રૉકેટ

પોતાના કદના એન્જિન કરતાં અધિક વધારે પાવર (=કાર્ય/સેકન્ડ) પેદા કરતું એન્જિન.

રૉકેટના કદની મોટર કરતાં તે 3,000ગણો વધારે પાવર પેદા કરી શકે છે. રૉકેટ ઘણો વધારે પાવર પેદા કરી શકે છે પણ તેમાં ઈંધણ ઝડપથી બળી – ખલાસ થઈ જાય છે. જેમ વધુ ઈંધણ બળે છે તેમ તાપમાન વધુ વધે છે અને તે 3,300° સે. સુધી પહોંચે છે.

બીજા વિશ્વયુદ્ધ (1939–1945) બાદ રૉકેટ ટેક્નૉલોજીનો વિકાસ થયો. તેની ટેક્નૉલોજી ઘણી જ જટિલ છે, કારણ કે તેણે ઘણા ઊંચા તાપમાન અને દબાણ સામે કામ કરવાનું રહે છે.

પ્રથમ અવકાશયાત્રીને ચંદ્ર સુધી લઈ જવા માટે રાક્ષસી સૅટર્ન–V રૉકેટનો ઉપયોગ થયો હતો. આજથી લગભગ 300 વર્ષો પહેલાં મહાન વિજ્ઞાની આઇઝેક ન્યૂટને ગતિ સંબંધિત ત્રણ મૂળભૂત સિદ્ધાંતો પ્રતિપાદિત કર્યા હતા; જેમાંના ત્રીજા સિદ્ધાંત દ્વારા રૉકેટનું કાર્ય સમજી શકાય છે. આ સિદ્ધાંત પ્રમાણે ‘દરેક ક્રિયાબળ સામે એટલા જ પ્રમાણમાં વિરુદ્ધ દિશામાં પ્રતિક્રિયાબળ ઉત્પન્ન થાય છે.’ આ સિદ્ધાંત આ સરળ ઉદાહરણની મદદથી સહેલાઈથી સમજી શકાશે : હવા ભરેલો ફુગ્ગો છોડી દેવાથી જે દિશામાં ફુગ્ગાની હવા બહાર નીકળે છે તેની વિરુદ્ધ દિશામાં ફુગ્ગો ઊડે છે. આનો અર્થ એ છે કે હવા બહાર નીકળવાથી ઉત્પન્ન થતા ક્રિયાબળ સામે વિરુદ્ધ દિશામાં એટલું જ પ્રતિક્રિયાબળ લાગવાથી ફુગ્ગો ઊલટી દિશામાં ઊડે છે. આ જ પ્રમાણે રૉકેટનું બળતણ સળગવાથી ઉત્પન્ન થતો ગરમ વાયુ રૉકેટના નાળચા વાટે વેગથી બહાર નીકળવાથી ઉત્પન્ન થતા પ્રતિક્રિયાબળ અથવા ધક્કાને લીધે રૉકેટ વિરુદ્ધ દિશામાં ગતિ કરે છે. (જુઓ આકૃતિ 1.) દરેક રૉકેટમાં બળતણ અને ઑક્સિડાઇઝર (ઑક્સિજન પૂરો પાડતો રાસાયણિક પદાર્થ) બંને રાખવામાં આવે છે. એટલે રૉકેટ અવકાશના શૂન્યાવકાશમાં પણ કાર્ય કરી શકે છે. સંયુક્ત રીતે રૉકેટના બળતણ અને ઑક્સિડાઇઝરને પ્રોપેલન્ટ કહેવાય છે. કોઈ પણ રૉકેટની કાર્યક્ષમતા તે કેટલો ધક્કો અથવા પ્રતિક્રિયાબળ ઉત્પન્ન કરી શકે છે તે દ્વારા દર્શાવાય છે. એક સેકંડમાં વપરાતા પ્રોપેલન્ટ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા કુલ બળ દ્વારા રૉકેટની ગતિ સમજાવી શકાય છે. ન્યૂટનના ગતિ અંગેના બીજા નિયમ (બળ = દ્રવ્યમાન  પ્રવેગ) પ્રમાણે : રૉકેટના પ્રોપેલન્ટનું અચળ દરથી સતત દહન થતું હોવાથી રૉકેટનું દ્રવ્યમાન (વજન) સતત ઘટતું જાય છે, પરંતુ બળ અચળ રહે છે. આથી ઉપરના નિયમ પ્રમાણે તેનો પ્રવેગ સતત વધતો રહે છે.

