍රියා කරවීමට යොදා ගත හැකිය. එසේම පෘථිවිය මතින් නිර්මාණය කරන සුවිසල් ලේසර් පද්ධති හරහා මෙම රුවල් වල කුඩා ආකාරය වන සූර්ය චිප තවරණය කිරීමෙන්, බාහිර සෞරග්‍රහ මණ්ඩල කරා මිනිස් උපකරණ ගෙන යා හැකි වනු ඇත. ඒ අනුව මානව අනාගත අභ්‍යවකාශ ගමන, අතීත දේශ ගවේශනයන් මෙන් රුවලකින් සිදු වේ යයි සිතීම වරදක් නොවනු ඇත.

මූලාශ්‍ර:-

1.https://www.esa.int/Education/Solar_sails2
2.https://www.nasa.gov/mission_pages/tdm/solarsail/index.html
3.https://www.nasa.gov/pdf/134645main_solar_sail_fs.pdf
4.https://web2.ph.utexas.edu/~mwguthrie/p.solarsails.pdf