இது வெறும் அறிவியல் கனவல்ல. விண்வெளிப் புரட்சி!

அணு இணைவு என்பது பல உலகளாவிய விஞ்ஞானப் பெருமதிப்புமிக்க புத்திசாலிகள் பலதரப்பட்ட முயற்சிகளுடன் பல தசாப்தங்களாக தேடிக்கொண்டிருக்கும் ஒரு கனவு. இதற்கு ஒரு முக்கியக் காரணம் இருக்கிறது — விண்மீன்களின் உள்ளக செயல்பாடுகளை பூமியில் உருவாக்க முடிந்தால், அதுவே அத்தனையும் சுத்தமான மற்றும் வரையறையற்ற ஆற்றலுக்கான வாய்ப்பாகும்.

பல வரலாற்றுப் பின்னணியுடனும், சில முக்கியமான முன்னேற்றங்களுடனும் இந்த முயற்சி தொடர்ந்தும் நடைபெற்று வந்தாலும், அந்த கனவு இன்னும் நனவாகவில்லை. ஒரு அணு இணைவு ஆற்றல் நிலையம் பூமியில் அமைய வேண்டிய நிலையில், அது பல ஆண்டுகள் தள்ளிப் போகும் வாய்ப்பு அதிகம்.

விண்வெளியில் இத்தகைய செயல்முறையை நடத்தியால், அது ஏற்கனவே சிக்கலான தொழில்நுட்பத்திற்கு கூடுதல் சிக்கலை கூட்டுவது போல தோன்றலாம். ஆனால் கருதுகோளாகப் பார்த்தால், அது பூமியைவிட வேகமாக நடைமுறைக்கு வரக்கூடியதாக இருக்கலாம். இதனால் விண்கலங்கள் மணிக்கு 500,000 மைல்கள் (அல்லது 805,000 கிலோமீட்டர்கள்) வேகத்தில் பயணிக்க முடியும் — இதுவரை மனிதனால் கட்டப்பட்ட மிக வேகமான பொருளான நாசாவின் பார்கர் சோலார்_probe-இன் அதிகபட்ச வேகம் 430,000 மைல்கள் (692,000 கிலோமீட்டர்கள்) ஆகும்.

பிரிட்டன் விண்வெளி நிறுவனத்திடமிருந்து நிதி ஆதரவு பெற்றுள்ள Pulsar Fusion என்ற பிரிட்டிஷ் ஸ்டார்ட்அப் நிறுவனம், Sunbird எனும் ஒரு விண்வெளி ராக்கெட் யோசனையை வெளியிட்டுள்ளது. இது விண்கலங்களை வட்டப்பாதையில் சந்தித்து, அவற்றை நோக்கத்திற்கேற்ப விரைவில் நகர்த்தும் வகையில் அணு இணைவு ஆற்றலை பயன்படுத்தி இயக்கப்படும்.

“பூமியில் இணைவு செய்வது இயற்கைக்கு மாறானது,” என்கிறார் பல்சார் நிறுவனத்தின் நிறுவனர் மற்றும் CEO ரிச்சர்ட் டைனன். “அணு இணைவு ஒரு வாயுக்களத்தில் இயங்க விரும்புவதில்லை. விண்வெளி இதற்கேற்ப மிகச் சரியான சூழ்நிலை — ஏனெனில் அங்கேதான் இது இயற்கையாக நடைபெறுகிறது.”

தற்போது Sunbird துவக்க கட்டத்தில் தான் உள்ளது, மேலும் இது பல அசாதாரணமான பொறியியல் சவால்களை எதிர்கொள்கிறது. எனினும், 2027ஆம் ஆண்டுக்குள் விண்வெளியில் முதன்முறையாக அணு இணைவை நிகழ்த்துவதே பல்சாரின் இலக்காகும். இது ஒருநாள் செயல்பாட்டில் வந்தால், செவ்வாய் கிரகத்துக்கான பயண நேரத்தை பாதியாகக் குறைக்கலாம் என்பது எதிர்பார்ப்பு.

