રીયુઝેબલ લોંચ વેહીકલ : ભારતનાં ''સ્પેશ શટલ યુગ'' નો સૂર્યોદય !

 Pub.Date: 05.06.2016

 - અંતરીક્ષ ઇતિહાસમાં પહેલીવાર, ઇસરોનાં રોકેટ પર ડેલ્ટાવિંગ ધરાવતું 'સ્પેસ પ્લેન'

ભારતની અંતરીક્ષ સંસ્થા 'ઇસરો'ને પાંખો ફૂટી છે. ઇસરો એ ભારતીય ઇતિહાસમાં પ્રથમવાર ડેલ્ટા વિંગ ધરાવતાં સ્પેસ વેહીકલનું પ્રથમવાર લોંન્ચ કર્યું છે. આ લોંચ વેહીકલ રીયુઝેબલ લોન્ચ વેહીકલ (RLV) તરીકે ઓળખાય છે. તેની ટેકનોલોજીનાં નિર્દશન (ડેમોસ્ટ્રેશન)નો પ્રથમ પ્રયોગ ઇસરોએ કર્યો છે. આ પ્રયોગ RLV-TD તરીકે ઓળખાય છે. મીડીયાએ તેને ભારતનાં પ્રથમ સ્પેસ શટલ તરીકે ઓળખાવ્યું છે. ઇસરો આ ડેમોસ્ટ્રેશનને અંતિમ હનુમાન કુદકાની શરૃઆત માટેનું ''બેબી સ્ટેપ'' તરીકે ઓળખાવે છે. યાદ રહે કે પ્રયોગ માટે વપરાયેલ વેહીકલ ફાઇનલ ડિઝાઇનનું સ્કેલ ડાઉન કરેલ વર્ઝન છે. જેનું કદ આપણાં સ્પોર્ટ્સ યુટીલીટી વેહીકલ (SUV) કાર જેટલું છે. વિશ્વ-આખામાં સ્પેસ શટલનો યુગ ૨૦૧૧માં આથમી ગયો છે. જ્યારે ઇસરો માટે સ્પેસ શટલ યુગનો સૂર્યોદય થઇ રહ્યો છે. સ્પેસ શટલ નામ પડે એટલે નાસાનાં સ્પેસ શટલ યાદ આવી જાય એ નિશ્ચિંત વાત છે. પરંતુ હાલનાં તબક્કે ભારતનો RLV અને સ્પેસ શટલની સરખામણી અસ્થાને છે. નાસાએ ઇન્ટરનેશનલ સ્પેસ સ્ટેશન ઉપર વારંવાર આવવા-જવા માટે સ્પેસ શટલ વિકસાવ્યું હતું. જ્યારે ભારત ઉપગ્રહ લોંચીંગની કિંમત ઘટાડવા માટે RLV વિકસાવી રહ્યું છે. ભારત પાસે પોતાનું કોઈ સ્પેસ સ્ટેશન છે નહીં!

