చంద్రయాన్-3: చంద్రుడిని చేరుకోవడానికి నాసాకు 4 రోజులు, ఇస్రోకు 40 రోజులు... ప్రయాణకాలంలో ఎందుకింత తేడా?

భారత అంతరిక్ష చరిత్రలో అత్యంత క్లిష్టమైన, భారీ ప్రయోగానికి ఇస్రో సిద్ధమవుతోంది. చంద్రయాన్-3 ప్రయోగం జులై 14 మధ్యాహ్నాం 2.35 గం.లకు జరగబోతున్నట్లు ఇస్రో ఛైర్మన్ సోమనాథ్ ప్రకటించారు. ఈ సందర్భంగా చంద్రయాన్ మిషన్‌పై బీబీసీ తెలుగు వరుస కథనాలను అందిస్తోంది. ఈ సిరీస్‌లో ఇది తొలి కథనం.

శ్రీహరి కోట నుంచి నింగిలోకి ఎగిసిన చంద్రయాన్-3 చంద్రుడి దగ్గరకు చేరడానికి 40 రోజులు సమయం పడుతుంది.

చంద్రయాన్-2: ఈ ప్రయోగం జులై 22, 2019న ప్రారంభం కాగా సెప్టెంబర్ 6, 2019న విక్రమ్ ల్యాండర్ విడిపడి చంద్రుడి పైకి దిగేందుకు సిద్ధమైంది. అంటే చంద్రయాన్-2 ప్రయోగానికి 48 రోజులు పట్టింది.

చంద్రయాన్-1: ఈ ప్రయోగం ఆగస్ట్ 28, 2008 న ప్రారంభంకాగా, అందులోని ఆర్బిటర్ చంద్రుడి కక్ష్యను చేరింది మాత్రం నవంబర్ 12, 2008న. అంటే 77 రోజులు పట్టింది.

నాలుగు రోజుల్లో చంద్రుడిని చేరిన నాసా వ్యోమగాములు

1969లో అమెరికా అంతరిక్ష సంస్థ నాసా పంపిన అపోలో 11 అనే మానవ సహిత వ్యోమనౌక... నాలుగు రోజుల్లో గమ్యాన్ని చేరుకుని చంద్రుడి మీద ల్యాండ్ అయ్యింది. కానీ ఇస్రో ప్రయోగించిన చంద్రయాన్-3 చంద్రుడి కక్ష్యలోకి ప్రవేశించడానికి 40 రోజులు పడుతోంది. 50 ఏళ్ల కిందటే...అంత వేగంగా చేరుకోగలిగినప్పుడు....ఇస్రో పంపిన చంద్రయాన్ ఇంకా వేగంగా వెళ్లగలగాలి. మరి ఎందుకు ఆలస్యంగా వెళ్తోంది?

నాసా ప్రయాణం వెనుక...

1969 జులై 16న... అమెరికా అంతరిక్ష సంస్థ నాసా..కెన్నడీ స్పేస్ సెంటర్ నుంచి శాటరన్ ఫైవ్ ఎస్ఏ506 రాకెట్ సాయంతో నీల్ ఏ ఆర్మ్ స్ట్రాంగ్, ఎడ్విన్ ఈ ఆల్డ్రిన్, మైఖెల్ కొల్లిన్స్ అనే ముగ్గురు వ్యోమగాముల్ని చంద్రుడిపైకి పంపింది.

జులై 16 ఉదయం 8 గంటల 32 నిముషాలకు నింగిలోకి దూసుకెళ్లిన అపోలో 11 వ్యోమనౌక 102 గంటల 45 నిముషాల తర్వాత అంటే జులై 20న చంద్రుడి ఉపరితలంపై ల్యాండ్ అయ్యింది. అంటే కేవలం 4 రోజుల 6 గంటల్లోనే వారు గమ్యం చేరుకున్నారు.

చంద్రుడి చుట్టూ పరిభ్రమిస్తున్న కమాండ్ మాడ్యూల్‌లో ఉంటూ మైఖెల్ కొలిన్స్ మిషన్‌ను పర్యవేక్షించారు. దాని నుంచి వేరుపడిన ల్యాండర్ మాడ్యూల్ ఈగిల్‌లో వ్యోమగాములు నీల్ ఆర్మ్ స్ట్రాంగ్, ఎడ్విన్ ఆల్డ్రిన్‌లు చంద్రుడిపై దిగారు. వారు అక్కడ మట్టిని, రాళ్లను సేకరించి తిరిగి జులై 21న భూమ్మీదకు తిరుగు ప్రయాణం ప్రారంభించారు.

