इंटीग्रेटेड पावरहेड डेमोंस्ट्रेटर का एक कलाकार का प्रतिपादन चित्र साभार: NASA बड़ा करने के लिए क्लिक करें।
जब आप भविष्य की रॉकेट तकनीक के बारे में सोचते हैं, तो आप शायद आयन प्रणोदन, एंटीमैटर इंजन और अन्य विदेशी अवधारणाओं के बारे में सोचते हैं।
इतना शीघ्र नही! पारंपरिक तरल ईंधन वाले रॉकेटों में अंतिम अध्याय अभी तक लिखा जाना बाकी है। अनुसंधान तरल-ईंधन वाले रॉकेट डिजाइनों की एक नई पीढ़ी में चल रहा है जो विश्वसनीयता में सुधार करते हुए आज के डिजाइनों पर दोगुना प्रदर्शन कर सकता है।
तरल ईंधन वाले रॉकेट लंबे समय से आसपास रहे हैं: पहला तरल-संचालित प्रक्षेपण 1926 में रॉबर्ट एच। गोडार्ड द्वारा किया गया था। उस साधारण रॉकेट ने लगभग 20 पाउंड जोर का उत्पादन किया, जो इसे हवा में लगभग 40 फीट तक ले जाने के लिए पर्याप्त था। तब से, डिजाइन परिष्कृत और शक्तिशाली हो गए हैं। उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष यान के तीन तरल-ईंधन वाले जहाज पर इंजन, पृथ्वी की कक्षा में 1.5 मिलियन पाउंड से अधिक संयुक्त थ्रस्ट एन मार्ग का विस्तार कर सकते हैं।
आप मान सकते हैं कि, अब तक, तरल ईंधन वाले रॉकेट डिजाइनों में हर कल्पनीय शोधन किया गया होगा। तुम गलत हो इसमें सुधार की गुंजाइश है।
अमेरिकी वायु सेना द्वारा नेतृत्व किया गया, नासा से बना एक समूह, रक्षा विभाग और कई उद्योग भागीदार बेहतर इंजन डिजाइन पर काम कर रहे हैं। उनके कार्यक्रम को इंटीग्रेटेड हाई पेऑफ रॉकेट प्रोपल्शन टेक्नोलॉजीज कहा जाता है, और वे कई संभावित सुधारों को देख रहे हैं। ईंधन के प्रवाह के लिए अब तक की सबसे आशाजनक योजना है:
तरल ईंधन वाले रॉकेट के पीछे मूल विचार बल्कि सरल है। एक ईंधन और एक ऑक्सीडाइज़र, दोनों तरल रूप में, एक दहन कक्ष में खिलाया जाता है और प्रज्वलित किया जाता है। उदाहरण के लिए, शटल अपने हाइड्रोजन और ईंधन के रूप में तरल हाइड्रोजन का उपयोग ऑक्सीकारक के रूप में करता है। दहन द्वारा उत्पन्न गर्म गैसें शंकु के आकार की नोजल के माध्यम से तेजी से बच जाती हैं, इस प्रकार जोर पैदा करती हैं।
जाहिर है, विवरण बहुत अधिक जटिल हैं। एक के लिए, तरल ईंधन और ऑक्सीकारक दोनों को बहुत तेजी से और बड़े दबाव में कक्ष में खिलाया जाना चाहिए। शटल के मुख्य इंजन केवल 25 सेकंड में ईंधन से भरे एक स्विमिंग पूल को खाली कर देंगे!
ईंधन का यह प्रचंड प्रवाह एक टर्बोपम्प द्वारा संचालित होता है। टर्बोपम्प को बिजली देने के लिए, ईंधन की एक छोटी मात्रा "प्रीबर्न" होती है, इस प्रकार टर्बोपम्प को चलाने वाली गर्म गैसें उत्पन्न होती हैं, जो बाकी ईंधन को मुख्य दहन कक्ष में पंप करती हैं। ऑक्सीडाइज़र को पंप करने के लिए एक समान प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है।
आज के तरल-ईंधन वाले रॉकेट प्रीबर्नरों के माध्यम से केवल थोड़ी मात्रा में ईंधन और ऑक्सीडाइज़र भेजते हैं। थोक सीधे मुख्य दहन कक्ष में बहता है, पूरी तरह से प्रीबर्नरों को छोड़ देता है।
वायु सेना और नासा द्वारा परीक्षण किए जा रहे कई नवाचारों में से एक ईंधन और ऑक्सीडाइज़र को अपने संबंधित प्रबर्बरों के माध्यम से भेजना है। केवल एक छोटी मात्रा में खपत होती है-बस टर्बोस को चलाने के लिए पर्याप्त है; बाकी दहन कक्ष से होकर बहता है।
इस "पूर्ण-प्रवाह मंचन" डिजाइन का एक महत्वपूर्ण लाभ है: टर्बाइन से गुजरने वाले टरबाइन के माध्यम से अधिक द्रव्यमान के साथ, टर्बोपम्प को मुश्किल से संचालित किया जाता है, इस प्रकार उच्च दबाव तक पहुंच जाता है। उच्च दबाव रॉकेट से अधिक से अधिक प्रदर्शन के बराबर है।
नासा के मार्शल स्पेस फ़्लाइट सेंटर में गैरी गेंज के अनुसार, इस तरह के डिज़ाइन का उपयोग कभी भी अमेरिका में तरल ईंधन वाले रॉकेट में नहीं किया गया है। गेन्ज इन अवधारणाओं के लिए एकीकृत पावरहेड डेमोंस्ट्रेटर (IPD) -a परीक्षण-इंजन के लिए उप परियोजना प्रबंधक है।
"ये डिज़ाइन जो हम खोज रहे हैं, वे कई मायनों में प्रदर्शन को बढ़ा सकते हैं," गेन्ज कहते हैं। "हम कम लागत पर बेहतर ईंधन दक्षता, उच्च थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात, बेहतर विश्वसनीयता-सभी की उम्मीद कर रहे हैं।"
"इस परियोजना के इस चरण में, हालांकि, हम केवल इस वैकल्पिक प्रवाह पैटर्न को सही ढंग से काम करने की कोशिश कर रहे हैं," वे नोट करते हैं।
पहले से ही उन्होंने एक प्रमुख लक्ष्य हासिल किया है: एक कूलर चलाने वाला इंजन। "पारंपरिक प्रवाह पैटर्न का उपयोग कर टर्बोपम्प 1800 सी तक गर्म हो सकते हैं," गेन्ज कहते हैं। यह इंजन पर बहुत अधिक थर्मल तनाव है। "पूर्ण प्रवाह" टर्बोपम्प कूलर है, क्योंकि इसके माध्यम से अधिक द्रव्यमान चलने के साथ, कम तापमान का उपयोग किया जा सकता है और अभी भी अच्छा प्रदर्शन प्राप्त कर सकता है। "हम तापमान को कई सौ डिग्री कम कर देते हैं," वे कहते हैं।
आईपीडी का अर्थ केवल नए विचारों के लिए एक परीक्षण के रूप में है, नोट गेंज। प्रदर्शनकारी खुद कभी भी अंतरिक्ष में नहीं जाएगा। लेकिन अगर परियोजना सफल होती है, तो आईपीडी के कुछ सुधार भविष्य के लॉन्च वाहनों में अपना रास्ता तलाश सकते हैं।
लगभग सौ साल और गोडार्ड के बाद हजारों लॉन्च किए गए, सबसे अच्छे तरल ईंधन वाले रॉकेट अभी आने बाकी हैं।
मूल स्रोत: NASA विज्ञान अनुच्छेद
