இந்தியா சூரியசக்தியால் இயங்கும் ‘ஹேப்ஸ்’ வாகனங்களை உருவாக்க விரும்புவது ஏன்?

இந்தியாவைப் பொறுத்தவரை, அதிக உயரத்தில் பறக்கும் சூடோ செயற்கைக்கோள் (ஹேப்ஸ்) (High Altitude Pseudo Satelite - HAPS) என்பது ஒப்பீட்டளவில் ஆரம்ப கட்டத்தில் போட்டியில் நுழையும் மற்றொரு தொழில்நுட்பப் பகுதியாகும். ஹேப்ஸ் செய்ய வேண்டிய வேலைகள் தற்போது ஆளில்லா விமான அமைப்பு வாகனங்கள் (UAV) மற்றும் செயற்கைக்கோள்களால் செய்யப்படுகின்றன. ஆனால், இரண்டுக்கும் சில வரம்புகள் உள்ளன.

ஆங்கிலத்தில் படிக்க: Why India wants to develop high-altitude pseudo-satellite vehicles, powered by the Sun

கடந்த வாரம், பெங்களூருவை தளமாகக் கொண்ட தேசிய விண்வெளி ஆய்வகங்கள் (NAL) ஒரு புதிய தலைமுறை ஆளில்லா வான்வழி வாகனத்தின் (UAV) முன்மாதிரியை வெற்றிகரமாக பறக்கவிட்டது, இது மிகப்பெரிய தொழில்நுட்ப முன்னேற்றமாக கருதப்படுகிறது. அது சாதாரண யு.ஏ.வி அல்ல. இது தரையிலிருந்து சுமார் 20 கிமீ தொலைவில் அதிக உயரத்தில் பறக்கக்கூடியது, முழுக்க முழுக்க சூரிய சக்தியில் இயங்கும், மேலும், பல மாதங்கள் விண்ணில் இருக்கும். இத்தகைய யு.ஏ.வி-கள் ஹேப்ஸ் (HAPS) எனப்படும் பறக்கும் பொருட்களின் வகையைச் சேர்ந்தவை, அல்லது அதிக உயரத்தில் உள்ள சூடோ-செயற்கைக்கோள் வாகனங்கள் அல்லது ஹேல் (HALE), அதாவது அதிக உயரத்தில் நீண்ட தாங்கும் திறன் கொண்ட வாகனங்கள் ஆகும்.

ஹேப்ஸ் (HAPS) வாகனங்களின் முதன்மைப் பயன்பாடானது கண்காணிப்பு மற்றும் கண்காணிப்புத் துறை சார்ந்ததாக உள்ளது. ஆனால், பேரிடர் மேலாண்மை போன்ற பிற சூழ்நிலைகளில் இந்த ஹேப்ஸ் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

ஹேப்ஸ் (HAPS) தொழில்நுட்பம் இன்னும் வளர்ச்சியில் உள்ளது. பல நாடுகளும், நிறுவனங்களும், ஊக்கமளிக்கும் வெற்றியுடன் இத்தகைய வாகனங்களை உருவாக்கி பறக்கவிட்டன, ஆனால் யாரும் இதுவரை இந்த தொழில்நுட்பத்தில் தேர்ச்சி பெறவில்லை. இந்த வகை வாகனத்திற்கான உலக சாதனை ஏர்பஸ்-தயாரிக்கும் ஜெபைர் ஆல் இயக்கப்பட்டது. இது விபத்துக்குள்ளாகும் முன் ஆகஸ்ட் 2022-ல் 64 நாட்கள் தொடர்ந்து பறந்தது.

கடந்த வாரம் தேசிய விண்வெளி ஆய்வகங்களால் (என்.ஏ.எல்) சோதிக்கப்பட்ட மாதிரி ஒன்று விண்ணில் எட்டரை மணி நேரம் செலவழித்தது. அடுத்த மாதம், அறிவியல் மற்றும் தொழில்துறை ஆராய்ச்சி கவுன்சிலின் (சி.எஸ்.ஐ.ஆர்) ஒரு பிரிவான என்.ஏ.எல், குறைந்தபட்சம் 24 மணிநேரம் விமானத்தில் வைத்திருக்க திட்டமிட்டுள்ளது. என்.ஏ.எல் உருவாக்க முயற்சிக்கும் முழு அளவிலான இயந்திரம், 2027-ம் ஆண்டளவில், தொடர்ந்து 90 நாட்களுக்கு விண்ணில் இருக்கும்.

