चन्द्रयान (भाग२) - विमान आणि अग्निबाण

पक्षी आणि फुलपाखरे यांना उडतांना पाहून आकाशात विहार करण्याची ऊर्मी माणसाच्या मनात खूप पूर्वीपासून उठत आली आहे. त्या दृष्टीने त्याचे प्रयत्न चाललेले होते. त्यात यश येऊन अनेक प्रकारची विमाने आणि अग्निबाण यांच्या सहाय्याने तो आकाशातच नव्हे तर अंतराळात देखील भ्रमण करू लागला आहे. विमाने आणि अग्निबाण ही दोन्ही साधने जमीनीवरून आकाशात झेप घेतांना दिसतात, पण विमानातून चंद्रावर जाता येईल कां? किंवा अग्निबाणाच्या सहाय्याने मुंबईहून दिल्लीला जाता येईल कां? या दोन्ही प्रश्नांची उत्तरे नकारार्थी येतील. त्याची कारणे मात्र निरनिराळी आहेत. विमाने वातावरणाच्या पलीकडे जाऊ शकत नाहीत त्यामुळे ती चंद्राची यात्रा कधीच करू शकणार नाहीत. एकदा उडवलेला अग्निबाण लगेच नष्ट होऊन जातो त्यामुळे तो जमीनीवर उतरण्याचा प्रश्नच नसतो. तरीही त्याबरोबर अवकाशात पाठवलेले यान मात्र सुरक्षितपणे परत आणून पृथ्वीतलावर उतरवण्याचे तंत्र विकसित झालेले आहे. हे खरे असले तरी आकाशात उडणारे विमान जसे बरोबर विमानतळावरच्या धांवपट्टीवर खाली उतरवतां येते तसे अंतराळातून परतणारे यान नेमक्या जागेवर उतरवण्याची तयारी अद्याप झालेली नाही. त्यामुळे गांवोगांवी जसे विमानतळ बांधले गेले आहेत त्यासारखे अग्निबाणतळ झालेले नाहीत. अग्निबाणासोबत उडवलेले क्षेपणास्त्र नेमके शत्रूपक्षाच्या गोटावर टाकून त्याचा विध्वंस करण्यापर्यंत यात प्रगती झाली आहे, पण मुंबईहून दिल्लीला जाऊन तिथे सुरक्षितपणे उतरण्याइतपत त्याचा विकास अजून व्हायचा आहे.

विमान आणि अग्निबाण यातला मुख्य फरक आता थोडक्यात पाहू. पक्षी ज्याप्रमाणे आपल्या पंखांची फडफड करून हवेला खाली आणि मागे लोटतात आणि स्वतः पुढे जातात, तसेच समोरच्या हवेला मागे ढकलून विमान पुढे जाते. सुरुवातीच्या काळात हे काम त्याला जोडलेल्या प्रोपेलर नावाच्या अजस्त्र पंख्यांद्वारे होत असे, आजकाल बहुतेक विमाने जेट इंजिनावर चालतात (उडतात). हॅलिकॉप्टर मात्र अजूनही पंख्यांच्याच तत्वावर उडतात. कागदी बाण किंवा फ्रिसबीची डिस्क यासारखी एकादी गोष्ट हवेतून वेगाने भिरकावली की हवाच तिला उचलून धरते हे आपण पाहतोच. अशाच प्रकारे अतिशय वेगाने पुढे जाणा-या विमानाचे हवेद्वारा उध्दरण होते. आतापर्यंत मुख्यतः तीन प्रकारच्या इंजिनांचा उपयोग विमान उडवण्यासाठी केला गेला आहे.
१. प्रोपेलर - यात इंधनतेलाच्या ज्वलनावर चालणा-या इंजिनाला जोडलेली मोठमोठी पाती पंख्याप्रमाणे वेगाने फिरत हवेला मागे ढकलून विमानाला पुढे जाण्यासाठी गती देतात. इंजिनामध्ये इंधनाचे ज्वलन होण्यासाठी आजूबाजूच्या वातावरणातून प्राणवायू घेतला जातो.
२. जेट - यातसुध्दा इंजिनात होण्यार्‍या इंधनाच्या ज्वलनासाठी आजूबाजूच्या हवेतून प्राणवायू घेतला जातो. इंजिनाला जोडलेल्या कॉम्प्रेसरने हवेचा दाब आधीच वाढवला जातो. इंजिनाच्या ज्वलनातून निर्माण झालेल्या ऊष्णतेमुळे तो दाब आणखी वाढतो. या तप्त व प्रचंड दाब असलेल्या हवेला अरुंद वाटेने (नॉझल्समधून) मागच्या दिशेने बाहेर सोडले जाते. त्यातून अतीशय वेगवान असा झोत (जेट) निर्माण होतो. त्याच्या प्रतिक्रियेने विमान वेगाने पुढे जाते.
३. रॉकेट इंजिन - यातसुध्दा ज्वलनातून उत्पन्न झालेल्या ऊष्ण वायूंच्या झोतानेच विमान पुढे जाते. मात्र यात खास प्रकारचे इंधन वापरतात. त्याच्या ज्वलनासाठी लागणारा प्राणवायू किंवा तो पुरवणारी रासायनिक द्रव्ये यांचा साठा विमानाबरोबर नेला जातो. त्यासाठी आजूबाजूच्या हवेतून प्राणवायू घेण्यात येत नाही. वजनाच्या तुलनेत या प्रकारची इंजिने सर्वात अधिक सशक्त असतात. अतीवेगवान अशा लढाऊ विमानांत अशा प्रकारच्या इंजिनांचा उपयोग करतात.
वरील तीन्ही प्रकारात विमानांच्या उध्दरणासाठी वातावरणाची आवश्यकता असतेच असते. त्यामुळे ती अवकाशातल्या निर्वात पोकळीत उडू शकत नाहीत. विमानाला उचलून धरण्यासाठी पुरेसा इतका हवेचा दाट थर पृथ्वीसभोवती फारसा दूरवर नाही. त्यामुळे विमान जेवढे उंच जाऊन उडू शकते तेवढ्या अंतरामध्ये तिच्या गुरुत्वाकर्षणात विशेष फरक पडत नाही.