રિયુઝેબલ લોંન્ચ વેહીકલ ટેકનોલોજી ડેમોસ્ટ્રેશન બનાવના બેક ગ્રાઉન્ડમાં

વિશ્વ આખામાં 'સ્પેસ શટલ' ઉડાવવાનું અને વારંવાર તેને વાપરવાનો એકમાત્ર રેકોર્ડ અમેરીકા અને તેની અંતરિક્ષ સંસ્થા 'નાસા' ધરાવે છે. રશિયાએ માત્ર એકવાર તેનાં સ્પેસ શટલની માનવ રહીત 'ફલાઇટ' ઉડાડીને શાંત પડી ગયું હતું. કહો કે ત્યારબાદ 'બુરાન' શો-પીસ બની ગયું હતું. યુરોપીઅન સંઘે ૧૯૮૭માં હર્મીસ સ્પેસ પ્લેનનો પ્લાન મંજુર કર્યો હતો. જે ભંડોળનાં અભાવે ૧૯૯૨માં કેન્સલ કરવામાં આવ્યો હતો. આ રીતે જાપાને પોતાનાં સ્પેસ શટલને ૨૦૦૩માં કચરા ટોપલીનાં હવાલે કરી નાખ્યું હતું. ભારત પાસે પોતાનું સ્પેસ શટલ નથી. ઇન્ટરનેશનલ સ્પેસ સ્ટેશનમાં પોતાનું આગવું મોડયુલ પણ નથી. ભારતીય વૈજ્ઞાાનિકોને ISS  પર પહોંચાડવાની આવશ્યકતા નથી. આવા સમયે ઇસરોએ ''આરએલવી'' પ્રોજેક્ટને સપાટી પર લાવતાં આશ્ચર્ય જરૃર થાય તેમ છે. નાસાએ છેલ્લાં ત્રીસ વર્ષમાં ૧૩૫ મિશન અંતરીક્ષમાં લોંચ કર્યા હતાં. મતલબ કે વર્ષે દહાડે ૪.૫૦ વાર સ્પેસ શટલનું ઉડ્ડન થયું હતું.

૨૦૧૧માં સ્પેસ શટલનો યુગ આથમી ગયો ત્યારે ૨૦૯ અબજ ડોલરનો ખર્ચ કરી ચૂક્યું હતું. જેમાં સ્પેસ શટલ ઉડાડવાનો પ્રતિ ફલાઇટ ખર્ચ ૧.૫૦ કરોડ ડોલર (આજની તારીખે ૧૦ હજાર કરોડ રૃપિયા) થાય. જેની સરખામણીમાં ભારતે તેનાં પ્રોટોટાઇપ RLV વિકસાવવા માટે માત્ર ૯૦ કરોડનો ખર્ચ કર્યો છે. આરએલવીને કાર્યાન્વિત કરવાની કિંમત આવતાં દસ વર્ષમાં ઘટાડવાની વૈજ્ઞાાનિકો મુખ્ય મનીષા છે. એક અંદાજ માટે  PSLV નાં એક ઉડ્ડયન પાછળ રૃા. ૧૨૦ કરોડનો ખર્ચ થાય છે. જ્યારે GSLV નું ઉડ્ડયન રૃા. ૧૭૦ કરોડમાં પડે છે. RLV  નું ઉડ્ડયન આ બંને ઉડ્ડયન કરતાં વધારે મોંઘુ પડશે એવો નિષ્ણાંતોનો દાવો છે. નાસાએ તેનાં રિ-યુઝેબલ વેહીકલ, જે એક્સ-૩૩ નામે ઓળખાતું હતું. તે પ્રોજેક્ટને અભરાઈ ઉપર ચડાવી દીધો હતો. કારણ કે તેનાં વિકાસ માટે નાસાએ ૧.૩૦ અબજ ડોલર ખર્ચ્યા હતાં.

વિશ્વ હવે સ્પેસ શટલનાં સ્થાને રિ-યુઝેબલ રોકેટ કે વિકસાવી રહ્યાં છે. સ્પેસ એક્સ નામની કંપની બે વાર રોકેટનાં પ્રથમ અને બીજા તબક્કાને ફરીવાર વાપરવા માટે પાછાં મેળવી ચૂક્યું છે. આ આર્થિક વિશ્વમાં આવનારાં સમયમાં ભારતીય સ્પેસ શટલ કેવો રંગ લાવે છે કે સફળ થાય છે તે આવનારો 'સમય' બતાવશે.

ભારતીય સ્પેસ શટલનું 'પ્રોટોટાઇપ'

