भारी वज़न उठाने वाला रॉकेट किसी भी देश का अंतरिक्ष में बड़े काम करने का टिकट होता है। चार टन से भारी भूस्थिर उपग्रह, चाँद और दूसरे ग्रहों के मिशन, अपने अंतरिक्ष स्टेशन की योजना, उपग्रहों के बड़े समूह तैनात करना — इन सबके लिए इतनी उठाने की ताक़त चाहिए जो छोटे रॉकेट दे ही नहीं सकते। भारत का अभी सबसे भारी सक्रिय रॉकेट LVM3 है (जिसे पहले GSLV Mk-III कहते थे), जो क़रीब 10 टन निचली पृथ्वी कक्षा (LEO) में और 4 टन भूस्थिर स्थानांतरण कक्षा (GTO) में डाल सकता है। अगली पीढ़ी का रॉकेट, Next Generation Launch Vehicle यानी NGLV — जिसे अनौपचारिक तौर पर सूर्या कहा जाता है — इसी क्षमता को तीन गुना करने के लिए बन रहा है। इसकी तुलना में SpaceX का Falcon Heavy अभी भी 63.8 टन LEO तक ले जाता है, जब उसे बिना वापसी वाले तरीक़े से उड़ाया जाए। फ़ासला बड़ा है, और उसे पाटने की योजना ठोस है।
UPSC में यह तुलना GS-III के विज्ञान और प्रौद्योगिकी में आती है। अंतरिक्ष अर्थव्यवस्था और स्वदेशी क्षमता वाले मिले-जुले सवालों में भी। परीक्षा का ज़ोर अक्सर पेलोड की श्रेणी, इंजन के प्रकार, दोबारा इस्तेमाल और प्रति किलोग्राम लागत पर रहता है। इनमें से हर बात अंतरिक्ष तक पहुँचने के पीछे की भौतिकी और अर्थशास्त्र की एक खिड़की है।
यह लेख LVM3, NGLV की योजना और Falcon Heavy को साथ-साथ रखकर देखता है, और फिर एक कदम गहरे जाकर उस क्रायोजेनिक बनाम सेमी-क्रायोजेनिक इंजन वाली पसंद पर आता है जो भारत के अगले दशक की उड़ान तय करेगी।
झटपट तथ्य: LVM3 बनाम NGLV बनाम Falcon Heavy
- LVM3 (GSLV Mk-III) की स्थिति: चालू, भारत का सबसे भारी सक्रिय रॉकेट
- LVM3 का पेलोड: LEO तक क़रीब 10 टन, GTO तक क़रीब 4 टन
- LVM3 का प्रणोदन: ठोस (S200 बूस्टर) + तरल (L110 कोर) + क्रायोजेनिक (CE-20 ऊपरी चरण)
- NGLV (सूर्या) की स्थिति: बन रहा है, चालू होने का लक्ष्य क़रीब 2030 से 2031
- NGLV का लक्षित पेलोड: LEO तक क़रीब 30 टन, GTO तक 10 से 12 टन
- NGLV का प्रणोदन: सेमी-क्रायोजेनिक कोर (LOX + केरोसिन, SCE-200 इंजन), मॉड्यूलर, आंशिक रूप से दोबारा इस्तेमाल लायक़
- Falcon Heavy की स्थिति: चालू, दुनिया का दूसरा सबसे ताक़तवर सक्रिय रॉकेट
- Falcon Heavy का पेलोड: LEO तक क़रीब 63.8 टन (बिना वापसी वाले तरीक़े में), GTO तक क़रीब 26.7 टन
- Falcon Heavy का प्रणोदन: दो चरणों वाला केरोलॉक्स (RP-1 + LOX), मर्लिन इंजन, बग़ल के बूस्टर दोबारा इस्तेमाल लायक़
- क्रायोजेनिक इंजन: ईंधन और ऑक्सीकारक, दोनों बेहद ठंडे तापमान पर (आम तौर पर LH2 + LOX)
- सेमी-क्रायोजेनिक इंजन: सिर्फ़ ऑक्सीकारक बेहद ठंडा, ईंधन क़रीब-क़रीब कमरे के तापमान पर (आम तौर पर केरोसिन + LOX)
ये रॉकेट हैं क्या