వ్యోమగాములున్న అపోలో 11 మాడ్యూల్ జులై 24న నార్త్ ఫసిఫిక్ సముద్రంలో సురక్షితంగా ల్యాండ్ అయ్యింది. అంటే భూమ్మీద నుంచి చంద్రుడి మీదకు వెళ్లి, అక్కడ పరిశోధనలు చేసి, తిరిగి భూమ్మీదకు రావడానికి వాళ్లకు కేవలం ఎనిమిది రోజుల 3 గంటలు మాత్రమే పట్టింది.

కానీ ఇస్రో చంద్రుడి మీద పరిశోధనల కోసం కేవలం ఆర్బిటర్, ల్యాండర్‌లను మాత్రమే పంపించబోతోంది. అయినా...అవి చంద్రుడిని చేరుకోడానికి 40 రోజులు ప్రయాణించేలా ఏర్పాట్లు చేశారు. ఇంత ఆలస్యం వెనుక చాలా పెద్ద కథే ఉంది.

ఎందుకింత ఆలస్యం....

చంద్రయాన్-3 సుదీర్ఘ ప్రయాణం వెనుక సాంకేతికంగా చాలా కారణాలున్నాయి. 1969లో నాసా ప్రయోగించిన అపోలో 11 రాకెట్ బరువు ఇంధనంతో కలిపి దాదాపు 2800 టన్నులు. కానీ ఇస్రో ప్రయోగించబోయే జీఎస్ఎల్వీ మార్క్ త్రీ రాకెట్ బరువు ఇంధనంతో కలసి 640 టన్నులే.

ఇందులో చంద్రుడి మీదకు వెళ్లబోయే ప్రొపల్షన్ మాడ్యూల్ 2148 కేజీలు లాండర్, రోవర్ మాడ్యూళ్ల భాగం 1752 కేజీలు. అంటే చంద్రుని వైపు వెళ్లే పరికరాల మొత్తం బరువు సుమారు నాలుగు టన్నులు. ఇస్రో దగ్గరున్న రాకెట్లలో నాలుగు టన్నుల పేలోడ్ ని తీసుకెళ్లగలిగిన రాకెట్ GSLV MK 3 మాత్రమే.

సాధారణంగా శాటిలైట్లను అంతరిక్షంలోకి తీసుకెళ్లే PSLV రాకెట్లు ఇంతింత బరువు ఉండవు. ఎందుకంటే అవి కేవలం శాటిలైట్లను తీసుకెళ్లి జియో సింక్రనైజ్డ్ లేదా జియో స్టేషనరీ ఆర్బిట్లలో ప్రవేశ పెడతాయి.

కానీ చంద్రయాన్ ఇందుకు విభిన్నం. ఎందుకంటే చంద్రుడి దగ్గరకు వెళ్లాల్సిన వాహక నౌకలో ఇంధనంతో పాటు చాలా పరికరాలు ఉంటాయి. అందుకే ఇలాంటి ప్రయోగాలకు అత్యంత శక్తిమంతమైన రాకెట్లను వినియోగిస్తారు.

ఈ విషయంలో కూడా నాసా ప్రయోగించిన రాకెట్ల బరువు ఎక్కువే. భూకక్ష్యను దాటిన తర్వాత...చంద్రుడి వైపు ప్రయాణించిన అపోలో వ్యోమనౌక బరువు...45.7 టన్నులు. ఇందులో 80 శాతానికి పైగా ఇంధనమే.

అంటే అపోలో 11లో ఈగిల్ అనే ల్యాండర్ చంద్రుడి మీద వాలి, వ్యోమగాములు దానిపై కాలుమోపాక, పరిశోధనలు చేశాక, తిరిగి ఆ ల్యాండర్ ఆర్బిటర్‌ను చేరుకుని, అది భూమ్మీదకు రావడం కోసం ఇంత ఇంధనం అవసరం అయ్యింది,

అపోలో 11 ప్రయోగానికి ఉపయోగించిన రాకెట్ శాటరన్ ఫైవ్ ఎస్ఎఏ 506 అత్యంత శక్తిమంతమైనది. అంత భారీ ఇంధనం, అంత భారీ రాకెట్ కాబట్టే...అపోలో 11 కేవలం నాలుగు రోజుల్లో నేరుగా ప్రయాణించి చంద్రుడిని చేరిందని బీఎం బిర్లా సైన్స్ సెంటర్ డైరెక్టర్ బీజీ సిద్ధార్ధ్ తెలియ చేశారు.

తక్కువ ఇంధనం... ఎక్కువ ప్రయాణం..

నాసా చేపట్టిన అపోలో 11 ప్రయోగంలో...ఇలా అంతరిక్షం నుంచి దూసుకెళ్లిన రాకెట్ బరువు 45 టన్నులకు పైమాటే. కానీ చంద్రయాన్‌లో ప్రొపల్షన్ మాడ్యూల్, ల్యాండర్, రోవర్ కలిపి మొత్తం బరువు 4 టన్నుల లోపే ఉంది.