જાન્યુઆરી ૨૦૧૨માં નેશનલ રીવ્યુ કમિટીએ ઇસરોનાં રિ-યુઝેબલ લોંગ વેહીકલનો પ્લાન મંજુર કરાવ્યો હતો. જેનો મુખ્ય મકસદ તો અર્થ ઓરબીટમાં ઓછી કિંમતે 'પેલોડ' ગોઠવવાનો હતો. હાલના સમયે એક કિ.ગ્રા. પે લોડને અંતરીક્ષમાં ગોઠવવાનો ખર્ચ ૨૦ હજાર ડોલર આવે છે. જો ભારતનું સ્પેસ શટલ તૈયાર થઈ જશે તો, ખર્ચ ૮૦% ઓછો આવવાની સંભાવના છે. ભારતીય સ્પેસ શટલ સંપૂર્ણ કાર્યરત થતાં ૧૦ થી ૧૫ વર્ષ લાગે તેમ છે. ફાઇનલ વર્ઝન તૈયાર થાય તે પહેલાં ઇસરો RLV-TD નાં પાંચ પરીક્ષણ કરશે. જેમાંનું પ્રથમ પરીક્ષણ ૨૩ મેનાં રોજ પૂર્ણ થયેલ છે. આ પરીક્ષણ હાઇપર સોનીક ફલાઇટ એક્સપરીમેન્ટ એટલે કે (HEX) સંબંધી હતું.

ભારતની વિવિધ IITS અને ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટયૂટ ઓફ સાયન્સ, વિક્રમ સારાભાઈ સ્પેસ સેન્ટર, અને નેશનલ એરોનોટીક્સ લેબોરેટરીનાં ઇજનરોએ સાથે મળીને ડિઝાઇન તૈયાર કરી છે. ૭૫૦ જેટલાં ઇજનેરોએ  RLV-TD નાં સ્કેલડાઉન વર્ઝન તૈયાર કરવામાં પરસેવો પાડયો છે. તૈયાર થયેલ પ્રોટોટાઇપને વિન્ડ ટનલમાં ૧૨૦ કલાક ઉડાડીને ચકાસવામાં આવ્યું છે. પ્રોટોટાઇપને અંતરીક્ષમાં ટેસ્ટ માટે મોકલતાં પહેલાં કોમ્પ્યુટેશનલ ફલુઇડ ડાયનેમિક્સ ચકાસવા પાંચ હજાર કલાક અને ફલાઇટ સિમ્યુલેશન માટે એક હજાર કરતાં વધારે પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યાં હતાં.

પ્રોટોટાઇપનું વજન પોણા બે ટન, પાંખોની લંબાઈ ૩.૬૦ મીટર અને ઓવરઓલ લંબાઈ ૬.૫૦ મીટર છે. વેહીકલ અંતરીક્ષમાંથી વાતાવરણમાં પ્રવેશે તે માટે તેનાં આગળનાં નાકવાળા ભાગ અને આજુબાજુનું ઉષ્મા-ગરમી સાથે રક્ષણ આપે તેવી ૬૦૦ ટાઇલ્સ લગાડીને હિટ-શીલ્ડ તૈયાર કરવામાં આવ્યું છે. આ ઉપરાંત ડેલ્ટા વિંગ અને ટેઇલ ફીન પર પણ ખાસ હિટશીલ્ડ આવરણ લગાડવામાં આવ્યું છે. આ આખા પ્રોજેક્ટની ધન રાશી રૃા. ૯૫ કરોડ જેટલી ખર્ચાશે. નાસાનાં એક સ્પેસશટલની ફલાઇટની કિંમત અને ખર્ચ કરતાં ભારતનાં અંતરીક્ષ પ્રોજેક્ટનો ખર્ચ ઓછો છે. નાસાનાં છેલ્લાં સ્પેશ શટલ ઉડયનોનો ખર્ચ એક અબજ ડોલર આવતો હતો. તેની સામે આપણાં સમગ્ર અંતરીક્ષ કાર્યક્રમનું કુલ વાર્ષિક બજેટ પણ એક અબજ ડોલર નથી.