રૉકેટમાં કોઈ એક પ્રકારની શક્તિનું રૂપાંતર ગતિ-શક્તિમાં થાય છે. અત્યારે વપરાતાં મોટાભાગનાં રૉકેટમાં રાસાયણિક શક્તિનું રૂપાંતર ગતિશક્તિમાં થાય છે. આ દૃષ્ટિએ વિદ્યુત-શક્તિ, પરમાણુ-શક્તિ તથા પ્રકાશ-શક્તિ દ્વારા કાર્ય કરતાં રૉકેટો પણ બનાવી શકાય છે; પરંતુ અહીં આપણે રાસાયણિક રૉકેટ વિશે જ વાત કરીશું. રાસાયણિક રૉકેટ બે પ્રકારનાં હોય છે : (1) ઘન પ્રોપેલન્ટ વડે કાર્ય કરતાં રૉકેટ અને (2) પ્રવાહી પ્રોપેલન્ટ વડે કાર્ય કરતાં રૉકેટ. ઘન પ્રોપેલન્ટના રૉકેટની સંરચનાને રૉકેટ-મોટર કહેવાય છે, જ્યારે પ્રવાહી પ્રોપેલન્ટના રૉકેટની સંરચનાને રૉકેટ-એન્જિન કહેવાય છે. ઘન પ્રોપેલન્ટના રૉકેટમાં બળતણ અને ઑક્સિડાઇઝર બંને ઘટકોને યોગ્ય પ્રમાણમાં સંમિશ્રિત કરીને ઘન સ્વરૂપમાં રાખવામાં આવે છે. (દા.ત., પૉલિવિનાઇલ ક્લોરાઇડ અથવા પૉલિયુરેથેઇન બળતણ તરીકે અને એમોનિયમ પરક્લોરેટ ઑક્સિડાઇઝર તરીકે.) પ્રવાહી પ્રોપેલેન્ટના રૉકેટમાં બળતણ અને ઑક્સિડાઇઝર બંને ઘટકોને પ્રવાહી સ્વરૂપમાં જુદાં જુદાં રાખવામાં આવે છે. (દા.ત., બળતણ તરીકે કેરોસીન અને ઑક્સિડાઇઝર તરીકે પ્રવાહી ઑક્સિજન અથવા બળતણ તરીકે પ્રવાહી હાઇડ્રોજન અને પ્રવાહી ઑક્સિજન.) વાલ્વ, પંપ વગેરે સાધનો વડે આ બંને ઘટકોને નિયંત્રિત રીતે દહન-કક્ષમાં લાવવામાં આવે છે, જ્યાં તેનું દહન થવાથી ઊંચા દબાણે મોટા જથ્થામાં ગરમ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.

ઑક્સિજન અને હાઇડ્રોજનને પ્રવાહી રૂપમાં રાખવાનું મુખ્ય કારણ એ છે કે વાયુ રૂપમાં બંનેની ઘનતા અત્યંત ઓછી હોય છે એટલે પૂરતો જથ્થો રાખવા માટે ઘણા મોટા પાત્રની જરૂર પડે છે; જ્યારે પ્રવાહી રૂપમાં ઘનતા વધારે હોવાથી નાના પાત્રમાં પણ પૂરતો જથ્થો રાખી શકાય છે. અલબત્ત, પ્રવાહી ઑક્સિજનને 183° સે. તાપમાને અને પ્રવાહી હાઇડ્રોજનને 253° સે. જેટલા નીચા તાપમાને રાખવાં પડે છે અને તેનું બાષ્પીભવન રોકવા માટે પૂરતું ઉષ્માવરોધન (insulation) કરવું ખાસ જરૂરી હોય છે. અત્યંત નીચા તાપમાને રાખવા પડતાં આવાં પ્રવાહી પ્રોપેલન્ટવાળાં રૉકેટની સંરચનાને નિમ્નતાપી (cryogenic) એન્જિન કહેવાય છે.

પ્રવાહી પ્રોપેલન્ટના રૉકેટની સરખામણીમાં ઘન પ્રોપેલન્ટના રૉકેટની રચના અને બનાવટ પ્રમાણમાં વધારે સરળ અને ઓછી ખર્ચાળ છે. ઘન પ્રોપેલન્ટનાં રૉકેટોનો લાંબા સમય સુધી સંગ્રહ કરી શકાય છે અને કોઈ ખાસ પૂર્વતૈયારી વગર સલામત રીતે તાત્કાલિક ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે. આની સરખામણીમાં પ્રવાહી પ્રોપેલન્ટના રૉકેટનો સંગ્રહ શક્ય નથી અને તેનો ઉપયોગ કરતાં પહેલાં તેમાં પ્રવાહી બળતણ અને પ્રવાહી ઑક્સિજન ભરવાં પડે છે. વળી, ઉપર જણાવ્યા પ્રમાણે, અમુક પ્રવાહી અત્યંત નીચા તાપમાને રાખવાં પડે છે. આ ઉપરાંત મોટાભાગના પ્રવાહી બળતણ અને ઑક્સિડાઇઝરનો ઉપયોગ કરવામાં આગ લાગવાનું તથા વિસ્ફોટ થવાનું મોટું જોખમ હોય છે. આ બધી મુશ્કેલીઓ હોવા છતાં મોટો ધક્કો ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા હોવાથી પ્રવાહી પ્રોપેલન્ટનાં રૉકેટ ખાસ ઉપયોગી થાય છે.