रॉकेट म्हणजेच अग्निबाण यांचा इतिहास विमानांपेक्षा खूपच जुना आहे. कित्येक शतकांपासून ती बनवली जात आहेत. चिनी लोकांनी सर्वात आधी स्फोटकांचा शोध लावला आणि त्यांचा उपयोग रॉकेट्स मध्ये केला असे मानले जाते. अलीकडच्या इतिहासात अमेरिकेच्या स्वातंत्र्ययुध्दात त्यांचा वापर केला गेला आणि आपल्या भारतात टिपू सुलतानाने त्याचे तंत्र विकलित केले असल्याची नोंद आहे. दिवाळीतल्या फटाक्यातले बाण हे रॉकेटचेच छोटे रूप असते. त्यात भरलेल्या दारूमध्ये ज्वलनशील पदार्थ आणि प्राणवायूचा पुरवठा करणारी रसायने यांचे मिश्रण असते. बाणाची वात पेटवल्या नंतर वातीमधून ती आग या मिश्रणापर्यंत जाते आणि त्याचे क्षणार्धात ज्वलन होऊन त्यातून खूपसे वायुरूप पदार्थ तयार होतात. बाणाच्या छोट्याशा पण भक्कम नळकांडीमध्ये ते कोंडले गेल्यामुळे त्याचा दाब वाढत जातो. जळलेल्या वातीतून निर्माण झालेल्या वाटेने या वायूंचा झोत वेगाने बाहेर पडतो आणि त्याची प्रतिक्रिया त्या बाणाला विरुध्द दिशेने म्हणजेच वर फेकण्यात होते. बाणाला जोडलेल्या काडीमुळे त्याला एक दिशा मिळते आणि त्या दिशेने तो वर उडतो आणि हवेत झेपावतो. साध्या फटाक्यामध्ये या वायूला बाहेर पडायला वाट न मिळाल्यामुळे त्याचा दाब वाढत जातो आणि कवचाच्या चिंध्या उडवून तो बाहेर पडतो. त्याचा मोठा धमाका होतो. आजकाल मिळणा-या बाणांची रचना विशिष्ट प्रकाराने केलेली असते. त्यात अनेक कप्पे असतात. सर्वात खाली ठेवलेला बाण उंच उडतो. आकाशात गेल्यानंतर इतर कप्प्यातील स्फोटकांचा स्फोट होतो आणि त्यात ठेवलेली रंगीत भुकटी पेट घेऊन सगळ्या बाजूंना पसरते. यामुळे आकाशातून रंगीत ठिणग्यांची फुले पडत असल्याचे मनोहर दृष्य आपल्यला दिसते.

याच तत्वावर तयार करण्यात आलेल्या प्रचंड शक्तीशाली अग्निबाणांचा उपयोग क्षेपणास्त्रांच्या रूपाने युध्दात करण्यात येतो. तोफेच्या पल्ल्याच्या पलीकडे असलेल्या लक्ष्यावर तोफेपेक्षा जास्त अचूक आणि तोफेच्या गोळ्याच्या अनेकपट विध्वंसक असा मारा या अस्त्राद्वारे करता येत असल्यामुळे त्यांचा कल्पनातीत इतका विकास गेल्या शतकात झाला आहे. पण हा एक स्वतंत्र विषय आहे.

बिनतारी संदेशवहनावर प्रभुत्व मिळवल्यानंतर वातावरणाच्या अभ्यासासाठी या नव्या संदेशवहनाचा अधिकाधिक उपयोग करायला सुरुवात झाली. विमानांच्या उड्डाणाचा वातावरणाबरोबर प्रत्यक्ष संबंध येत असल्यामुळे त्याचा अभ्यास करण्यासाठी लागणारी अद्ययावत उपकरणे विमानात ठेवली जातच, त्याशिवाय हलक्या वायूने भरलेल्या फुग्यांच्या सहाय्याने कांही उपकरणे विरळ होत जाणा-या वातावरणाच्या वरच्या भागात पाठवली जाऊ लागली. अग्निबाणांचा उपयोग करून त्याहून अधिक उंची गाठता येते हे पाहून त्या दिशेने प्रयोग सुरू झाले. त्यातून अधिकाधिक उंच जाण्याचीच स्पर्धा सुरू झाली. या रॉकेट्सचे अवशेष खाली येऊन पडतात, पण जेंव्हा एस्केप व्हेलॉसिटी इतक्या वेगाने त्याचे प्रक्षेपण झाले तेंव्हा जो अग्निबाण उडाला तो पृथ्वीवर परत आलाच नाही.
. . . . . . . . . . . .. . . . . . . .(क्रमशः)