હાઇપર સોનીક ફલાઇટ એક્સપરીમેન્ટ : હનુમાન કુદકા માટેનું પ્રથમ ''બેબી સ્ટેપ''

મદ્રાસથી ઉત્તરે ૮૦ કિ.મી. દૂર આવેલાં શ્રી હરીકોટાનાં સતીશ ધવન અંતરીક્ષ કેન્દ્રથી હાઇપર સોનીક ફલાઇટ એક્સપરીમેન્ટની શરૃઆત થઈ હતી. સવારે સાત વાગે પ્રોટોટાઇપને સબઓરબીટલ ફલાઇટમાં પહોંચાડવામાં આવ્યું હતું. પ્રોટોટાઇપને ત્યાં સુધી પહોંચાડવા, ભારતના PSLV  માં વપરાતાં સોલીડ સ્ટેજ ફયુઅલ બુસ્ટર (HS9 બુસ્ટર)નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આખી ટેસ્ટ ફલાઇટ ૭૨૦ સેકન્ડ ચાલી સમાપ્ત થઇ હતી. જેમાં ૪૫૦ કીમીનું અંતર કાપ્યું હતું. ૫૦ કિ.મી.ની ઊંચાઇએ પહોંચતાં જ બુસ્ટર રોકેટ અને પ્રોટોટાઇમ વેહીકલ અલગ થઈ ગયા હતાં. ત્યારબાદ પ્રોટોટાઇમ વેહીકલ ૬૫ કિ.મી.ની ઉંચાઇએ પહોંચીને નિર્ધારીત ટ્રેજેક્ટરી માર્ગ પર રહીને, નિર્ધારિત પરીક્ષણો પુરા કર્યા હતાં.

વેહીકલની આ હાઇપર સોનીક ફલાઇટ હતી. અવાજની ઝડપ કરતાં લગભગ પાંચ મેક સુધી વેહીકલ પહોંચ્યું હતું. ચોક્કસ આંકડો જોઈતો હોય તો ઝડપ ૪.૭૮ મેક હતી. વાતાવરણમાં પુનઃ પ્રવેશ વખતે ઝડપ ૪.૦ મેકની રહી હતી. આ પરીક્ષણમાં ઇસરો નીચેની સીસ્ટમ ચકાસવા માંગતું હતું.

* હાઇપર સોનીક ફલાઇટમાં વિંગ ડિઝાઈનની એરો-થર્મોડાઇનેમિક્સ લાક્ષણિકતાઓ.

* દીશા શોધન-નૌકાનયનની સ્વયં સંચાલિત પ્રણાલી.

* ગાઇડન્સ અને કંટ્રોલ (માર્ગદર્શન અને સંચાલન)

* સમગ્ર ઉડ્ડયન દરમ્યાન ઇન્ટીગ્રેટેડ ફલાઇટ મેનેજમેન્ટ

* વાતાવરણ પ્રવેશ વખતે થર્મલ પ્રોટેકશન સીસ્ટમની ચકાસણી.

પરીક્ષણ દરમ્યાન બધા જ પરીક્ષણમાં ઇચ્છીત પરિણામો મેળવીને પ્રોટોટાઇપ વેહીકલ સફળ રહ્યું હતું. સામાન્ય રીતે સ્પેસ શટલને ઉતરાણ કરવા માટે પાંચ કિ.મી. લાંબો રનવે જોઈએ છે. ભારતનાં કોઇપણ એરપોર્ટ પર આટલો લાંબો રન-વે નથી. આ કારણે પ્રોટોટાઇપ વેહીકલને બંગાળની ખાડીમાં ખાબકવા દેવામાં આવ્યું હતું. પ્રોટોટાઇપ પાણી ઉપર તરી શકે તેવું ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું ન'હતું. આ કારણે પાણી સાથે ટકરાતાં વેહીકલ તૂટી ગયું હતું અને તેનાં ભાગોને ફરીવાર ઉપયોગ કરવા માટે એકઠાં કરવામાં આવ્યા ન'હતાં.


નાસાનાં ''સ્પેશ શટલ યુગ''ની બીજી બાજુ.....