இத்தகைய ஆளில்லா யு.ஏ.வி-களின் தேவை என்ன?

ஹேப்ஸ் செய்ய வேண்டிய வேலைகளை தற்போது யு.ஏ.வி-கள் மற்றும் செயற்கைக்கோள்களால் செய்யப்படுகின்றன. ஆனால், இரண்டுக்கும் சில வரம்புகள் உள்ளன. சாதாரண யு.ஏ.வி-கள் அல்லது பொதுவாக அழைக்கப்படும் ட்ரோன்கள் பெரும்பாலும் பேட்டரி மூலம் இயங்கும் மற்றும் சில மணிநேரங்களுக்கு மேல் விண்ணில் பறக்க இருக்க முடியாது. தொடர்ச்சியான கண்காணிப்பு இவை மிகவும் திறம்பட செய்யக்கூடிய ஒன்றல்ல. கூடுதலாக, அவை ஒப்பீட்டளவில் தாழ்வான மட்டத்தில் பறக்கின்றன, இதன் காரணமாக அவைகளின் பார்வை சிறு பகுதிகளுக்கு கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

செயற்கைக்கோள்கள் மிகப் பெரிய பகுதிகளை அவதானிக்க முடியும. ஆனால், தாழ்வான பூமியின் சுற்றுப்பாதையில் உள்ளவை பூமியைப் பொறுத்து தொடர்ந்து நகரும். அவைகளால் இலக்கு பகுதியில் தொடர்ந்து ஒரு கண் வைத்திருக்க முடியாது. பூமியில் இருந்து சுமார் 36,000 கி.மீ உயரத்தில் அமைந்துள்ள புவிசார் செயற்கைக்கோள்கள், ஒரு பகுதியில் தொடர்ந்து பார்வையை வைத்திருக்க முடியும். ஆனால், இவை மிகவும் விலையுயர்ந்தவை, மற்றும் ஒருமுறை பயன்படுத்தப்பட்டால், மீண்டும் உருவாக்கவோ அல்லது மறுசீரமைக்கவோ முடியாது.

ஹேப்ஸ் என்பது இந்தக் குறைபாடுகள் அனைத்தையும் சமாளிப்பதற்கும் மேலும் பலவற்றைச் செய்வதற்குமானதாகும். 

“இந்த அடுக்கு மண்டல வாகனங்கள் (தரையில் இருந்து சுமார் 20 கி.மீ. உயரத்தில் பறக்கும்) ஒரு பிராந்தியத்தில் நடமாட வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. பறக்கும் பொருட்களின் தரநிலைகள் மற்றும் யு.ஏ.வி-களுடன் ஒப்பிடுகையில், அவை மிகவும் மெதுவாக நகரும், மணிக்கு 80-100 கிமீ வேகத்தில் நகரும். தரையிலிருந்து 20 கிலோமீட்டர் உயரத்தில் அந்த மாதிரியான மெதுவான வேகம் என்றால், தரையில் உள்ள பொருள்கள் அதற்காக நகர்வதில்லை. 200 சதுர கிலோமீட்டர் பரப்பளவை நீங்கள் எளிதாகக் கண்காணிக்க முடியும். உண்மையில், நீங்கள் 5 மீட்டர் தெளிவுத்திறனுடன் 400 சதுர கிமீ பரப்பளவில் கூட அனைத்தையும் கண்காணிக்க முடியும். உதாரணமாக, நீங்கள் ஒரு சதுர கிலோமீட்டரில் மட்டுமே கவனம் செலுத்த விரும்பினால், 15 செ.மீ வரையிலான தெளிவுத்திறனைப் பெறலாம்,” என்று ஹேப்ஸ்-ன் வளர்ச்சிக்கு தலைமை தாங்கும் என்.ஏ.எல்-ன் எக்ஸ்பெரிமென்டல் ஏரோடைனமிக்ஸ் பிரிவின் தலைமை விஞ்ஞானியும், தலைவருமான டாக்டர் எல். வெங்கடகிருஷ்ணன் கூறினார்.