ઇજનેરી દૃષ્ટિએ રૉકેટની રચના ખૂબ જ અટપટી અને અઘરી ગણાય છે. અમુક રીતે રૉકેટની રચનામાં વિમાન-ઉદ્યોગની ઇજનેરી કળા ખાસ કામ લાગે છે. પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ બળની વિરુદ્ધ દિશામાં કાર્ય કરવાનું હોવાથી રૉકેટનું વજન (પ્રોપેલન્ટના વજનને બાદ કરતાં) જેમ બને તેમ ઓછું હોય તે જરૂરી છે. આ ઉપરાંત, ઉડ્ડયન દરમિયાન રૉકેટ ઉપર વાતાવરણ સાથેનું ઘર્ષણ અને પવનનું અવરોધક બળ લાગે છે. આથી રૉકેટ બનાવવા માટે મજબૂતાઈ, દૃઢતા અને વજનનું યોગ્ય પ્રમાણ ધરાવતી ધાતુ જેવી કે સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અથવા ઍલ્યુમિનિયમ, ટાઇટેનિયમ વગેરેની મિશ્ર-ધાતુઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ઊંચું તાપમાન સહન કરી શકે તેવા રૉકેટના ભાગ (નાળચું, દહન-કક્ષ તથા નોઝ-કોન) બનાવવા માટે મોલિબ્ડિનમ, નાયોબિયમ, ટંગસ્ટન, ગ્રૅફાઇટ કે ખાસ પ્રકારના પ્લાસ્ટિકનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. નિમ્નતાપી પ્રવાહી પ્રોપેલન્ટની ટાંકીઓ બનાવવા માટે અત્યંત મજબૂત ધાતુનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી હોય છે. આ માટે સ્ટેનલેસ સ્ટીલ વાપરવામાં આવે છે. આ ઉપરાંત મજબૂતાઈ અને વળે નહિ તેવી ક્ષમતા માટે બૉરૉન, કાર્બન અને બેરિલિયમના તંતુ વીંટીને સુદૃઢ કરેલા પદાર્થો પણ રૉકેટના જુદા જુદા ભાગ બનાવવા માટે વપરાય છે.

રૉકેટનો સૌથી ઉપરનો ભાગ નોઝ-કોન (nose-cone) કહેવાય છે. નોઝ-કોનનો અગ્ર ભાગ ઉપરથી ગોળ અને શંકુ આકારનો રાખવાનું કારણ એ છે કે એવો આકાર વાતાવરણથી લાગતા ઘર્ષણને ઓછું કરે છે. નોઝ-કોનનો ખાસ ઉપયોગ એ છે કે વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગો માટે ઉપકરણો નોઝ-કોનમાં મૂકવામાં આવે છે. પ્રક્ષેપણ માટે ઉપગ્રહને નોઝ-કોનમાં રાખવામાં આવે છે તથા પ્રક્ષેપાસ્ત્ર (missile) તરીકે વપરાતા રૉકેટના નોઝ-કોનમાં બૉમ્બ જેવું શસ્ત્ર મૂકવામાં આવે છે. નોઝ-કોનમાં મૂકેલાં ઉપકરણ, ઉપગ્રહ કે શસ્ત્રને રૉકેટનો પેલોડ (payload) કહેવામાં આવે છે. ઉડ્ડયન દરમિયાન વાતાવરણના ઘર્ષણને લીધે નોઝ-કોનની બહારની સપાટી અત્યંત ગરમ થઈ જાય છે, પરંતુ એ ગરમીથી નોઝ-કોનની અંદર મૂકેલા પેલોડને કોઈ નુકસાન ન થાય એ રીતે તેની રચના કરી હોય છે. આ દૃષ્ટિએ નોઝ-કોનને ઉષ્ણતા-કવચ (heat-shield) પણ કહેવાય છે. પ્રક્ષેપાસ્ત્ર માટે પણ ઉષ્ણતા-કવચ ખાસ જરૂરી હોય છે, કારણ કે ભૂમિ પરના લક્ષ્ય ઉપર પહોંચ્યા પહેલાં જ હવાના નીચલા ઘટ્ટ સ્તરમાં લાગતા ઘર્ષણને લીધે નોઝ-કોનની અંદર મૂકેલું શસ્ત્ર જો ગરમ થઈને સળગી ઊઠે તો એ પ્રક્ષેપાસ્ત્ર નિષ્ફળ બની જાય છે.

રૉકેટને વધારે ઊંચાઈ પર મોકલવું હોય અથવા રૉકેટમાં વધારે વજનદાર પેલોડ હોય તો તેમાં વધારે પ્રોપેલન્ટ રાખવું પડે છે અને એમ કરવાથી આખા રૉકેટનું વજન ખૂબ વધી જાય છે. આ મુશ્કેલી દૂર કરવા માટે બે અથવા બે કરતાં વધારે રૉકેટને એકબીજા સાથે જોડીને બનાવેલાં જોડિયાં (staged) રૉકેટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ પહેલાં બતાવ્યા પ્રમાણે જોડિયાં રૉકેટ બનાવવાનું સૂચન રશિયાના રૉકેટનિષ્ણાત ત્સ્યૉલકૉવસ્કીએ તથા સ્વતંત્ર રીતે રૉબર્ટ ગૉડાર્ડે કર્યું હતું.