LVM3 भारत का भारी वज़न उठाने वाला प्रक्षेपण यान है, जिसे ISRO ने बनाया और जो 2017 से चालू है (विकास वाली उड़ानें 2014 से हो रही थीं)। यह तीन चरणों वाला रॉकेट है। पहला चरण दो बड़े ठोस प्रणोदक बूस्टर हैं, जिन्हें S200 कहते हैं — हर एक 3.2 मीटर व्यास का, और मिश्रित प्रणोदक जलाने वाला। दूसरा चरण L110 है, यानी तरल ईंधन वाला कोर, जिसमें दो विकास इंजन लगे हैं और जो अनसिमेट्रिकल डाइमिथाइल हाइड्राज़ीन (UDMH) और डाइनाइट्रोजन टेट्रॉक्साइड जलाते हैं। तीसरा चरण C25 क्रायोजेनिक ऊपरी चरण है, जिसे CE-20 इंजन ताक़त देता है और जो तरल हाइड्रोजन और तरल ऑक्सीजन जलाता है। LVM3 ने चंद्रयान-2 (2019), चंद्रयान-3 (2023) और OneWeb के कई व्यावसायिक उपग्रह मिशन छोड़े हैं, और गगनयान के मानवयुक्त मिशन के लिए भी यही रॉकेट तय है।
NGLV, जिसे कुछ जगहों पर सूर्या भी कहा गया है, ISRO का प्रस्तावित अगली पीढ़ी का भारी प्रक्षेपण यान है। LVM3 से अलग, NGLV को शुरू से ही इस सोच के साथ डिज़ाइन किया जा रहा है कि कम से कम पहला चरण दोबारा इस्तेमाल हो सके, और उसके कोर में सेमी-क्रायोजेनिक इंजन SCE-200 लगे, जिस पर ISRO एक दशक से ज़्यादा समय से काम कर रहा है। मक़सद है LVM3 से क़रीब तीन गुना पेलोड, वह भी प्रति किलोग्राम काफ़ी कम लागत पर — जिससे आगे चलकर भारतीय अंतरिक्ष स्टेशन, चाँद से नमूने लाने वाले मिशन और उपग्रहों के बड़े समूह छोड़ने का रास्ता खुलेगा।
SpaceX का बनाया Falcon Heavy असल में तीन Falcon 9 पहले चरणों को आपस में बाँधकर, ऊपर एक अलग चरण लगा देने का नतीजा है। इसने पहली उड़ान 2018 में भरी, फिर चालू हो गया, और हाल की उड़ानों तक यह व्यावसायिक भूस्थिर उपग्रह, अमेरिका के राष्ट्रीय सुरक्षा पेलोड और Psyche क्षुद्रग्रह मिशन छोड़ चुका है। इसके दोनों बग़ल वाले बूस्टर दोबारा इस्तेमाल होते हैं और प्रक्षेपण स्थल के पास लैंडिंग ज़ोन में वापस उतर चुके हैं। बीच वाला कोर ज़्यादातर मिशनों में छोड़ दिया जाता रहा है।
पृष्ठभूमि और इतिहास
भारी रॉकेट तक भारत का सफ़र 1970 के दशक में SLV-3 से शुरू हुआ — चार चरणों वाला ठोस रॉकेट, जो 40 किलोग्राम निचली पृथ्वी कक्षा में डाल सकता था। 1980 में इसकी पहली कामयाब उड़ान ने रोहिणी उपग्रह को कक्षा में पहुँचाया और भारत अपने दम पर उपग्रह छोड़ने वाला सातवाँ देश बन गया। 1980 के दशक के आख़िर में ASLV और 1993 से PSLV ने यह क्षमता धीरे-धीरे बढ़ाई। PSLV असली घोड़ा साबित हुआ — पचास से ज़्यादा उड़ानें, भरोसे का मज़बूत रिकॉर्ड, और सूर्य-तुल्यकालिक कक्षा तक क़रीब 1.7 टन ले जाने की ताक़त। GSLV कार्यक्रम, जो भारी भूस्थिर पेलोड के लिए बना था, 2000 के दशक में बार-बार नाकाम हुआ, और फिर 2014 से Mk-II रूप ने स्वदेशी क्रायोजेनिक ऊपरी चरण के साथ लगातार कामयाबी पाई। Mk-III, जिसका नाम बदलकर LVM3 हुआ, दरअसल एक अलग रॉकेट था जिसे शुरू से ज़्यादा पेलोड के लिए बनाया गया, और वह 2017 में सेवा में आया।