“இந்த வகையான வேலைக்கு ஹேப்ஸ் (HAPS) மிகவும் சக்திவாய்ந்த தீர்வாக இருக்கும். அவை புவிநிலை செயற்கைக்கோள்கள் போல ஆனால் கூடுதல் நெகிழ்வுத்தன்மையுடன் வேலை செய்கின்றன. அவற்றை எளிதாக வேறொரு இடத்திற்கு மீண்டும் அனுப்பலாம் அல்லது வேறு வாகனங்களுடன் மீண்டும் பொருத்தலாம், இது புவிநிலை செயற்கைக்கோளால் சாத்தியமில்லாத ஒன்று” என்று வெங்கடகிருஷ்ணன் கூறினார்.

ஹேப்ஸ்-ன் (HAPS)பொறியியல் சவால்கள்

ஆனால், இது முழுக்க முழுக்க சூரிய சக்தியால் இயக்கப்பட்டு பல மாதங்கள் விண்ணில் இருக்கும் திறன் கொண்ட தானாகப் பறக்கும் இயந்திரத்தை உருவாக்குவது பெரிய தொழில்நுட்ப தடைகளை எதிர்கொள்கிறது. அதனால்தான், பல தசாப்தங்களாக வேலை செய்த போதிலும், முழு அளவிலான ஹேப்ஸ் (HAPS) வாகனம் இன்னும் பொறியாளர்களால் திருப்திகரமாக செய்ய முடியவில்லை. சோலார் செல்கள், பேட்டரிகள் மற்றும் கலப்புப் பொருட்களில் மேம்பட்ட தொழில்நுட்பங்களுடன், இந்த வாகனம் எதிர்காலத்தில் சாத்தியமாகும் எனத் தெரிகிறது.

விமானம் பறக்க, சுமந்து செல்லும் வாகனங்களை இயக்க மற்றும் பேட்டரிகள் சார்ஜ் செய்ய போதுமான சூரிய சக்தியை உருவாக்குவது முதன்மை சவாலாகும். இரவு முழுவதும் செயல்பாடுகளைத் தொடர பேட்டரிகள் போதுமானதாக இருக்க வேண்டும். பின்னர் வடிவமைப்பு தொடர்பான சவால்கள் உள்ளன. மின்சாரத் தேவையைக் குறைக்க விமானம் மிகவும் இலகுவாக இருக்க வேண்டும், ஆனால், அது நிலையானதாகவும் இருக்க வேண்டும்.

இந்த விமானம் அடுக்கு மண்டலத்தில் (ஸ்tratosphere) பறப்பதற்கு இதுவும் ஒரு காரணம். பூமியின் மேற்பரப்பிலிருந்து 17 முதல் 23 கி.மீ.க்கு இடைப்பட்ட பகுதியானது தட்பவெப்பநிலையில் அவற்றின் விமானத்திற்கு ஏற்றதாக உள்ளது. காற்றின் வேகம் மிகவும் குறைவாக உள்ளது, இலகுரக விமானங்கள் நிலையாக இருக்க ஏற்றதாக உள்ளது. இந்த உயரம், சிவிலியன் விமானம் பறக்கும் பகுதிக்கு மேலே, கண்காணிப்பு மற்றும் கண்காணிப்பு நடவடிக்கைகளுக்கு சாதகமாக இருக்க உதவுகிறது.

ஆனால், இந்த உயரத்தில் வெப்பநிலை -50 டிகிரி செல்சியஸ் அல்லது அதற்கும் குறைவாக இருக்கலாம். எலெக்ட்ரானிக்ஸ் வெப்பமாக இருக்க வேண்டும், அது மின் ஆதாரங்களில் கூடுதல் சுமையாகும். மேலும், காற்றின் அடர்த்தி கடல் மட்டத்தில் உள்ளதை விட 7 சதவீதம் மட்டுமே இருக்கும். இது விமானத்திற்கு கடுமையான சிக்கல்களை உருவாக்குகிறது, உதாரணமாக மேல் பகுதி மற்றும் முன்பகுதியைத் தயாரிப்பதில் சிக்கல்களை உருவாக்குகிறது.

இடம் மற்றும் எடையின் வரம்புகள் காரணமாக, சூரிய மின்கலங்கள் மற்றும் பேட்டரிகள் மிக அதிக செயல்திறனைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். எடுத்துக்காட்டாக, 500 வாட்-மணி/கிலோ ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்ட பேட்டரி செல்களைப் பார்க்கிறோம் என்று வெங்கடகிருஷ்ணன் கூறினார். ஆற்றல் அடர்த்தி என்பது ஒரு பேட்டரியில் அதன் எடையின் விகிதத்தில் சேமிக்கப்படும் ஆற்றலின் அளவாகும்.