જોડિયાં રૉકેટની રચનામાં સૌથી નીચેનું પહેલા તબક્કાનું રૉકેટ સૌથી વધારે ધક્કો ઉત્પન્ન કરી શકે એ જાતનું રાખવામાં આવે છે અને એ પછીનાં રૉકેટ ક્રમશ: ઓછા ધક્કાનાં હોય છે. આ જાતનું રૉકેટ પ્રક્ષેપિત કરતી વખતે પ્રથમ પહેલા તબક્કાનું રૉકેટ ચાલુ કરવામાં આવે છે અને અમુક ઊંચાઈએ જ્યારે એ તબક્કાનું પ્રોપેલન્ટ પૂરેપૂરું વપરાઈ જાય ત્યારે એ રૉકેટને છૂટું કરીને નીચે પડવા દેવામાં આવે છે. એની સાથે જ સ્વયંસંચાલિત રીતે બીજા તબક્કાનું રૉકેટ ચાલુ થાય છે. જ્યારે બીજા તબક્કાના રૉકેટનું બધું પ્રોપેલન્ટ વપરાઈ જાય છે ત્યારે એને પણ છૂટું પાડી દેવામાં આવે છે અને ત્રીજા તબક્કાનું રૉકેટ ચાલુ થાય છે. આ રીતે એક પછી એક વપરાયેલાં રૉકેટો છૂટાં પડી જતાં હોવાથી રૉકેટનું વજન ઝડપથી ઘટતું જાય છે (અને તેથી રૉકેટ પ્રવેગિત ગતિથી આગળ વધે છે) અને છેલ્લા તબક્કાના રૉકેટના ઓછા ધક્કા વડે પણ ઘણી વધારે ગતિ મેળવી શકાય છે. જોડિયાં રૉકેટના દરેક તબક્કાની છેવટની ગતિનો લાભ બાકીના રૉકેટને મળતો હોય છે. આ રીતે આવું રૉકેટ વધુ કાર્યક્ષમ હોય છે. જોડિયાં રૉકેટમાં વધારેમાં વધારે ચાર કે પાંચ તબક્કા હોય છે. એથી વધારે તબક્કા ઉમેરવાથી છેવટની ગતિમાં કોઈ નોંધપાત્ર ફેર પડતો નથી.

જોડિયાં રૉકેટના પ્રક્ષેપણ દરમિયાન વાતાવરણના અવરોધક બળ તથા રૉકેટના જુદા જુદા તબક્કા દ્વારા મળતા ધક્કાની દિશામાં થતી અનિયમિતતાને કારણે તેના ઉડ્ડયનમાર્ગની દિશાનું સૂક્ષ્મ નિયંત્રણ કરવું ખાસ જરૂરી હોય છે. આ માટે રૉકેટમાં મૂકેલા કમ્પ્યૂટર-આધારિત ‘માર્ગદર્શક અને દિશા-નિયંત્રણ તંત્ર’નો ઉપયોગ થાય છે. કેટલાંક રૉકેટને ચાક આપીને તેનું દિશા-નિયંત્રણ કરવામાં આવે છે. આ ઉપરાંત, દરેક તબક્કાનું પ્રોપેલન્ટ વપરાઈ જાય પછી એ તબક્કાને છૂટો પાડવાનું તંત્ર, એ પછીના તબક્કાને ચાલુ કરવાનું તંત્ર તથા અન્ય ઘણાં તંત્રો અને ઉપ-તંત્રો હોય છે. સમગ્ર રીતે જોતાં જોડિયાં રૉકેટની રચના અત્યંત જટિલ હોય છે.

રૉકેટના પ્રક્ષેપણ દરમિયાન રૉકેટની કામગીરી વિશેની માહિતી રેડિયો-સંકેતો દ્વારા ભૂમિ-મથક પર સતત મળતી હોય છે તથા ભૂમિ-મથકના રડાર દ્વારા રૉકેટના ઉડ્ડયનમાર્ગ વિશે માહિતી મળે છે. આ ઉપરાંત, ભૂમિ પરથી રૉકેટનું નિયંત્રણ કરવા માટે તથા અસાધારણ કે વિપરીત સંયોગોમાં ઉડ્ડયન દરમિયાન રૉકેટનો નાશ કરવા માટે પણ ભૂમિ-મથક પરથી રેડિયો-સંકેતો મોકલવાની વ્યવસ્થા હોય છે.

રૉકેટના ઉપયોગો : રૉકેટના મુખ્ય ત્રણ ઉપયોગો છે : (1) ઉચ્ચ વાતાવરણનું સંશોધન; (2) નિર્ધારિત કક્ષામાં ઉપગ્રહનું પ્રક્ષેપણ અને (3) પ્રક્ષેપાસ્ત્ર તરીકે. અહીં પહેલા ઉપયોગ વિશેની જ ચર્ચા પ્રસ્તુત છે.  ઉપગ્રહના પ્રક્ષેપણની બાબત તો એક જુદો જ વિષય છે. અહીં તો ઉપરના પહેલા બંને ઉપયોગોમાં રૉકેટ અમુક મહત્તમ અથવા નિર્ધારિત ઊંચાઈ સુધી જઈ શકે તે મહત્વનું છે; જ્યારે ત્રીજા ઉપયોગમાં પ્રક્ષેપાસ્ત્ર પૃથ્વી પર મહત્તમ અંતર સુધી જાય તે જરૂરી છે.

