Spacecraft: తొమ్మిది నెలలపాటు అంతరిక్షంలోనే ఉండిపోయిన భారత సంతతి వ్యోమగామి సునీతా విలిమ్స్, బుచ్ విల్మోర్ మరికొన్ని గంటల్లో భూమిపైకి తిరిగి రానున్నారు. వీరి కోసం స్పేస్ ఎక్స్కు చెందిన వ్యోమనౌక వెళ్లింది. బుధవారం తెల్లవారుజామున ఈ నౌక ల్యాండ్ అయ్యే అవకాశం ఉంది. ఈ నేపథ్యంలో వ్యోమనౌక ఎంత వేగంతో వస్తుంది. వాతావరణ మార్పులను ఎలా తట్టుకుంటుంది. వేగ నియంత్రణ ఎలా అనే విషయాలు తెలుసుకుందాం.
అంతరిక్ష నౌకలు భూమి వాతావరణంలోకి తిరిగి ప్రవేశించే ప్రక్రియ, దీనిని ‘అట్మాస్ఫియరిక్ రీ–ఎంట్రీ‘ అంటారు, అంతరిక్ష ప్రయాణంలో అత్యంత సవాలుతో కూడిన మరియు ప్రమాదకరమైన దశల్లో ఒకటి. ఈ ప్రక్రియలో అంతరిక్ష నౌక వేగం గంటకు 39,000 కిలోమీటర్ల నుంచి కేవలం 800 కిలోమీటర్లకు ఎలా తగ్గుతుందో అర్థం చేసుకోవడానికి, దీని వెనుక ఉన్న భౌతిక సూత్రాలు మరియు సాంకేతికతను పరిశీలించాలి.
వేగం తగ్గడానికి కారణాలు:
గాలి నిరోధకత (Air Drag):
అంతరిక్ష నౌక భూమి వాతావరణంలోకి ప్రవేశించినప్పుడు, అది అత్యంత దట్టమైన గాలి పొరలను ఎదుర్కొంటుంది. ఈ గాలి నిరోధకత వల్ల నౌక యొక్క వేగం క్రమంగా తగ్గుతుంది. భూమి నుంచి 10–50 కిలోమీటర్ల ఎత్తులో ఈ ప్రభావం గణనీయంగా ఉంటుంది. గంటకు 39,000 కి.మీ వేగం నుంచి కొన్ని నిమిషాల్లో 800 కి.మీకు తగ్గడం ఈ గాలి నిరోధకత వల్లే సాధ్యమవుతుంది.
ఉష్ణ కవచాలు (Heat Shields):
వాతావరణంలోకి ప్రవేశించినప్పుడు గాలితో రాపిడి వల్ల ఏర్పడే అత్యధిక ఉష్ణోగ్రతలు (దాదాపు 1,650 డిగ్రీల సెల్సియస్ వరకు) నౌకను రక్షించడానికి ఉష్ణ కవచాలు కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. ఈ కవచాలు వేడిని గ్రహించి, కొంత భాగం బయటకు విడుదల చేస్తాయి, దీని వల్ల నౌక సురక్షితంగా ఉంటుంది కానీ వేగం తగ్గడంలో ప్రత్యక్షంగా సహాయపడవు.
పారాచూట్ వ్యవస్థలు (Parachutes):
వేగం గంటకు 800 కి.మీకి చేరిన తర్వాత, ఇది ఇంకా ల్యాండింగ్కు అనుకూలమైన వేగం కాదు. అందుకే, వివిధ దశల్లో పారాచూట్లను ఉపయోగిస్తారు. ఉదాహరణకు, రష్యా యొక్క సోయుజ్ నౌకలో 10.5–9.5 కి.మీ ఎత్తులో మొదటి దశ పారాచూట్లు తెరుచుకుంటాయి, వేగం 828 కి.మీ/గం నుంచి 360 కి.మీ/గంకు తగ్గుతుంది.
8–7.5 కి.మీ ఎత్తులో రెండవ దశ పారాచూట్లు తెరుచుకుంటాయి, వేగం 25 కి.మీ/గంకు చేరుతుంది. చివరగా, చిన్న రాకెట్లు (Retro-rockets) ఉపయోగించి వేగం గంటకు 1.5–2 మీటర్లకు తగ్గించబడుతుంది, ఇది సురక్షిత ల్యాండింగ్కు అనుమతిస్తుంది.
రాకెట్ థ్రస్టర్స్ (Retro-rockets):
చివరి దశలో, నౌకను వ్యతిరేక దిశలో నెట్టే చిన్న రాకెట్లు వేగాన్ని మరింత తగ్గించి, నేలపై సున్నితంగా దిగేలా చేస్తాయి.
ఉష్ణోగ్రతలను ఎలా తట్టుకుంటుంది?
భూమి వాతావరణంలోకి ప్రవేశించినప్పుడు, అంతరిక్ష నౌక చుట్టూ గాలి ఒత్తిడి వల్ల ఉష్ణోగ్రత 1,650 డిగ్రీల సెల్సియస్ వరకు చేరుతుంది, ఇది లావా కంటే వేడిగా ఉంటుంది. దీన్ని తట్టుకోవడానికి
అవ్కోట్ (Avcoat): అపోలో ప్రోగ్రామ్లో ఉపయోగించిన ఉష్ణ కవచం.
పీఐసీఏ (PICA): ఫినోలిక్ ఇంప్రెగ్నేటెడ్ కార్బన్ అబ్లేటర్, 1990లలో అభివృద్ధి చేయబడింది, స్పేస్ఎక్స్ దీన్ని PICA-Xగా మెరుగుపరిచింది.
ఈ కవచాలు వేడిని గ్రహించి, కొంత భాగం బయటకు విడుదల చేస్తాయి, నౌకను కాపాడతాయి.
2003 కొలంబియా ప్రమాదం:
2003 ఫిబ్రవరి 1న, కొలంబియా స్పేస్ షటిల్ భూమి వాతావరణంలోకి తిరిగి వస్తుండగా పేలిపోయింది. భారత సంతతికి చెందిన కల్పనా చావ్లాతో సహా ఏడుగురు వ్యోమగాములు మరణించారు. ఈ ప్రమాదం కారణంగా నాసా స్పేస్ షటిల్ ప్రోగ్రామ్ను నిలిపివేసింది. రీ–ఎంట్రీ ప్రక్రియపై మరింత దృష్టి పెట్టింది.
తాజా ఉదాహరణ:
స్టార్లైనర్ అంతరిక్ష నౌకలో సాంకేతిక సమస్యల వల్ల సునీతా విలియమ్స్ మరియు బుచ్ విల్మోర్ 2024లో అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్రంలో 9 నెలలు చిక్కుకున్నారు. ఇది 2003 ప్రమాదం నుంచి నాసా నేర్చుకున్న జాగ్రత్తల ఫలితం.