અત્યાર સુધી માત્ર અમેરિકાએ સ્પેશ શટલ પ્રોગ્રામ ચલાવ્યો છે. જે ૩૦ વર્ષ લાંબો ચાલ્યો હતો. તેનાં છ સ્પેસ શટલમાંથી પ્રથમ એન્ટરપ્રાઇઝ સ્પેસ શટલ પ્રયોગાત્મક પરીક્ષણ માટે તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું. જ્યારે બાકીનાં પાંચ આંટલાન્ટીસ, ડિસ્કવરી, ચેલેન્જર, કોલબિંયા અને એન્ડેવર અંતરીક્ષ ફલાઇટ માટે વાપરવામાં આવ્યા હતાં. જેમાંથી બે સ્પેસ શટલ કોલંબિયા અને ચેલેન્જર અકસ્માતનો ભોગ બનીને અંતરીક્ષમાં સળગી ગયા હતાં. નાસા સ્પેશ શટલ પ્રોગ્રામને સફળ માને છે. અમેરિકાનાં સ્પેસ પ્રોગ્રામ માટે વિશ્વભરમાં ''પ્રેસ્ટીજ'' તરીકે 'સ્પેસ શટલ'નું નામ લેવામાં આવે છે. પરંતુ નાસાએ આ કાર્યક્રમ માટે હદ ઉપરાંત ખર્ચ કર્યો હતો. સ્પેસ ફ્રંન્ટીયર ફાઉન્ડેશનનાં એક્ઝીક્યુટીવ ડાયરેક્ટર વિલ વોટ્સન અલગ માહિતી અને દ્રષ્ટિકોણ આપે છે. જેની ફેક્ટમાં ફન નથી. પાંચ મુદ્દા એવા છે જેનાં વિશે ભારતનાં વૈજ્ઞાનિકોએ પણ અલગ દ્રષ્ટિકોણ રાખીને ફરી વિચારી જોવું જોઈએ.

અન્ય સ્પેસ વેહીકલ કરતાં સ્પેશ શટલ દ્વારા વધુ માનવ મૃત્યું નિપજ્યાં છે

૧૯૮૬માં પોતાની દસમી ફલાઇટમાં 'ચેલેન્જર'નાં વિસ્ફોટમાં સાત વ્યક્તિ મારી ગઈ હતી. જ્યારે ૨૦૦૬માં ૨૮માં મિશન દરમ્યાન કોલંબીયાનાં વિસ્ફોટમાં અન્ય સાત વ્યક્તિ મૃત્યુ પામી હતી. ટૂંકમાં સ્પેસ કાર્યક્રમે ૧૪ વ્યક્તિનો ભોગ લીધો હતો. તેની સામે એપોલો મિશનમાં ત્રણ વ્યક્તિ મૃત્યુ પામી હતી. મરક્યુરી અને જેમીની મિશનમાં એક પણ વ્યક્તિ મૃત્યુ પામી ન હતી. રશિયન સોયુઝની રી-એન્ટ્રી વખતે એક વ્યક્તિ મૃત્યુ પામી હતી. જ્યારે ચાઇનીઝ સ્પેસ પ્રોગ્રામમાં એક પણ વ્યક્તિ મૃત્યુ પામી નથી. નાસાનાં સ્પેશ શટલ પ્રોગ્રામમાં વેહીકલ નિષ્ફળ જવાનો દર ૪૦% રહ્યો છે. ફલાઇટ ફેઇલરનો દર ૧.૫૦% રહ્યો છે. જો બીજો કોઈ પ્રોગ્રામ હોત તો, તેનાં વેહીકલને બહુ જલ્દી વિદાય આપવામાં આવી હોત.

વિશ્વની ખર્ચાળ શટલ ટ્રાન્સપોર્ટેશન સીસ્ટમ :

સામાન્ય રીતે સંશોધન કાર્યની કિંમત વિશે ''વધારે ખર્ચ''નો સવાલ કરવો જોઈએ નહીં. છતાં બીજા વિકલ્પ ઉપલબ્ધ હોય ત્યારે આવો સવાલ થવો સ્વાભાવિક છે. નાસાનાં સ્પેશ શટલ કાર્યક્રમમાં કુલ ૩૫૫ વ્યક્તિ ઉડ્ડયનનો લાભ મેળવી શકી હતી. ૧૩૫ મિશનમાં નાસાએ ૨૦૯ અબજ ડોલરનો ખર્ચ કર્યો હતો. એક મિશન લોંચ પાછળ અંદાજે ૪૫ કરોડ ખર્ચાયા હતાં. છેલ્લાં ઉડયનો દરમ્યાન ફલાઇટ દીઠ ખર્ચ એક અબજ ડોલર આવ્યો હતો.

