गगनयान का महत्वपूर्ण क्रू एस्केप सिस्टम कैसे काम करता है? | व्याख्या की

अब तक कहानी: गगनयान मिशन का उद्देश्य लॉन्च वाहन के रूप में मानव-रेटेड एलवीएम 3 (एचएलवीएम 3) रॉकेट का उपयोग करके भारतीय अंतरिक्ष यात्रियों को लगभग 400 किमी की ऊंचाई की निचली-पृथ्वी कक्षा में सुरक्षित रूप से पहुंचाना और उन्हें सुरक्षित वापस लाना है। मानव अंतरिक्ष अभियानों में, मिशन की सफलता से अधिक महत्वपूर्ण चालक दल की सुरक्षा है। यह जरूरी है कि सभी चरणों के दौरान सुरक्षा पर ध्यान दिया जाए: लॉन्च पैड, आरोहण, कक्षा और अवतरण।

सीईएस क्या है?

गगनयान मिशन के वायुमंडलीय चरण के प्रारंभिक भाग के दौरान एक समर्पित क्रू एस्केप सिस्टम (सीईएस) का उपयोग किया जाएगा ताकि मिशन को खतरे में डालने वाली आकस्मिक स्थिति में चालक दल की सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके। सीईएस को खराब लॉन्च वाहन से चालक दल के साथ क्रू मॉड्यूल को तेजी से अलग करने और इसे कम से कम संभव समय में सुरक्षित दूरी पर ले जाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उड़ान का वायुमंडलीय चरण चढ़ाई के सबसे महत्वपूर्ण चरणों में से एक है, जिसके दौरान रॉकेट हाइपरसोनिक गति में तेजी लाता है – ध्वनि की गति से पांच गुना से अधिक – और बहुत उच्च संरचनात्मक भार का अनुभव करेगा। HLVM3 रॉकेट उड़ान भरने के लिए दो शक्तिशाली S200 ठोस-ईंधन बूस्टर से सुसज्जित है, और तरल या क्रायोजेनिक इंजन के विपरीत, ठोस मोटरों को प्रज्वलित होने के बाद बंद नहीं किया जा सकता है। इस प्रकार, सीईएस को लॉन्च वाहन की तुलना में अधिक त्वरण के साथ और न्यूनतम समय में क्रू मॉड्यूल को निकालना होगा। सीईएस एक त्वरित-अभिनय प्रणाली है जो लॉन्च वाहन के आगे के छोर पर स्थित है और कई विशेष-उद्देश्यीय ठोस मोटरों से सुसज्जित है। ये मोटरें उच्च जलने-दर वाले प्रणोदकों का उपयोग करती हैं जो पारंपरिक ठोस मोटरों की तुलना में तेजी से ईंधन की खपत करते हैं, जिससे उच्च त्वरण उत्पन्न होता है।

गगनयान मिशन में, सीईएस गुरुत्वाकर्षण के 10 गुना तक त्वरण प्रदान कर सकता है। एक स्वस्थ मानव शरीर के लिए, इस तरह के उच्च त्वरण को कुछ सेकंड के लिए सहन किया जा सकता है यदि चालक दल सही ढंग से स्थित है, त्वरण छाती के लंबवत कार्य कर रहा है और शरीर “पालने में बच्चे” अभिविन्यास में सीट के खिलाफ दबाया गया है। रॉकेट प्रणालियाँ विमान की तुलना में अधिक जटिल होती हैं, रॉकेट की विश्वसनीयता यात्री विमानों की तुलना में बहुत कम होती है। फिर भी, सीईएस अपने विरासत-आधारित डिजाइन, अनावश्यक प्रणालियों और मजबूत मिशन योजना के माध्यम से चालक दल के जीवित रहने की संभावना में उल्लेखनीय सुधार करता है।

विभिन्न प्रकार क्या हैं?

सीईएस को क्रू मॉड्यूल को निकालने के तरीके के आधार पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है: (i) पुलर प्रकार – गगनयान में उपयोग किया जाता है, जहां सीईएस क्रू मॉड्यूल को लॉन्च वाहन से दूर खींचता है; (ii) पुशर प्रकार – स्पेसएक्स के फाल्कन 9 जैसे वाहनों में उपयोग किया जाता है, जहां क्रू मॉड्यूल को कॉम्पैक्ट, उच्च-जोर वाले तरल-ईंधन इंजन का उपयोग करके दूर धकेल दिया जाता है। दोनों प्रणालियों के फायदे और नुकसान हैं, चुनाव प्रणोदन प्रौद्योगिकी और सिस्टम एकीकरण पहलुओं पर निर्भर करता है। अमेरिका के सैटर्न वी, रूस के सोयुज और चीन के लॉन्ग मार्च वाहन भी पुलर-प्रकार सीईएस डिज़ाइन का उपयोग करते हैं।

