ISRO তামিলনাড়ুর মহেন্দ্রগিরিতে পরীক্ষা কেন্দ্রে LVM-3-এর CE-20 ক্রায়োজেনিক ইঞ্জিনের গরম অগ্নি পরীক্ষা পরিচালনা করে। | চিত্র উত্স: ISRO হ্যান্ডআউট
21 ফেব্রুয়ারি, ভারতীয় মহাকাশ গবেষণা সংস্থা (ISRO) জানিয়েছে যে, সফলভাবে সম্পন্ন এই বছরের শেষের দিকে একটি বড় পরীক্ষামূলক ফ্লাইটের আগে CE-20 রকেট ইঞ্জিনের মানবিক রেটিং ভারতীয় মহাকাশচারীদের উৎক্ষেপণের মিশন ভারতীয় রকেটে মহাকাশে উড়ে যান। CE-20 হল একটি দেশীয় ক্রায়োজেনিক ইঞ্জিন যা ISRO দ্বারা GSLV Mk III (এখন LVM-3 নামে পরিচিত) লঞ্চ যানের সাথে ব্যবহারের জন্য তৈরি করা হয়েছে। এটি CE-7.5 ক্রায়োজেনিক ইঞ্জিনের একটি উন্নতির প্রতিনিধিত্ব করে এবং ইসরোকে সফলভাবে মনুষ্যবাহী মহাকাশযান (গগনযান নামেও পরিচিত) মিশন অর্জনে সহায়তা করবে।
প্রকৌশলীরা রকেট ইঞ্জিনের জন্য তরল জ্বালানি ব্যবহার করতে পছন্দ করেন কারণ তারা ছোট এবং কঠিন জ্বালানির চেয়ে ভালো প্রবাহিত হয়। জ্বালানী হিসাবে হাইড্রোজেন ব্যবহার করাও আদর্শ কারণ এটি যখন জ্বলে তখন এটি সর্বোচ্চ নিষ্কাশন বেগ তৈরি করে। উদাহরণস্বরূপ, অক্সিডেন্ট হিসাবে অক্সিজেনের সাথে হাইড্রোজেন পোড়ানোর নিষ্কাশন গ্যাসের বেগ 4.5 কিমি/সেকেন্ড, অন্যদিকে অসমমিতিক ডাইমিথাইলহাইড্রাজিন এবং ডিনাইট্রোজেন টেট্রোক্সাইড দ্বারা উত্পাদিত নিষ্কাশন গ্যাসের বেগ (যেমন পিএসএলভি রকেটের দ্বিতীয় পর্যায়ে ব্যবহৃত সংমিশ্রণ) 3.4 কিমি/সেকেন্ড/সেকেন্ড। এই কারণে হাইড্রোজেন রকেট ইঞ্জিনের জন্য একটি আদর্শ জ্বালানী।
তিনটি ইঞ্জিনের গল্প
যাইহোক, তরল হাইড্রোজেন ভালভাবে কাজ করে না: এটিকে -253 ডিগ্রি সেলসিয়াসে রাখতে হবে (তরল অক্সিজেনের জন্য -184 ডিগ্রি সেলসিয়াসের তুলনায়) এবং সহজেই ফুটো হয়ে যায়। প্রকৌশলীদের তরল হাইড্রোজেন সঞ্চয় ও পরিবহনের জন্য বিশেষ সরঞ্জামের প্রয়োজন, সেইসাথে বিশেষ ইঞ্জিন যা রকেটকে শক্তিতে ব্যবহার করতে পারে।এই সব হয় ক্রায়োজেনিক ইঞ্জিন.