Falcon Heavy की कहानी साथ-साथ चलती है, लेकिन बिलकुल अलग माहौल में। 2002 में एलन मस्क की बनाई SpaceX ने पहले Falcon 1 बनाया, फिर Falcon 9 (जो 2010 में सेवा में आया), और फिर तीन Falcon 9 कोर साथ जोड़कर बड़ा पेलोड उठाने के तरीक़े के रूप में Falcon Heavy का ऐलान किया। फ़रवरी 2018 की पहली Falcon Heavy उड़ान, जिसने मशहूर तौर पर एक टेस्ला रोडस्टर को सूर्य-केंद्रित कक्षा में छोड़ा, यह दिखा गई कि बग़ल के दोनों बूस्टर केप कैनवेरल पर वापस उतर सकते हैं। दोबारा इस्तेमाल होने वाले रॉकेट कोर की तकनीक, जो पहले Falcon 9 पर साबित हुई थी, वहीं से Falcon Heavy में आई।
NGLV दुनिया भर में दोबारा इस्तेमाल होने वाले, सेमी-क्रायोजेनिक रॉकेटों की तरफ़ हुए बदलाव का भारतीय जवाब है। ISRO क़रीब 2,000 kN ज़ोर वाले सेमी-क्रायोजेनिक इंजन SCE-200 पर काम कर रहा है, जो L110 चरण के UDMH वाले विकास इंजनों की जगह लेगा — वे इंजन ज़हरीले हैं और केरोसिन के मुक़ाबले कम घनत्व-आवेग देते हैं। दोबारा इस्तेमाल पर हो रहा काम, जिसमें RLV-TD परीक्षण यान और चल रहा तकनीकी विकास शामिल है, भारी रॉकेट की योजना के साथ जोड़ा जा रहा है। ISRO ने संकेत दिया है कि NGLV निजी क्षेत्र के साथ मिलकर बनाया जाएगा, और इसे 2030 के दशक की शुरुआत में चालू करने का लक्ष्य है। और संदर्भ के लिए ISRO के मिशन, अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी और भारतीय अंतरिक्ष स्टेशन पर हमारे लेख देखिए।
LVM3 (GSLV Mk-III): भारत का आज का भारी रॉकेट
LVM3 अब तक भारत का उड़ाया सबसे बड़ा रॉकेट है। दो S200 ठोस बूस्टर इसे शुरुआती ज़ोर का बड़ा हिस्सा देते हैं और निचले वायुमंडल से ऊपर ले जाते हैं। उसके बाद L110 तरल कोर चरण जलता है, और फिर C25 क्रायोजेनिक ऊपरी चरण पेलोड को स्थानांतरण कक्षा में रख देता है। पूरी ऊँचाई क़रीब 43 मीटर है और उड़ान भरते समय वज़न क़रीब 640 टन।
LVM3 क़रीब 10 टन निचली पृथ्वी कक्षा में और क़रीब 4 टन भूस्थिर स्थानांतरण कक्षा में डाल सकता है। इसी पेलोड श्रेणी ने चंद्रयान-3 को मुमकिन बनाया, यही भारी GTO मिशनों में पुराने GSLV Mk-II की जगह लेता है, और यही गगनयान की प्रस्तावित मानवयुक्त उड़ान को सँभालेगा, जिसके लिए LVM3 का मानव-रेटेड रूप चाहिए। CE-20 क्रायोजेनिक इंजन, जो भारत का पहला स्वदेशी उच्च-ज़ोर क्रायोजेनिक इंजन है, एक बड़ा तकनीकी पड़ाव था और उसने आयातित क्रायोजेनिक चरणों पर लंबी निर्भरता ख़त्म कर दी।
LVM3 दोबारा इस्तेमाल नहीं होता। हर उड़ान पूरी तरह एक बार की है, जो उस दौर की डिज़ाइन सोच के मुताबिक़ है। हर उड़ान की लागत Falcon Heavy के मुक़ाबले बहुत कम है, हालाँकि इसकी एक वजह यह भी है कि LVM3 कहीं छोटा पेलोड उठाता है। LEO तक प्रति किलोग्राम के हिसाब से देखें तो LVM3, PSLV के मुक़ाबले तो टिकता है, लेकिन Falcon 9 या Falcon Heavy जैसे दोबारा इस्तेमाल होने वाले रॉकेटों के मुक़ाबले नहीं।