குறைந்த எடை — உயர்ந்த சக்தி
அணு இணைவு என்பது தற்போதைய அணு மின்நிலையங்களில் பயன்படுத்தப்படும் அணு பிளவு முறையிலிருந்து முற்றிலும் மாறுபட்டது.
அணு பிளவு என்பது யூரேனியம் போன்ற கனமான, கதிரியக்க மூலக்கூறுகளை நியூட்ரான்கள் மூலம் பிளந்து, அதிலிருந்து வெளிவரும் சக்தியை மின்சாரம் தயாரிக்க பயன்படுத்தும் ஒரு செயல்முறை.

அணு இணைவு (Fusion) அதன் எதிர்மாறானது — இது ஹைட்ரஜன் போன்ற மிக லேசான மூலக்கூறுகளை இணைத்து, கனமான மூலக்கூறுகளாக மாற்றுகிறது. இது அதிக வெப்பமும் அழுத்தமும் தேவைப்படும் ஒரு இயற்கை நிகழ்வு.
“சூரியனும் விண்மீன்களும் அனைத்தும் ஒரு வகையான அணு இணைவு நிலையங்களே,” என்கிறார் ரிச்சர்ட் டைனன்.
“அவை ஹைட்ரஜனை ஹீலியமாக ‘சமைக்கின்ற’ இயற்கை அடுப்புகள். அவை இறக்கும் போது தான், நம்மைச் சுற்றியுள்ள அனைத்து கனமான மூலக்கூறுகளும் உருவாகின்றன.
இறுதியில், பிரபஞ்சம் பெரும்பாலும் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியமாகவே உள்ளது. மற்ற எல்லாம் விண்மீன்களில் ‘இணைவு அடுப்பில்’ தயாரிக்கப்பட்டவை.”

அணு இணைவு ஆர்வத்துடன் எதிர்பார்க்கப்படும் ஒரு காரணம், இது அணு பிளவுக்கு நான்கு மடங்கு சக்தி தரும். மேலும், இயற்கை எரிபொருள்களுக்கு நான்கு மில்லியன் மடங்கு அதிக சக்தி அளிக்கக்கூடியது.
முக்கியமாக, அணு பிளவுக்கு தேவையானது போல ஆபத்தான கதிரியக்க பொருட்கள் இதில் தேவையில்லை. மாற்றாக, ட்யூட்டீரியம் மற்றும் ட்ரிட்டியம் என்ற இரு ஹைட்ரஜன் வகைகளை மட்டுமே (இதில் கூடுதல் நியூட்ரான்கள் உள்ளன) பயன்படுத்தலாம்.
இவை மிகச் சிறிய அளவு — கிராம்களில் மட்டும் — பயன்படுத்தப்படும், மேலும் வெளியீடு செய்யும் கழிவுகளும் ஆபத்தற்றவை.

ஆனால், இணைவு செயல்முறையைத் தொடங்குவதற்கே மிகப்பெரிய சக்தி தேவைப்படுகிறது. ஏனெனில், அது நடக்க விண்மீன்களின் உள்ளார்ந்த சூழ்நிலை போல வெப்பம், அழுத்தம் மற்றும் எதிர்ப்பு இல்லாத தணிக்கை தேவைப்படும்.
பூமியில் இதுவரை ஏற்பட்ட சவால்களில் மிக முக்கியமானது — இணைவிலிருந்து பெறப்படும் சக்தி, முதலீட்டாக செலவிடும் சக்தியைவிட அதிகமாக இருக்க வேண்டியது.
ஆனால் இதுவரை நாம் அதில் வெகு தொலைவில் முன்னேறவில்லை.

ஆனால், உங்கள் நோக்கம் மின்சாரம் உருவாக்குவது இல்லாமல், வெறும் வேகமான இயக்கம் (propulsion) ஏற்படுத்துவதே என்றால், செயல்முறை சிக்கலற்றதாக மாறும் என டைனன் கூறுகிறார்.

அணு இணைவு நடைபெறும் இடம் பிளாஸ்மா எனப்படும் மிக வெப்பமுள்ள, மின்சாரமுள்ள வாயுக்களில் ஆகும்.
பூமியில் திட்டமிடப்பட்ட இணைவு உலைகளில் போலவே, Sunbird-ல் கூட, வலுவான காந்தக் கோடுகள் பயன்படுத்தப்படும் — இது பிளாஸ்மாவை வெப்பப்படுத்தி, குறுகிய அளவிலான எரிபொருளை (கிராம்களில்) ஒன்றோடொன்று மோதச் செய்து இணைவினை ஏற்படுத்தும்.