सितंबर, 1983 में, दो सोवियत अंतरिक्ष यात्री लॉन्चपैड पर एक बड़े विस्फोट से बच गए जब उड़ान भरने से ठीक पहले उनके सोयुज रॉकेट में आग लग गई। प्रक्षेपण यान की स्वचालित क्रू एस्केप प्रणाली द्वारा उनकी जान बचाई गई। यह पहली और एकमात्र बार है जब क्रू लॉन्च एस्केप सिस्टम को लिफ्ट-ऑफ से पहले सक्रिय किया गया था।

एक बार जब सीईएस क्रू मॉड्यूल को विफल वाहन से एक सुरक्षित दूरी पर ले जाता है, तो मॉड्यूल को मल्टीस्टेज पैराशूट सिस्टम द्वारा रिलीज़ और धीमा कर दिया जाएगा। यह मॉड्यूल के वेग को चरणों में कम कर देगा, जिससे यह सुनिश्चित हो जाएगा कि यह प्रभाव पर चालक दल की शारीरिक सीमा को पार किए बिना समुद्र में सुरक्षित रूप से गिर जाएगा। आमतौर पर, चालक दल छींटे पड़ने तक मॉड्यूल के अंदर ही रहेगा। लेकिन सोवियत संघ की पहली मानव अंतरिक्ष उड़ान के दौरान, यूरी गगारिन लगभग 7 किमी की ऊंचाई पर वोस्तोक मॉड्यूल से बाहर निकल गए और सुरक्षित रूप से जमीन पर पैराशूट से उतर गए।

एकीकृत वाहन स्वास्थ्य प्रबंधन प्रणाली (आईवीएचएम), जो सेंसर, इलेक्ट्रॉनिक्स और सॉफ्टवेयर का एक नेटवर्क है, आकस्मिक स्थिति उत्पन्न होने पर सीईएस को सक्रिय करने का निर्णय लेने में सहायता करेगा। यह वास्तविक समय में वाहन प्रणालियों और चालक दल के स्वास्थ्य के सभी महत्वपूर्ण मापदंडों की निगरानी करेगा। संश्लेषित जानकारी और उड़ान व्यवस्था के आधार पर, यह शीघ्र विसंगति का पता लगाना सुनिश्चित करेगा, झूठे अलार्म को कम करेगा, और चालक दल की सुरक्षा के लिए सीईएस को जल्दी सक्रिय करेगा।

क्या इसका परीक्षण किया गया है?

इसरो ने सीईएस को मान्य करने के लिए विकास इंजन द्वारा संचालित एक लागत प्रभावी, एकल-चरण परीक्षण वाहन विकसित किया है। पहला सफल परीक्षण अक्टूबर 2023 में हुआ, जिसके दौरान सीईएस तब सक्रिय हुआ जब परीक्षण वाहन ट्रांसोनिक स्थितियों तक पहुंच गया – वायुमंडलीय उड़ान में एक महत्वपूर्ण चरण जब वेग सबसोनिक से सुपरसोनिक में परिवर्तित होता है। इसरो अन्य महत्वपूर्ण चढ़ाई प्रक्षेपवक्र स्थितियों का अनुकरण करने के लिए अतिरिक्त परीक्षण वाहन उड़ानों की योजना बना रहा है। सीईएस गगनयान कार्यक्रम की आधारशिला है और अंतरिक्ष यात्री सुरक्षा के प्रति इसरो की प्रतिबद्धता को दर्शाता है। उन्नत इंजीनियरिंग, कठोर परीक्षण और आईवीएचएम जैसी विश्वसनीय प्रणालियों को एकीकृत करके, सीईएस यह सुनिश्चित करता है कि भारत का पहला मानव अंतरिक्ष उड़ान मिशन अप्रत्याशित चुनौतियों के बावजूद भी अपने चालक दल की सुरक्षित वापसी को प्राथमिकता देगा।

उन्नीकृष्णन नायर एस. वीएसएससी के पूर्व निदेशक हैं; संस्थापक निदेशक, एचएसएफसी; और कक्षीय पुनः प्रवेश और मानव अंतरिक्ष उड़ान प्रौद्योगिकियों में एक विशेषज्ञ।