NGLV (सूर्या): भारत का आने वाला भारी रॉकेट
NGLV को इस तरह डिज़ाइन किया जा रहा है कि भारत भारी रॉकेट वाली श्रेणी में पहुँच जाए। LEO तक क़रीब 30 टन का लक्ष्य LVM3 की क्षमता का क़रीब तीन गुना होगा। डिज़ाइन में सेमी-क्रायोजेनिक कोर चरण है, जिसे SCE-200 इंजन ताक़त देगा और जो शोधित केरोसिन (जिसे कभी-कभी इसरोसीन कहा जाता है) और तरल ऑक्सीजन जलाएगा। कोर के इर्द-गिर्द लगे बूस्टर उड़ान भरते वक़्त अतिरिक्त ज़ोर देंगे। ऊपरी चरण में क्रायोजेनिक LH2 + LOX इंजन लगने की उम्मीद है, जो कक्षा में सटीक जगह पहुँचाने के लिए ज़रूरी ऊँचा विशिष्ट आवेग देगा।
NGLV को आंशिक रूप से दोबारा इस्तेमाल होने लायक़ बनाया जा रहा है, और सोच यह है कि पहला चरण लौट आए, उसकी मरम्मत हो और वह दोबारा उड़े। यही वह डिज़ाइन सोच है जिसने SpaceX की प्रति किलोग्राम लागत नाटकीय ढंग से गिराई है, और भारत के लिए भी अपनी प्रक्षेपण लागत मौजूदा सीमा से नीचे लाने का यही इकलौता भरोसेमंद रास्ता है। सार्वजनिक संकेतों से लगता है कि रॉकेट के पूरी तरह परिपक्व होने पर प्रति किलोग्राम लागत LVM3 की आधी से भी कम रखने का लक्ष्य है।
काम चल रहा है और SCE-200 इंजन ज़मीन पर परखा जा रहा है। NGLV की पहली कक्षीय उड़ान 2030 के दशक की शुरुआत में मानी जा रही है, और पूरी क्षमता उसी दशक में आगे चलकर। इसका इस्तेमाल भारतीय अंतरिक्ष स्टेशन के लिए होगा, जिसे 2035 तक पूरा करने का लक्ष्य है, और उन मिशनों के लिए भी जिन्हें LVM3 सँभाल नहीं सकता — जैसे चाँद की सतह और मंगल के बड़े मिशन।
Falcon Heavy: दोबारा इस्तेमाल का पैमाना
Falcon Heavy वह पैमाना है जिससे बाक़ी दोनों की जगह समझ में आती है। पूरी तरह एक बार वाले तरीक़े में इसका 63.8 टन LEO पेलोड LVM3 की क्षमता से छह गुना से ज़्यादा है और NGLV के लक्ष्य से क़रीब दोगुना। इसके आम, आंशिक रूप से दोबारा इस्तेमाल वाले रूप में — जिसमें बग़ल के दोनों बूस्टर वापस आते हैं और बीच वाला कोर भी लौट सकता है — LEO का पेलोड कुछ कम रहता है, लेकिन लागत उतनी ही घट जाती है। SpaceX ने Falcon Heavy के मिशन 9 से 15 करोड़ डॉलर के बीच बेचे हैं, जो कॉन्फ़िगरेशन पर निर्भर करता है; भारी पेलोड के साथ उड़ाने पर यह LEO तक प्रति किलोग्राम कुछ हज़ार डॉलर बैठता है।
Falcon Heavy को चलाने वाली तकनीक असल में Falcon 9 की ही तकनीक है। वही मर्लिन इंजन, वही केरोलॉक्स प्रणोदक, वही वापसी के तरीक़े। तीन कोर आपस में बाँधने की चुनौती असली है, लेकिन वह नई बुनियादी तकनीक से ज़्यादा जोड़-जमाव की समस्या है। SpaceX को बाक़ी ज़्यादातर कंपनियों से अलग करने वाली चीज़ दोबारा इस्तेमाल होने वाले बूस्टर हैं। हाल की उड़ानों तक Falcon 9 के अकेले पहले चरण वाले कोर 20 से ज़्यादा बार उड़ चुके हैं।