பூமியில் உலைகள் வட்டமாக இருக்கின்றன, ஏனெனில் பிளாஸ்மா சிதறாமல் இருக்கவேண்டும்.
ஆனால் Sunbird-ல் அது நேர்க்கோட்டில் இருக்கும் — ஏனெனில் சிதறும் துகள்கள் தான் விண்கலத்திற்கு பின்னால் தள்ளுதலாக (propulsion) பயன்படுத்தப்படும்.

மேலும், பூமியில் உள்ள இணைவு உலைக்களில் போல நியூட்ரான்கள் உருவாகவில்லை.
அதற்கு பதிலாக, Sunbird என்னும் ராக்கெட் helium-3 எனும் ஒரு விலையுயர்ந்த எரிபொருளை பயன்படுத்தும். இது ப்ரோட்டான்களை உருவாக்கும், அவற்றை “அணு வெளிச்செலுத்தும் விசையாக” (nuclear exhaust) பயன்படுத்தலாம்.

இது மிகவும் செலவாகும் ஒரு செயல்முறைதான், மேலும் பூமியில் மின் உற்பத்திக்கு இது பொருத்தமற்றது என்று டைனன் கூறுகிறார்.
ஆனால், இங்கு இலக்கு மின்சாரம் உருவாக்குவது அல்ல — வேகமாக முன்னேறுவது.
அதனால், செயல்திறன் குறைவாக இருந்தாலும் பரவாயில்லை.
ஏனெனில் இது எரிபொருள் செலவுகளை மிச்சப்படுத்தும், ராக்கெட்டின் எடையை குறைக்கும், மேலும் இலக்கை விரைவாக அடைய உதவும்.

பயண நேரத்தை குறைக்கும் சன்பேர்டுகள்

Sunbird ராக்கெட்டுகள், நகரப் பஸ்கள் போலவே ஒரு இடத்தில் நிறுத்தி, தேவைப்படும் போது விண்கலங்களை இழுத்துச் செல்லும் வகையில் செயல்படும் என்கிறார் ரிச்சர்ட் டைனன்:

“நாங்கள் அவற்றை விண்வெளிக்கு ஏவிவைப்போம். அங்கு ஒரு சார்ஜிங் நிலையத்தில் நிலைத்திருக்கலாம். பிறகு உங்கள் விண்கலத்துடன் சந்தித்து இணைகின்றன. நீங்கள் உங்கள் பழைய எரிபொருள் இயந்திரங்களை அணைத்து விட்டு, உங்கள் பெரும்பாலான பயணத்திற்கு அணு இணைவை பயன்படுத்துவீர்கள்.
மார்ஸுக்கு அருகே ஒரு நிலையமும், புவியை சுற்றிய கீழ் சுற்றுப்பாதையில் (low Earth orbit) இன்னொரு நிலையமும் இருந்தால், சன்பேர்டுகள் அவற்றுக்கிடையே சுதந்திரமாக இயங்கும்.”

2025ஆம் ஆண்டுக்குள் சில முக்கிய கூறுகள் வட்டப்பாதை டெமோவுக்கு செல்லும்.

“அவை அடிப்படையில் சர்க்கிடு பலகைகள் (circuit boards) மாதிரியானவை. வெறும் சோதனைக்காக விண்வெளிக்கு அனுப்பப்படுகின்றன — இதில்தான் இணைவு நடக்காது. அதனால் சிறப்பு ஏதும் இல்லை, ஆனாலும் இது அவசியமான ஒரு படி,” என்கிறார் டைனன்.

“பிறகு, 2027இல், சன்பேர்டின் ஒரு சிறிய பகுதியை மட்டும் விண்வெளியில் அனுப்பப் போகிறோம் — கணினியில் கணிக்கப்பட்ட இயற்பியல் வேலை செய்கிறதா என்பதை உண்மையில் பரிசோதிக்க. அதுதான் எங்களின் முதலாவது விண்வெளி டெமோ, அங்கு நாங்கள் விண்வெளியில் உண்மையான அணு இணைவு நிகழ்வதை எதிர்பார்க்கிறோம். இதை முதன்முறையாக சாதிக்கும் நிறுவனம் Pulsar ஆவதாக நம்புகிறோம்.”