સ્પેસ શટલે વધારે ઉંચાઇ ક્યારેય સર કરી ન'હતી.

નાસાનાં સ્પેસ શટલની ડિઝાઇન એ રીતે કરવામાં આવી હતી કે તે ૧૯૦ થી ૯૬૫ કિ.મી.ની ઉંચાઈ સુધી અંતરિક્ષમાં કાર્યરત રહી શકે. જોકે સ્પેશ શટલ ક્યારેય તેની મહત્તમ ઉંચાઇ સુધી ગયું ન'હતું. ઇન્ટરનેશનલ સ્પેસ સ્ટેશન સુધી પહોંચવા માટે ૩૨૦ થી ૪૦૦ કિ.મી. ઉંચાઇએ સ્પેસ શટલને ફેરા મારવા પડતા હતાં. હબલ સ્પેસ ટેલીસ્કોપ માટે તે ૫૬૫ કિ.મી.ની મહત્તમ ઉંચાઇ સુધી ગયું હતું. યાદ રહે જે પૃથ્વી અને ચંદ્ર વચ્ચે એવરેજ અંતર ૩.૮૪ લાખ કિ.મી. છે.

* સ્પેસ શટલે નિર્ધારિત પેરામીટર પ્રમાણે ક્યારેક કામ કર્યું નથી

સ્પેસ શટલની ડિઝાઇન અને સર્જન ૧૯૭૨માં ફાઇનલ થઇ હતી. ૧૯૭૯માં અમેરિકન સ્પેસ શટલ ''સ્કાયલેબ'' તૂટી પડી ત્યારે તેને બચાવી શકાઈ નહીં કારણ કે તે સમયે સ્પેસશટલ તૈયાર ન'હતું. સ્પેસ ફલાઇટનો ખર્ચ ઘટાડવા સ્પેસ શટલ પ્રોગ્રામ તૈયાર કરવામાં આવ્યો હતો. પરંતુ ખર્ચ ઘટવાનાં બદલે વધી રહ્યો હતો. સ્પેસ શટલને દસ વર્ષનાં ગાળા માટે તૈયાર કરવામાં આવ્યાં હતાં. છતાં ૨૦ વર્ષ તેને વધારે વાપરવામાં આવ્યા હતાં. જે દરમ્યાન ઓરીજીનલ ટેકનોલોજી અને ઉપકરણો આઉટ-ઓફ ડેટ થઇ જતાં વારંવાર અપગ્રેશન કરવું પડયું હતું. નાસાનાં એડમીનીસ્ટ્રેટર માયકલ ગ્રીફીન પણ સ્પેસ શટલને ''એક ભૂલ'' ગણે છે.

* સ્પેસ શટલનો બીજો યોગ્ય વિકલ્પ વિચારવાની જરૃર હતી.

હાલમાં મોટાભાગની ખાનગી કંપનીઓ અંતરિક્ષ કાર્યક્રમ માટે સ્પેસ શટલનો નહીં પરંતુ સ્પેસ કેપ્સ્યુલ કે મોડયુલનો ઉપયોગ કરવાનું વિચારે છે. જેને રોકેટનાં મથાળે ફીટ કરી શકાય. ખર્ચ ઘટાડવા સ્પેસ એકસ દ્વારાં રોકેટનાં પ્રથમ અને દ્વિતીય તબક્કાને પાછો મેળવીને તેને ફરી વાપરવા માટે 'રિકવર' કરવાનાં બે સફળ પ્રયત્નો થઈ ચૂક્યાં છે. નાસા પણ કંઈ નવું 'ઇનોવેટીવ' વિચારી શકી હોત. યાદ રહેકે આ શબ્દો, લેખકનાં નહીં. એક વિષય નિષ્ણાંત વિલ વોટ્સનનાં છે.