ઈ. સ. 1929માં અમેરિકાના રૉકેટ ઇજનેર રૉબર્ટ ગૉડાર્ડે ઉચ્ચ વાતાવરણના વૈજ્ઞાનિક સંશોધન માટે સૌપ્રથમ રૉકેટનો ઉપયોગ કર્યો હતો. તેમણે રૉકેટના નોઝ-કોનમાં પેલોડ તરીકે એનેરૉઇડ બેરૉમિટર, થરમૉમિટર તથા એક કૅમેરા મૂક્યાં હતાં. રૉકેટ અમુક ઊંચાઈએ પહોંચે ત્યારે નોઝ-કોન ખૂલી જાય તેવી વ્યવસ્થા કરવામાં આવી હતી, જેથી રૉકેટ ઉપર જઈને નીચે આવે તે દરમિયાન કૅમેરાની ફિલ્મ ઉપર હવાનું દબાણ તથા તાપમાનના આંકડા નોંધાતા હતા અને રૉકેટ નીચે પડે ત્યારે ફિલ્મ મેળવીને એમાંથી હવાનું દબાણ અને તાપમાનના આંકડા મેળવવામાં આવતા હતા. આ પ્રયોગોમાં રૉકેટ નીચે પડવાથી કૅમેરાને નુકસાન થતું હતું. આથી હવાઈ છત્રી (પૅરેશૂટ) દ્વારા પેલોડને સુરક્ષિત રીતે પાછો મેળવવામાં આવતો હતો. ત્યારબાદ રેડિયો-સંદેશા-પદ્ધતિના વિકાસ પછી વૈજ્ઞાનિક ઉપકરણોની સાથે એક નાનું રેડિયો-ટ્રાન્સમિટર પણ મૂકવામાં આવતું હતું. ઉપકરણો દ્વારા લેવાતાં અવલોકનોના આંકડાને રેડિયો-ટ્રાન્સમિટર દ્વારા સાંકેતિક રૂપમાં રેડિયો-તરંગો રૂપે પ્રસારિત કરવામાં આવતા હતા. ભૂમિ ઉપર રેડિયો-રિસીવર વડે આ રેડિયો-તરંગો ગ્રહણ કરીને તેમાં મૂળ અવલોકનોના આંકડા મેળવી લેવામાં આવતા હતા. આધુનિક રૉકેટ પ્રયોગોમાં પણ આ જ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ પ્રકારના રૉકેટને સાઉન્ડિંગ રૉકેટ (sounding rocket) અથવા પરિજ્ઞાપી રૉકેટ કહેવામાં આવે છે. આવાં રૉકેટ ભૂમિ પરથી લગભગ લંબ દિશામાં છોડવામાં આવે છે, જેથી તે મહત્તમ ઊંચાઈ સુધી જઈ શકે.

હવામાનના અભ્યાસમાં તથા વાતાવરણના ઉચ્ચ સ્તરોમાં હવાનું દબાણ, તાપમાન, ભેજ, પવન વગેરે વિશે માહિતી મેળવવા માટે વપરાતાં પરિજ્ઞાપી રૉકેટ સાધારણ રીતે એક તબક્કાનાં હોય છે; પરંતુ વાતાવરણના ઉચ્ચતર સ્તર, આયનમંડળના ગુણધર્મો તથા 100–200 કિમી.ની ઊંચાઈ પરથી ખગોળવિજ્ઞાનના અભ્યાસ માટે બે કે ત્રણ તબક્કાવાળાં જોડિયાં પરિજ્ઞાપી રૉકેટ વાપરવાં જરૂરી છે. 40થી 200 કિમી. વચ્ચેના ઉચ્ચ વાતાવરણના વિસ્તારના અભ્યાસ માટે પરિજ્ઞાપી રૉકેટ એકમાત્ર સાધન છે. આનું કારણ એ છે કે બલૂન વાતાવરણની અંદર 30થી 40 કિમી.ની મહત્તમ ઊંચાઈ સુધી જ જઈ શકે છે, જ્યારે 200 કિમી. જેટલી ઓછી ઊંચાઈએ અલ્પ વાતાવરણના થોડા ઘર્ષણને કારણે ઉપગ્રહ એ ઊંચાઈ પર લાંબો સમય કક્ષામાં રહી શકતા નથી. રૉકેટના પ્રયોગો ગણીગાંઠી મિનિટોમાં જ પૂરા થઈ જતા હોય છે. એટલે ઉપલબ્ધ માહિતીનું પ્રમાણ ખૂબ ઓછું હોય છે. વળી, જે સ્થળ ઉપરથી રૉકેટ છોડાય એ જ ભૌગોલિક સ્થાન ઉપરનાં અવલોકનો મળી શકે છે. છેલ્લે, દરેક પ્રયોગમાં રૉકેટનો સંપૂર્ણ નાશ થાય છે એટલે આવા પ્રયોગો વધારે ખર્ચાળ હોય છે.

રૉકેટ-પ્રક્ષેપણ-મથક હંમેશાં દરિયાકિનારે અથવા વિશાળ અને વેરાન વસ્તી-વિહીન રણપ્રદેશોમાં રાખવામાં આવે છે, જેથી રૉકેટ નીચે પડે ત્યારે અથવા પ્રક્ષેપણ દરમિયાન અકસ્માત થાય તો જાન-હાનિ થવાનો સંભવ ઓછો રહે. આ ઉપરાંત, દરેક રૉકેટ-પ્રક્ષેપણ પહેલાં ચેતવણી આપીને દરિયામાં વહાણો અને માછીમારોની હોડીઓની અવરજવર બંધ કરવામાં આવતી હોય છે, જેથી જાનહાનિ ટાળી શકાય.

ઉપગ્રહ–પ્રક્ષેપક રૉકેટ : ભારતમાં બનાવવામાં આવેલાં ઉપગ્રહ-પ્રક્ષેપક-વાહનો અથવા રૉકેટો નીચે પ્રમાણે છે :

એસ.એલ.વી.–3–Satellite Launch Vehicle–3 (SLV–3) : ‘ઉપગ્રહ-પ્રક્ષેપન-વાહન’ (એસ.એલ.વી.–3) નામનું આપણું પહેલું ઉપગ્રહ-પ્રક્ષેપક-રૉકેટ 40 કિગ્રા. વજનના ઉપગ્રહને પૃથ્વીની નજીકની લંબ-વર્તુળાકાર કક્ષામાં પ્રક્ષેપિત કરી શકે છે. આ રૉકેટની રચના અંગેનું કાર્ય છેક 1968માં શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું. આ તદ્દન નવી ટૅકનૉલૉજી સ્વતંત્ર રીતે વિકસાવવામાં લાંબો સમય લાગ્યો હતો.