அந்த முதற் மாதிரி ராக்கெட் செலவு சுமார் $70 மில்லியன், என்கிறார் டைனன். இது முழுமையான Sunbird அல்ல; இது ஒரு “நேர்கோட்டணு இணைவு சோதனை” (linear fusion experiment) — திட்டத்துக்கான சாத்தியத்தை நிரூபிக்க.
அதன் பின், முழு செயல்படும் Sunbird 4–5 ஆண்டுகளில் தயாராகும் என அவர் நம்புகிறார் — தேவையான நிதி கிடைத்தால்.

தொடக்கத்தில், Sunbird ராக்கெட்டுகள் வட்டப்பாதையில் செயற்கைக்கோள்களை எடுத்துச் செல்ல பயன்படுத்தப்படும். ஆனால் அதன் நிஜ திறன் சந்திரன், செவ்வாய், சனி போன்ற கிரகங்களுக்கு இடையே பயணிக்கும்போது வெளிப்படும்.

அவர்கள் கூறும் சில முன்னோடி பயணங்கள்:

• செவ்வாய்க்கு 2,000 கிலோ சரக்குகளை அரை ஆண்டுக்குள் கொண்டு செல்வது.

• சிறந்த வேகத்தில் விண்வெளித் தாவல்களை சனிக்கோள் அல்லது வியாழனுக்கு 2–4 ஆண்டுகளில் அனுப்புவது. (உதாரணமாக, நாசாவின் 2024இல் ஏவிய Europa Clipper என்ற விண்கலம், Jupiter நிலவான Europa-விற்கு 5.5 ஆண்டுகளில் தான் சென்றடையும்).

• பூமிக்கு அருகிலுள்ள ஒரு சிறுகோளில் (asteroid) ஓர் ஆண்டு அல்லது இரண்டு ஆண்டுகளில் முடிக்கக்கூடிய சுரங்கப் பணிகள், தற்போதைய முறையில் 3 ஆண்டுகள் எடுக்கும் பயணத்தை விடக் குறைவாகவே முடியும்.

பிற நிறுவனங்களும் இத்தகைய அணு இணைவு இயக்கங்கள் மீது ஆராய்ச்சியில் ஈடுபட்டுள்ளனர்:

• Pasadena நகரைச் சேர்ந்த Helicity Space, 2024இல் Lockheed Martin நிறுவனத்திடமிருந்து முதலீடு பெற்றது.

• San Diego-வில் உள்ள General Atomics மற்றும் நாசா இணைந்து மற்றொரு வகை அணு இயக்கம் (இது பிளவு தொழில்நுட்பத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது) மேல் பணிபுரிந்து வருகின்றனர்.
  அவர்கள் இதையும் 2027இல் விண்வெளியில் சோதிக்க திட்டமிட்டுள்ளனர். இது, மனிதர்களுடன் செவ்வாய்க்கு செல்லும் பயணத்துக்கான மேம்பட்ட இயக்க முறையாக கருதப்படுகிறது.

• அணு இணைவு இயக்கத்தின் எதிர்காலம் — விண்வெளிப் பயணத்திற்கு புதிய நம்பிக்கை

  இம்பீரியல் கல்லூரி லண்டனில் விண்கலங்களுக்கான பிளாஸ்மா இயக்கம் (plasma propulsion) தொடர்பான மூத்த பேராசிரியரான ஆரன் நோல், Pulsar Fusion-இல் ஈடுபட்டவர் அல்ல, ஆனால் இத்தொழில்நுட்பத்தில் மறைமுகமான பெரிய எதிர்காலம் இருப்பதாக நம்புகிறார்:

• 

• “பூமியில் பயன்படுத்த நம்மால் இன்னும் முழுமையான அணு இணைவு சக்தியை உருவாக்க முடியாத நிலைதான் உள்ளது. ஆனால் அதற்காக விண்கல இயக்கத்தில் அதைப் பயன்படுத்துவதை தாமதிக்கவேண்டியதில்லை.”

  அதன் காரணமாக, அவர் கூறுவதைப் பொறுத்தவரை:

  • பூமியில் சக்தி உருவாக்க, வெளிவரும் சக்தி, செலவாகும் சக்தியைவிட அதிகமாக இருக்க வேண்டும்.