ஒரு சராசரி ட்ரக் பேட்டரியின் ஆற்றல் அடர்த்தி 75 வாட்-மணி/கிலோ, இந்திய விண்வெளி ஆராய்ச்சி நிறுவனம் (இஸ்ரோ) அனுப்பிய பெரும்பாலான செயற்கைக்கோள்கள் சுமார் மணிக்கு 190-200 கிலோ வாட் ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்ட பேட்டரிகளைக் கொண்டுள்ளன. மிகவும் மேம்பட்ட கார் நிறுவனங்களில் ஒன்றான டெஸ்லா கூட இப்போது மணிக்கு 240-260 கிலோ வாட் வரம்பில் ஆற்றல் அடர்த்தியுடன் வேலை செய்கிறது என்று வெங்கடகிருஷ்ணன் கூறினார்.

“ஹேப்ஸ் மூலம், தற்போதைய தொழில்நுட்பத்தின் வரம்புகளை நாங்கள் சோதித்து வருகிறோம். மணிக்கு 500 கிலோ வாட்-ஐ எட்டிய ஒரு நிறுவனம் உள்ளது. மேலும், பேட்டரி மிகவும் விலை உயர்ந்ததாக இருந்தாலும் வணிக ரீதியாகக் கிடைக்கிறது. இந்த விமானத்தின் மற்ற அம்சங்களுடன் கூட, எடுத்துக்காட்டாக, வடிவமைப்பு, பொருட்கள், ஏரோடைனமிக்ஸ் மற்றும் ஏரோலாஸ்டிக், நாங்கள் தொழில்நுட்பத்தின் வரம்புகளில் வேலை செய்கிறோம். ஹேப்ஸ் என்பது இப்போது விமானப் போக்குவரத்துக்கு பெரும் சவாலாக உள்ளது” என்று வெங்கடகிருஷ்ணன் கூறினார்.

இந்தியா மற்றும் ஹேப்ஸ்

இந்தியாவைப் பொறுத்தவரை, ஹேப்ஸ் என்பது ஒப்பீட்டளவில் ஆரம்ப கட்டத்தில் போட்டியில் நுழையும் மற்றொரு தொழில்நுட்பப் பகுதியாகும். கடந்த சில ஆண்டுகளில், வளர்ந்து வரும் தொழில்நுட்பங்களில் ஆராய்ச்சியை ஊக்குவிப்பதில் அதிக முக்கியத்துவம் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. இதனால், எதிர்காலத்தின் முக்கியமான தொழில்நுட்பங்களுக்கு நாடு மற்றவர்களைச் சார்ந்திருக்காது. ஆரம்ப கட்டத்தில் தொழில்நுட்ப வளர்ச்சியில் இணைவதன் மூலம் திறன் மேம்பாடு, தொழில்நுட்பங்களை முன்கூட்டியே ஏற்றுக்கொள்வது, காப்புரிமைகள் மீதான கட்டுப்பாடு, வணிக வாய்ப்புகள் மற்றும் ஸ்பின்-ஆஃப் தொழில்நுட்பங்கள் ஆகியவற்றிலும் விளைகிறது

வெங்கடகிருஷ்ணன் கூறுகையில், இந்தியா சரியான நேரத்தில் ஹேப்ஸ் தொழில்நுட்ப வளர்ச்சிக்கு நகர்ந்துள்ளது. மேலும், இந்த தொழில்நுட்பத்தை மேம்படுத்த முயற்சிக்கும் மற்ற சில நாடுகளைப் போன்ற திறன்களைக் கொண்டிருப்பதை இந்த வெற்றிகரமான சோதனை விமானம் காட்டுகிறது.

“நாங்கள் தாமதமாக செயல்படவில்லை. இந்த நேரத்தில் நாம் நிச்சயமாக தலைவர்களாக அல்ல, ஆனால், நாம் உறுதியாகக் கூறலாம். நாம் மிகவும் போட்டியில் இருக்கிறோம்” என்று அவர் கூறினார்.

“தமிழ் இந்தியன் எக்ஸ்பிரஸின் அனைத்து செய்திகளையும் உடனுக்குடன் டெலிகிராம் ஆப்பில் பெற https://t.me/ietamil“