ચાર તબક્કાવાળા, ઘન પ્રોપેલન્ટથી કાર્ય કરતા આ રૉકેટની ઊંચાઈ 22.7 મીટર છે, અને પ્રક્ષેપણ પહેલાં તેનું કુલ વજન (પ્રોપેલન્ટ સાથે) 17 ટન હોય છે. તેનો મહત્તમ વ્યાસ 1 મીટર છે. તેનાં અન્ય મુખ્ય ઉપ-તંત્રોમાં પ્રક્ષેપણ દરમિયાન તેના જુદા જુદા તબક્કા યથા સમયે છૂટા પાડવાનું ઉપ-તંત્ર, રૉકેટની ઉડ્ડયન-દિશાનું નિયંત્રણ તથા માર્ગદર્શન-તંત્ર, પ્રક્ષેપણ દરમિયાન તેની કામગીરી અંગે ભૂમિ પર રેડિયો-તરંગ દ્વારા માહિતી મેળવવાનું ઉપ-તંત્ર તથા પ્રક્ષેપણ દરમિયાન નિર્ધારિત દિશામાંથી રૉકેટ વિચલિત થાય તો ભૂમિ પરથી દૂર-આદેશ દ્વારા તેનો નાશ કરવાનું ઉપ-તંત્ર મુખ્ય છે.

એસ.એલ.વી.–3 રૉકેટનું પ્રથમ પ્રયોગાત્મક ઉડ્ડયન 10 ઑગસ્ટ 1979ના રોજ શ્રીહરિકોટા પ્રક્ષેપણ-મથકેથી કરવામાં આવ્યું હતું; પરંતુ કેટલીક ક્ષતિઓને કારણે ઉડ્ડયન પછી થોડી જ મિનિટોમાં તે બંગાળના ઉપસાગરમાં તૂટી પડ્યું હતું. ત્યારપછી એસ.એલ.વી.–3માં જરૂરી સુધારા-વધારા કરવામાં આવ્યા હતા. નવા સુધારેલા રૉકેટનું ઉડ્ડયન 18 જુલાઈ, 1980ના રોજ કરવામાં આવ્યું હતું, જે સંપૂર્ણ રીતે સફળ થયું હતું અને 35 કિગ્રા. વજનનો રોહિણી ઉપગ્રહ પૃથ્વીની નજીકની કક્ષામાં પ્રક્ષેપિત થયો હતો. એ પછી એસ.એલ.વી.–3નાં બે વિકાસલક્ષી ઉડ્ડયનો કરવામાં આવ્યાં હતાં. 30 મે, 1981ના રોજ કરવામાં આવેલા ઉડ્ડયનમાં RS–D–1 નામનો ઉપગ્રહ અત્યંત નીચેની કક્ષામાં પ્રક્ષેપિત થયો હતો, જેને કારણે તે ઉપગ્રહ ફક્ત 9 દિવસ પછી વાતાવરણમાં પ્રવેશીને સળગી ગયો હતો. ત્યારપછી 17 એપ્રિલ, 1983નાં બીજાં વિકાસલક્ષી ઉડ્ડયનોમાં RS–D–2 ઉપગ્રહ સફળતાપૂર્વક તેની નિર્ધારિત કક્ષામાં પ્રક્ષેપિત થયો હતો.

એ.એસ.એલ.વી. – Augmented Satellite Launch Vehicle (ASLV) અથવા સંવર્ધિત ઉપગ્રહ-પ્રક્ષેપક-વાહન નામનું આ પ્રક્ષેપક રૉકેટ 150 કિગ્રા. વજનના ઉપગ્રહને 400 કિમી. ઊંચાઈએ કક્ષામાં પ્રક્ષેપિત કરી શકે છે. વાસ્તવિક રીતે જોતાં આ રૉકેટ એસ.એલ.વી.–3 રૉકેટનું સંવર્ધિત રૂપ જ છે, કારણ કે એલ.એલ.વી.–3 રૉકેટના પહેલા તબક્કાની બંને બાજુ પર એક, એક વધારાનું રૉકેટ જોડીને આ નવું રૉકેટ બનાવવામાં આવ્યું છે. તેની ઊંચાઈ 23.5 મીટર છે, જ્યારે તેનું કુલ વજન 39 ટન છે. પહેલા તબક્કાની સાથે જોડેલાં બે રૉકેટની સાથે એ.એસ.એલ.વી. કુલ પાંચ તબક્કા ધરાવે છે, જે બધા ઘન પ્રોપેલન્ટ વડે કાર્ય કરે છે.