ఇక భారత్ దగ్గరున్న అతి భారీ రాకెట్ GSLV MK3 మాత్రమే. కాబట్టి అతి తక్కువ ఇంధనంతో... చంద్రుడి దగ్గరకు చేరుకోవాలి. ఇందుకోసమే... ఇస్రో ఓ వినూత్న ఆలోచన చేసింది.

పాత రోజుల్లో పొలంలో పక్షుల్ని తరమడానికి వడిసెలను వాడేవారు. వడిసెల చివర రాయిని ఉంచి, మరో చివర తాడును పట్టుకుని దాన్ని వేగంగా ఆరేడు సార్లు తిప్పి...రాయి గరిష్ట వేగాన్ని చేరుకుందనగానే.. దానిని వదిలేస్తారు. దీంతో అది గరిష్ట దూరం వెళ్లగలుగుతుంది. దీనినే స్లింగ్ షాట్ థియరీ అంటారు.

ఇదే థియరీని ఉపయోగించుకుని, అతి తక్కువ ఇంధనంతో, భూమి గురుత్వాకర్షణ శక్తిని కూడా ఉపయోగించుకుని అతి తక్కువ ఇంధనంతో చంద్రుడిని చేరుకోడానికి ఇస్రో ప్రయత్నిస్తోంది.

ఈ విధానంలో రాకెట్ నేరుగా చంద్రుడి మీదకు దూసుకెళ్లడానికి బదులుగా... భూమి చుట్టూ దీర్ఘ వృత్తాకార కక్ష్యలో తిరుగుతూ, క్రమంగా తన అపోజీని పెంచుకుంటూ వెళ్లేలా ఏర్పాటు చేశారు.

ఇలా క్రమంగా తన అపోజీని పెంచుకుంటూ భూమి చుట్టూ చంద్రయాన్ తిరగడాన్ని జియోసెంట్రిక్ ఫేజ్ అంటారు. ఆపై భూ కక్ష్య నుంచి బయటపడి చంద్రుడి వైపు ప్రయాణం చేస్తుంది. ఇలా చంద్రుడి వైపు వెళ్లి చంద్రుడి చుట్టూ తిరిగేలా కక్ష్యలో ప్రవేశిస్తుంది. దీనిని లూనార్ ఆర్బిట్ ఇన్సెర్షన్ అంటారు.

అక్కడ నుంచి చంద్రుడి చుట్టూ ఇదేలా దీర్ఘవృత్తాకార కక్ష్యలో తిరుగుతూ క్రమంగా తన అపోజీని తగ్గించుకుంటూ, చివరికి చంద్రుడి వైపు ప్రయాణించి, ఆపై ఉపరితలంపై దిగుతుంది.

చంద్రయాన్-2 లో ప్రయాణం సాగిందిలా

2019లో ఇస్రో ప్రయోగించిన చంద్రయాన్-2 కూడా చంద్రుడి మీదకు ఇదే విధానంలో 48 రోజుల పాటు ప్రయాణించాక చేరుకుంది. 2019 జులై 22న అంతరిక్షంలోకి దూసుకెళ్లిన చంద్రయాన్-2 ప్రయోగంలో ఆ మిషన్ 23 రోజుల పాటు భూమి చుట్టూ దీర్ఘవృత్తాకార కక్ష్యలో తిరుగుతూ...దాని అపోజీ పరిధి పెంచుకుంటూ పోయింది.

23వ రోజు భూ కక్ష్య నుంచి విడిపోయి...చంద్రుడి వైపు ప్రయాణం ప్రారంభించింది. ఇలా భూగురుత్వాకర్షణ నుంచి విడిపోయి, చంద్రుడి వైపు ప్రయాణించడాన్ని లూనార్ ట్రాన్స్‌ఫర్ ట్రాజెక్టరీ అంటారు. అలా ఏడు రోజులు నేరుగా చంద్రుడి వైపు ప్రయాణించిన తర్వాత...30వ రోజున అంటే ఆగస్ట్ 20న చంద్రుడి కక్ష్యలోకి ప్రవేశించింది.

ఇలా చంద్రుడి గురుత్వాకర్షణ పరిధిలోకి ప్రవేశించడాన్నే లూనార్ ఆర్బిట్ ఇన్‌సర్షన్ అంటారు. అక్కడి నుంచి చంద్రుడి చుట్టూ 13 రోజులు పరిభ్రమిస్తూ... అపోజీ తగ్గించుకుని, చంద్రుడి మీదకు దిగేలా ప్రోగ్రామ్ చేశారు.