ISRO বছরের পর বছর ধরে তিনটি ক্রায়োজেনিক ইঞ্জিন ব্যবহার করেছে: KVD-1, CE-7.5 এবং CE-20। শেষ দুটি ভারতে তৈরি, যদিও CE-7.5-এর নকশা KVD-1-এর উপর ভিত্তি করে তৈরি, যা রাশিয়া (অর্থাৎ সোভিয়েত ইউনিয়ন) 1980-এর দশকের শুরুতে ভারতকে সরবরাহ করেছিল। GSLV Mk II লঞ্চ ভেহিকেল CE-7.5 ইঞ্জিন ব্যবহার করে তার তৃতীয় পর্যায়ের আরোহণকে শক্তি দেয়।
একটি ক্রায়োজেনিক ইঞ্জিন পরিচালনার জন্য একটি ক্রায়োজেনিক পাম্প প্রয়োজন, একটি যন্ত্র যা হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনকে ধারণ করে এবং একটি তরল অবস্থায় ঠাণ্ডা করে; একটি বিশেষ স্টোরেজ ট্যাঙ্ক; এবং ইঞ্জিনে শীতল জ্বালানি এবং অক্সিডাইজার সরবরাহ করার জন্য একটি টার্বোপাম্প। CE-7.5 ইঞ্জিন একটি মঞ্চস্থ দহন চক্র ব্যবহার করে। এখানে, একটি প্রিবার্নারে অল্প পরিমাণ জ্বালানী পোড়ানো হয়। উৎপন্ন তাপ একটি টারবাইন চালাতে ব্যবহৃত হয়, যা একটি টার্বোপাম্পকে শক্তি দেয়। একবার টার্বোপাম্প অবশিষ্ট জ্বালানী এবং অক্সিডাইজারকে দহন চেম্বারে নিয়ে আসে, হাইড্রোজেনকে মূল ইঞ্জিন এবং দুটি ভার্নিয়ার থ্রাস্টারকে শক্তি দিতে পুড়িয়ে দেওয়া হয় – ছোট ইঞ্জিন যা রকেটের গতি ও গতিকে ওড়ার সাথে সাথে সামঞ্জস্য করে। দিক। প্রিবার্নার থেকে নিষ্কাশন গ্যাসগুলিও দহন চেম্বারে খাওয়ানো হয়।
CE-20 ইঞ্জিন একটি গ্যাস জেনারেটর চক্র ব্যবহার করে যা প্রিবার্নার থেকে নির্গত গ্যাসগুলিকে দহন চেম্বারে পাঠানোর পরিবর্তে ফেলে দেয়। এটি জ্বালানি দক্ষতা হ্রাস করে, তবে ISRO-এর জন্য গুরুত্বপূর্ণ, এটি CE-20 ইঞ্জিনকে তৈরি এবং পরীক্ষা করা সহজ করে তোলে। ISRO এছাড়াও ভার্নিয়ার থ্রাস্টারগুলিকে বাদ দিয়েছে, পরিবর্তে ইঞ্জিনের অগ্রভাগের ছোট ঘূর্ণন (বা গিম্বল) রকেটের ফ্লাইট পাথকে সামঞ্জস্য করার অনুমতি দিয়েছে। তাই, যদিও CE-7.5 ইঞ্জিন হালকা এবং বেশি জ্বালানি সাশ্রয়ী, CE-20 ইঞ্জিন উচ্চতর সর্বোচ্চ থ্রাস্ট অর্জন করে (প্রায় 200 kN বনাম. 73.5 kN) এবং এর কম দহন সময়কাল থাকে।
সর্বনিম্ন নির্ভরযোগ্যতা সর্বোচ্চ
এই ক্ষমতাগুলি LVM-3 লঞ্চ ভেহিকেলের ক্ষমতাকে সমর্থন করে: 8 টন পর্যন্ত ওজনের বস্তুকে কম পৃথিবীর কক্ষপথে বহন করতে সক্ষম হওয়া থেকে, প্রথম গগনযান মিশনের জন্য পছন্দের লঞ্চ ভেহিকেল হয়ে উঠতে এবং ভারতের স্বয়ংসম্পূর্ণতার সাথে লঞ্চের ক্ষমতা বৃদ্ধি করে এবং কম লঞ্চ খরচ রাখা.