એ.એસ.એલ.વી.નાં પહેલાં બે વિકાસાત્મક ઉડ્ડયનો D–1 અને D–2 (તારીખ 24 માર્ચ 1987 અને 13 જુલાઈ 1988) નિષ્ફળ નીવડ્યાં હતાં, ત્યારપછી એ બંને ઉડ્ડયનોની કામગીરીના આંકડાનું વિશ્લેષણ કરીને જરૂરી સુધારાવધારા કરવામાં આવ્યા હતા. ત્રીજું વિકાસાત્મક ઉડ્ડયન D–3 (20 મે 1992) સંપૂર્ણ રીતે સફળ નીવડ્યું હતું, જેમાં સ્રોસસી (Stretched Rohini Series Satellite – SROSS–C) નામનો ઉપગ્રહ 450 કિમી.ની ઊંચાઈ પર પ્રક્ષેપિત થયો હતો. ત્યારપછીનું ચોથું વિકાસાત્મક ઉડ્ડયન D–4 (4 મે 1994) પણ સફળ નીવડ્યું હતું, જેમાં SROSS–C2 નામનો 113 કિગ્રા. વજનનો ઉપગ્રહ પૃથ્વીની નજીકની લંબવર્તુળાકાર કક્ષા (ન્યૂનતમ અંતર–437 કિમી., મહત્તમ અંતર – 938 કિમી.)માં પ્રક્ષેપિત કરવામાં આવ્યો હતો.

પી.એસ.એલ.વી. (Polar Satellite Launch Vehicle–P.S.L.V.) : ધ્રુવીય ઉપગ્રહ પ્રક્ષેપક વાહન, આ પ્રક્ષેપક રૉકેટ 1,000 કિગ્રા. વજનના દૂર-સંવેદન ઉપગ્રહને 900 કિમી. ઊંચાઈએ ધ્રુવીય સૂર્ય-સમક્રમિક કક્ષામાં પ્રક્ષેપિત કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.

પ્રક્ષેપણ-સમયે તેનું કુલ વજન 283 ટન જેટલું હોય છે અને તેની કુલ ઊંચાઈ 44 મીટર હોય છે. પી.એસ.એલ.વી. રૉકેટ ચાર તબક્કાવાળું છે. ઘન પ્રોપેલન્ટવાળા 2.8 મીટર વ્યાસના પહેલા તબક્કાની સાથે બીજાં છ નાનાં ઘન પ્રોપેલન્ટવાળાં રૉકેટો બહારની બાજુએ જોડવામાં આવે છે, જેથી તેનાથી મોટો ધક્કો મળી શકે. 2.8 મીટર વ્યાસનો બીજો તબક્કો પ્રવાહી પ્રોપેલન્ટ વડે કાર્ય કરે છે. તેનો ત્રીજો તબક્કો ઘન પ્રોપેલન્ટથી ચાલે છે, જ્યારે ચોથો તબક્કો પ્રવાહી પ્રોપેલન્ટ ધરાવે છે. પી.એસ.એલ.વી. રૉકેટમાં અન્ય જરૂરી ઉપ-તંત્રો ઉપરાંત કમ્પ્યૂટર-આધારિત માર્ગદર્શન-તંત્ર મૂકવામાં આવ્યું છે, જેથી પ્રક્ષેપણ દરમિયાન સ્વયંસંચાલિત રીતે તેનું માર્ગદર્શન અને દિશા-નિયંત્રણ થાય છે.

શ્રીહરિકોટા પ્રક્ષેપણ-મથકેથી ઉપગ્રહને ધ્રુવીય સૂર્ય-સમક્રમિક કક્ષામાં મૂકવા માટે પી.એસ.એલ.વી. રૉકેટને દક્ષિણ દિશામાં પ્રક્ષેપિત કરવું જરૂરી બને છે. આનું કારણ એ છે કે ઉત્તર દિશામાં વિશાળ ભૂમિ-પ્રદેશ છે, જ્યારે દક્ષિણ દિશામાં રૉકેટનું શરૂઆતનું ઉડ્ડયન શ્રીલંકા ઉપરથી પસાર થાય છે. ત્યારપછીનો ઉડ્ડયનપથ વિશાળ હિંદી મહાસાગર ઉપર જ હોય છે. (જુઓ આકૃતિ 7). બીજું, ઉપગ્રહ સ્થાનિક સમય પ્રમાણે 10-30 કલાકે વિષુવવૃત્ત પરથી પસાર થાય તે માટે પી.એસ.એલ.વી.નું પ્રક્ષેપણ સવારે 10-30 પહેલાં થોડી મિનિટે કરવું જરૂરી છે.

પી.એસ.એલ.વી. રૉકેટનું પહેલું વિકાસાત્મક પ્રક્ષેપણ PSLV–D–1 તા. 20 સપ્ટેમ્બર 1993ના રોજ શ્રીહરિકોટા પ્રક્ષેપણ-મથક પરથી કરવામાં આવ્યું હતું. પરંતુ તેમાં સફળતા મળી નહોતી. આ નિષ્ફળતાનું કારણ તપાસવાથી જાણવા મળ્યું હતું કે તેના કમ્પ્યૂટર-આધારિત માર્ગદર્શન-ઉપ-તંત્રમાં અમુક ખામી હતી. આ ખામી દૂર કરવા માટે એ ઉપ-તંત્રમાં જરૂરી સુધારા-વધારા કરવામાં આવ્યા.

બીજું વિકાસાત્મક પ્રક્ષેપણ PSLV–D–2 15 ઑક્ટોબર 1994ના રોજ કરવામાં આવ્યું હતું, જે સંપૂર્ણ રીતે સફળ થયું હતું અને 804 કિગ્રા. વજનનો દૂર-સંવેદન ઉપગ્રહ IRS–P–2 તેની નિર્ધારિત કક્ષામાં પ્રક્ષેપિત થયો હતો. તેનું ત્રીજું વિકાસાત્મક ઉડ્ડયન 21 માર્ચ 1996ના રોજ સફળતાપૂર્વક કરવામાં આવ્યું હતું, જેમાં IRS–P–3 ઉપગ્રહ તેની નિર્ધારિત કક્ષામાં પ્રક્ષેપિત થયો હતો.