ఇలా చంద్రుడి కక్ష్యలోకి ప్రవేశించిన 13వ రోజు...చంద్రయాన్-2 లోని ఆర్బిటర్ నుంచి ల్యాండర్ విడిపోయి చంద్రుడి ఉపరితలం వైపు ప్రయాణించి, 48వ రోజు... ల్యాండర్ చంద్రుడి మీద దిగి, పరిశోధనలు చేసేలా ఇస్రో అంతా ముందుగానే ప్రోగ్రామ్ చేసింది.

ఒక్కసారి చంద్రయాన్‌లో ల్యాండర్ చంద్రుడి ఉపరితలం మీద దిగిన తర్వాత, అందులో వివిధ రకాల సెన్సర్లు చంద్రుడిపై పరిశోధనలు చేసి, ఆ సమాచారాన్ని భూమ్మీదకు పంపేలా ఏర్పాట్లు చేశారు. కానీ చివరి క్షణంలో తలెత్తిన సాంకేతిక ఇబ్బంది వల్ల ల్యాండర్‌తో సంబంధాలు తెగిపోయాయి.

చంద్రయాన్-3 ప్రయోగంలో తగ్గిన వ్యవధి

చంద్రయాన్-3 కూడా 40 రోజుల ప్రయాణం తర్వాత తన గమ్యాన్ని చేరుకోనుంది. జులై 14 మధ్యాహ్నం రెండు గంటల 35 నిమిషాలకు రాకెట్ లాంచ్ చేయనున్నట్లు ఇస్రో ఛైర్మన్ సోమనాథ్ ప్రకటించారు.

చంద్రయాన్-3 లో ఆర్బిటర్ ఏర్పాటు చేయలేదు. కేవలం ప్రొపల్షన్ మాడ్యూల్, ల్యాండర్, రోవర్ మాడ్యూల్ మాత్రమే ఏర్పాటు చేశారు. చంద్రయాన్-2 లో ప్రయోగించిన ఆర్బిటర్ మూడేళ్లుగా చంద్రుడి చుట్టూ తిరుగుతూ తన పని చేస్తోంది.

చంద్రయాన్-3లో ప్రయోగించబోయే ల్యాండర్, రోవర్ మాడ్యూల్‌ను ఈ ఆర్బిటర్ సాయంతోనే నియంత్రిస్తారు. ల్యాండర్ చంద్రుడి ఉపరితలంగా పిలిచే రెగోలిత్ మీద సేఫ్ ల్యాండ్ అయ్యాక...దాని నుంచి రోవర్ బయటకు వస్తుంది. అది చంద్రుడి మీద తిరుగుతూ... అక్కడి నేలను విశ్లేషించడంతో పాటు, మరిన్ని పనులు చేస్తుంది.

ఇలా ఇస్రో తన దగ్గరున్న రాకెట్ సామర్థ్యంతో, అతితక్కువ ఇంధనంతో విజయవంతంగా చంద్రుడిని చేరుకోడానికే ఇలాంటి విధానాన్ని ఎంచుకుంది. ఈ విధానం వల్లే అతి తక్కువ ఖర్చుతో ఇస్రో తన ప్రయోగాలు పూర్తి చేయగలుగుతోంది.

అన్ని ప్రయోగాలకూ భారత్‌లో ఇదే పద్ధతి

2008లో ఇస్రో చంద్రయాన్-1 ప్రయోగాన్ని రూ.386 కోట్ల ఖర్చులో పూర్తి చేసింది. ఆపై 2014లో మార్స్ మీదకు ప్రయోగించిన మంగళ్‌యాన్ ప్రాజెక్టు కూడా...రూ. 450 కోట్లతో పూర్తి చేశారు.

ఇదే మార్స్ మీదకు నాసా ప్రయోగించిన అమెరికా మావెన్ ఆర్బిటర్ ప్రయోగానికి ఇంత కన్నా పది రెట్లు ఎక్కువ ఖర్చు పెట్టినట్లు...బీబీసీ సైన్స్ వెల్లడించింది. అప్పట్లో భారత్ చేపట్టిన మంగళ్‌యాన్ ప్రయోగాన్ని ప్రపంచమంతా కొనియాడింది.

హాలీవుడ్‌లో భారీ వ్యయంతో స్పేస్ సినిమాలు తీస్తుంటే...అంతకన్నా తక్కువ ఖర్చుతో ఇస్రో మంగళ్‌యాన్ ప్రాజెక్ట్ పూర్తి చేశారంటూ ప్రధాని మోదీ శాస్త్రవేత్తలను మెచ్చుకున్నారు.

ఇవి కూడా చదవండి:

(బీబీసీ తెలుగును ఫేస్‌బుక్, ఇన్‌స్టాగ్రామ్‌, ట్విటర్‌లో ఫాలో అవ్వండి. యూట్యూబ్‌లో సబ్‌స్క్రైబ్ చేయండి.)