তাতে বলা হয়েছে, মানুষ উপগ্রহের মতো নয়, এবং রকেট (এবং ইঞ্জিন) যেগুলি মানুষকে মহাকাশে পাঠায় তার জন্য আরও গভীরভাবে পরীক্ষা-নিরীক্ষার প্রয়োজন – একটি পরীক্ষা “মানব রেটিং” নামে পরিচিত৷ বিস্তৃতভাবে বলতে গেলে, মানব রেটিংয়ের জন্য নির্দিষ্ট ত্রুটিগুলি (যেমন একটি নির্দিষ্ট উপাদানের ব্যর্থতা) একটি নির্দিষ্ট হারের চেয়ে কম ঘটে তা যাচাই করার প্রক্রিয়া প্রয়োজন। ধরুন একটি নির্দিষ্ট ভালভ প্রতি 1,000 বার চেষ্টা করার পরে প্রত্যাশিতভাবে কাজ করতে ব্যর্থ হয়। অতএব, ভালভটি কমপক্ষে 1,000 বার পরীক্ষা করা দরকার যাতে 1,000 টির মধ্যে 1 ব্যর্থতার হার নিশ্চিত করা যায় এবং প্রয়োজনে এটি আরও নির্ভরযোগ্য করে তোলা যায়।
2011 সাল থেকে, NASA-এর বাণিজ্যিক চালিত প্রোগ্রামের প্রয়োজন ছিল যে লঞ্চ ভেহিকেল আরোহণ বা নামার সময় মিশন ব্যর্থ হওয়ার সম্ভাবনা 1/500 (বা 0.2%) এর কম। স্পষ্টতই, সংস্থাটি লঞ্চের আগে অনেকগুলি পরীক্ষামূলক ফ্লাইট পরিচালনা করতে পারে না, তবে এটি সামগ্রিক ব্যর্থতার হারে বিভিন্ন মিশনের উপাদানগুলির অবদান নির্ধারণ করতে পারে এবং তাদের ন্যূনতম নির্ভরযোগ্যতা সংশ্লিষ্ট সীমার উপরে রয়েছে তা নিশ্চিত করতে সেই উপাদানগুলি পরীক্ষা করতে পারে। এই ধরনের যোগ্যতার একটি উদাহরণ হল ইঞ্জিন পরীক্ষা।
ISRO 21 ফেব্রুয়ারী একটি প্রেস রিলিজে বলেছে যে চারটি CE-20 ইঞ্জিন একটি ক্রমবর্ধমান “8,810 সেকেন্ডের হট-ফায়ার টেস্টিং করেছে যা ন্যূনতম 6,350 সেকেন্ডের মানব রেটিং যোগ্যতার প্রয়োজনে।” (ঠান্ডা প্রবাহ পরীক্ষায়, ইঞ্জিনের মধ্য দিয়ে তরল প্রবাহিত হয়, কিন্তু কোন জ্বলন বা নিষ্কাশন হয় না, যেখানে গরম অগ্নি পরীক্ষায় থাকে।) এই সময়কালের গরম অগ্নি পরীক্ষা নিশ্চিত করবে যে ইঞ্জিনের কার্যক্ষমতা সিমুলেটেড পরিস্থিতিতে গ্রহণযোগ্য সীমার মধ্যে রয়েছে। বাস্তব মিশনের সময় ঘটবে যে জিনিস.
একটি শক্তিশালী উত্তরাধিকার
CE-20 ইঞ্জিন একটি শক্তিশালী উত্তরাধিকার তৈরি করছে। এর উচ্চ কর্মক্ষমতা ছাড়াও, এটি 1980-এর দশকে ভারতের বিরুদ্ধে মার্কিন নিষেধাজ্ঞার পরে ISRO-এর কৃতিত্বের একটি প্রমাণ। ISRO-এর প্রাক্তন চেয়ারম্যান রাও তিনি তার বই “ইন্ডিয়াস রাইজ অ্যাজ এ স্পেস পাওয়ার” এ লিখেছেন যে যখন নাসা তার শনি রকেটের জন্য একটি ক্রায়োজেনিক ইঞ্জিন তৈরি করছিল, তখন এটি 58টি ত্রুটি খুঁজে পেয়েছিল এবং জাপানকে তার LE-7 ইঞ্জিনের যোগ্যতা অর্জনের আগে 500 টিরও বেশি পরীক্ষা করতে হয়েছিল।
CE-20 ব্যবহার করে LVM-3 রকেটের তৃতীয় পর্যায় – প্রথম পর্যায়ে দুটি কঠিন জ্বালানী বুস্টার এবং দ্বিতীয় পর্যায়ে দুটি তরল জ্বালানী বিকাশ 2 ইঞ্জিন রয়েছে – চালু করা হয়েছে চন্দ্রযান-২ এবং-৩ মিশন এবং 2022 বাণিজ্যিক OneWeb মিশনের জন্য একটি 5.8-টন পেলোড। পরবর্তী স্টপ: প্রথম মনুষ্যবিহীন গগনযান পরীক্ষামূলক ফ্লাইট, মনোনীত G1, যা 2024-এর মাঝামাঝি সময়ে ISRO-এর জন্য নির্ধারিত।