ત્યારપછી પી.એસ.એલ.વી.નાં ત્રણ સફળ પ્રક્ષેપણ કરવામાં આવ્યાં હતાં.

– માર્ચ 21, 1996ના રોજ દૂર-સંવેદન ઉપગ્રહ IRS–P–3ને સફળતાપૂર્વક ધ્રુવીય સૂર્ય-સમક્રમિક કક્ષામાં પ્રક્ષેપિત કરવામાં આવ્યો હતો.

– સપ્ટે. 29, 1997ના દિવસે પી.એસ.એલ.વી.ના કાર્યાન્વિત કક્ષાના પ્રક્ષેપણમાં IRS–1–D ઉપગ્રહને નિર્ધારિત કક્ષામાં મૂકવામાં આવ્યો હતો.

– મે 26, 1999ના રોજ પી.એસ.એલ.વી. રૉકેટ દ્વારા એકસાથે નીચેના ત્રણ ઉપગ્રહોને પ્રક્ષેપિત કરાયા હતા – (1) ભારતનો IRS–P–4 (Oceansat); (2) કોરિયન ઉપગ્રહ KITSAT–3 તથા (3) જર્મન ઉપગ્રહ DLR–TUBSAT.

જી.એસ.એલ.વી. : ભારતના દૂર-સંદેશાવ્યવહાર ઉપગ્રહને ભૂ-સમક્રમિક ટ્રાન્સફર કક્ષામાં પ્રક્ષેપિત કરવા માટે Geosynchronous Satellite Launch Vehicle – GSLV અર્થાત્ ભૂ-સમક્રમિક ઉપગ્રહ-પ્રક્ષેપક-વાહન નામના શક્તિશાળી રૉકેટનો વિકાસ કરવામાં આવ્યો છે. લગભગ 2,500 કિગ્રા. વજનના ઉપગ્રહને ભૂ-સમક્રમિક ટ્રાન્સફર-કક્ષામાં પ્રક્ષેપિત કરી શકે એ પ્રકારની ક્ષમતા ધરાવતા આ રૉકેટમાં ત્રણ તબક્કા છે. તેની ઊંચાઈ 50 મીટર છે અને વજન 400 ટન છે. સૌથી વધારે ધક્કો ઉત્પન્ન કરી શકે એવા પહેલા તબક્કામાં મુખ્ય ઘન પ્રોપેલન્ટના રૉકેટની બહારની બાજુ પર પ્રવાહી પ્રોપેલન્ટનાં કુલ ચાર રૉકેટ જોડવામાં આવ્યાં છે. બીજો તબક્કો પ્રવાહી પ્રોપેલન્ટ વડે કાર્ય કરે છે, જ્યારે ત્રીજા તબક્કામાં પ્રવાહી ઑક્સિજન તથા પ્રવાહી હાઇડ્રોજન વડે કાર્ય કરતું નિમ્નતાપી (cryogenic) એન્જિન છે.

નિમ્નતાપી એન્જિન અંગેની ટૅકનૉલૉજીના વિકાસમાં રશિયા તરફથી મહત્ત્વની મદદ મળવાની હતી, પરંતુ અમુક રાજકીય કારણોને લીધે હવે એને બદલે રશિયા તરફથી ઇસરોને ફક્ત તૈયાર નિમ્નતાપી એન્જિનો જ મળે છે. આથી ઇસરો દ્વારા નિમ્નતાપી એન્જિન અંગેની ટૅકનૉલૉજીનો વિકાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે. રશિયા તરફથી મળેલા પહેલા નિમ્નતાપી એન્જિનનો ઉપયોગ કરીને જી.એસ.એલ.વી. રૉકેટનું પહેલું વિકાસલક્ષી પ્રક્ષેપણ 28 માર્ચ 2001ના રોજ કરવામાં આવ્યું હતું; પરંતુ પહેલા તબક્કામાં ક્ષતિ ઉત્પન્ન થવાથી એ પ્રક્ષેપણ તુરત અટકાવી દેવામાં આવ્યું હતું. ત્યાર- પછી 18 એપ્રિલ 2001ના દિવસે તેનું પ્રક્ષેપણ સફળ થયું હતું, જેમાં GSAT નામનો પ્રયોગલક્ષી સંદેશા-વ્યવહાર-ઉપગ્રહ ભૂ-સમક્રમિક ટ્રાન્સફર-કક્ષામાં પ્રક્ષેપિત કરાયો હતો. આ કક્ષામાં ઉપગ્રહ અને પૃથ્વી વચ્ચેનું મહત્તમ અંતર આશરે 36,000 કિમી. હોય છે અને ન્યૂનતમ અંતર લગભગ 200 કિમી. હોય છે. આ ટ્રાન્સફર-કક્ષામાંથી ઉપગ્રહને 36,000 કિમી. અંતરે ભૂ-સમક્રમિક વર્તુળાકાર કક્ષામાં મૂકવા માટે ઉપગ્રહમાં રાખેલી રૉકેટ-મોટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

પરંતપ પાઠક

પ્રહલાદ છ. પટેલ