  • ஆனால் விண்வெளியில் தூண்டல் (thrust) உருவாக்க, எவ்வளவு சக்தி வந்தாலும் அது பயன்படும்.
    அந்தச் சக்தி வெளியிலிருந்து வழங்கப்படும் மின்சாரம் மற்றும் இணைவு வினைகளிலிருந்து வரும் சக்தி ஆகிய இரண்டும் சேர்ந்து தூண்டலையும் இயக்கம் திறனையும் அதிகரிக்கும்.

  ஆனாலும், அவர் எச்சரிக்கிறார்:

  “பூமியில் உள்ள அணு இணைவு உலைகள் மிகவும் பெரிதும் கனமானவையாக உள்ளன. அவற்றுக்கு சுழற்சி மின்கோப்புகள், சக்தி வழங்கும் அமைப்புகள், வாயு வழங்கும் குழாய்கள், சக்திவாய்ந்த காந்தங்கள் மற்றும் வாக்கம் (vacuum) உருவாக்கும் கருவிகள் ஆகிய விபரீதமான ஆதரவு அமைப்புகள் தேவைப்படுகிறது.”
  “இவை அனைத்தையும் சிறிய அளவிலும், எளிதாக ஏற்றிச் செல்லக்கூடிய வகையிலும் உருவாக்குவது, மிகப்பெரிய பொறியியல் சவாலாக உள்ளது.”

  வாஷிங்டன் பல்கலைக்கழகத்தின் விமானவியல் மற்றும் விண்வெளி பொறியியல் பேராசிரியரான பூவனா ஸ்ரீனிவாசன் (இவரும் Pulsar-இல் ஈடுபட்டவர் அல்ல) இதற்கேற்ற உயரிய நம்பிக்கையுடன் இருக்கிறார்:

  “இது சந்திரனுக்குப் போகும் பயணத்திற்கே கூட பெரும் பயனளிக்கக்கூடியது. ஒரே பயணத்தில் முழு Lunar base-ஐ குழுவோடு சேர்த்து நிலைநிறுத்தும் திறன் இதில் உள்ளது.
  இது வெறும் சிறிய மேம்பாடாக இல்லாமல், முழுமையான தொழில்நுட்ப சாத்தியங்களின் திருப்புமுனையாக இருக்கும்.”

  அவரும் இணைக்கிறார்:

  • விண்வெளிப் பயணத்திற்காக எடை குறைவான, எளிமையான அமைப்புகளை உருவாக்க வேண்டியுள்ளது.

  • இது பூமியில் மின்சாரம் உருவாக்கும் சூழ்நிலைகளில் முக்கிய கவலையாக இருக்காது.

  அணு இணைவு இயக்கத்தை மிகச் சிறப்பாக உருவாக்கமுடிந்தால், அதுவே மனிதனை:

  • மிகவும் தூரமான விண்மீன்களுக்கும், கிரகங்களுக்கும் பயணிக்கச்செய்யும்.

  • மேலும், மனிதர் இல்லாத பணி பயணங்களில் ஒரு பெரிய புரட்சியாகவும் அமையும்.

  ตัวอย่างமாக, helium-3 போன்ற இங்கே விலைமதிப்புள்ள, கடினமாக உருவாக்க வேண்டிய இணைவு எரிபொருள்கள்:

  • இது பூமியில் மிகவும் அபூர்வம்.

  • ஆனால் சந்திரனில் மிக்க வாய்ப்பு இருக்கிறது.

  • அதனால் சந்திரனில் நிலைநிறுத்தப்படும் ஒரு lunar base மூலம் இந்த மூலக்கூறை சேகரித்து, ஆழமான விண்வெளி ஆராய்ச்சிக்கு தொடக்க நிலையாக்கலாம் என அவர் கூறுகிறார்.

  “பிரபஞ்சத்தில் உள்ள பிற கிரகங்களை, நிலவுகளை, சூரிய மண்டலங்களை ஆராய்வது மனிதனின் ஆர்வம் மற்றும் கண்டுபிடிக்கத் தோன்றும் இயல்புக்கே அடிப்படையாக இருக்கிறது.
  இதன் மூலம் நாம் இன்னும் புரிந்துகொள்ளாத, பொருளாதார மற்றும் சமூக ரீதியான பெரும் நன்மைகளும் கிடைக்கக்கூடும்.”

  source:- CNN