Falcon Heavy दुनिया का सबसे बड़ा रॉकेट नहीं है। ख़ुद SpaceX का Starship, जो अभी बन रहा है, पूरी तरह दोबारा इस्तेमाल वाले रूप में 100 टन से ज़्यादा LEO पेलोड का लक्ष्य रखता है। NASA का Space Launch System (SLS) आर्टेमिस के लिए भारी रॉकेट है। चीन का लॉन्ग मार्च 5 और प्रस्तावित लॉन्ग मार्च 9 भी इसी श्रेणी में हैं। लेकिन Falcon Heavy फ़िलहाल दूसरा सबसे ताक़तवर सक्रिय रॉकेट है और दोबारा इस्तेमाल वाले भारी रॉकेट का असली पैमाना बना हुआ है।
क्रायोजेनिक बनाम सेमी-क्रायोजेनिक इंजन
भारी रॉकेट की डिज़ाइन में सबसे नतीजा तय करने वाली पसंद प्रणोदकों का मेल है, और उसके केंद्र में क्रायोजेनिक बनाम सेमी-क्रायोजेनिक का फ़र्क़ है। क्रायोजेनिक इंजन में ईंधन और ऑक्सीकारक, दोनों बेहद ठंडे तापमान पर रखे जाते हैं — आम तौर पर तरल हाइड्रोजन शून्य से 253 डिग्री सेल्सियस नीचे और तरल ऑक्सीजन शून्य से 183 डिग्री सेल्सियस नीचे। फ़ायदा यह है कि रासायनिक रॉकेटों में सबसे ऊँचा विशिष्ट आवेग यहीं मिलता है, निर्वात में क़रीब 450 सेकंड, क्योंकि हाइड्रोजन का आणविक भार किसी भी रासायनिक ईंधन से कम है। नुक़सान घनत्व का है। तरल हाइड्रोजन इतना हल्का है कि टंकियाँ बहुत बड़ी बनानी पड़ती हैं, जिससे ढाँचे का वज़न बढ़ जाता है, और उसे लंबे समय तक रखना भी मुश्किल है। इसीलिए क्रायोजेनिक इंजन ऊपरी चरणों के लिए सबसे बेहतर हैं, जहाँ उनकी कार्यकुशलता सबसे काम आती है और टंकी का आकार उतना भारी नहीं पड़ता।
सेमी-क्रायोजेनिक इंजन में ऑक्सीकारक तो बेहद ठंडा (LOX) रहता है, लेकिन ईंधन नहीं — आम तौर पर शोधित केरोसिन, जैसे अमेरिका में RP-1, रूस में नैफ़्थिल, या भारत में इसरोसीन। यह ईंधन कमरे के तापमान पर तरल रहता है, इसलिए उसे रखना और ज़मीन पर सँभालना आसान है। विशिष्ट आवेग हाइड्रोजन वाले इंजनों से कम रहता है, निर्वात में क़रीब 300 से 350 सेकंड, लेकिन घनत्व कहीं ज़्यादा होता है, यानी टंकियाँ छोटी और रॉकेट का ढाँचा ज़्यादा गठा हुआ। सेमी-क्रायोजेनिक इंजन पहले चरण और कोर चरण के लिए ठीक बैठते हैं, जहाँ ऊँचे ज़ोर और छोटी टंकी की अहमियत विशिष्ट आवेग से ज़्यादा है।
भारत की मिसाल इसे साफ़ कर देती है। CE-20 (जो LVM3 के ऊपरी चरण में लगता है) क्रायोजेनिक LH2 + LOX इंजन है। SCE-200 (जो NGLV के कोर चरण के लिए तय है) सेमी-क्रायोजेनिक LOX + केरोसिन इंजन है। हर चरण पर सही तरह का इंजन लगाकर रॉकेट अपना कुल प्रदर्शन बेहतर करता है: उड़ान भरने के दौर के लिए ऊँचे ज़ोर वाला घना ईंधन, और कक्षा में डालने के लिए ऊँचे विशिष्ट आवेग वाला हाइड्रोजन ऊपरी चरण। इसके उलट SpaceX, Falcon 9 और Falcon Heavy में हर जगह केरोलॉक्स ही इस्तेमाल करता है — ऊपरी चरण पर कम विशिष्ट आवेग मंज़ूर करके, बदले में एक ही तरह के इंजन और सीधे-सादे संचालन का फ़ायदा लेता है।
यह भारत के लिए मायने क्यों रखता है
भारतीय अंतरिक्ष नीति का अगला दशक भारी रॉकेट की क्षमता पर टिका है। भारतीय अंतरिक्ष स्टेशन, चाँद से नमूने लाने वाले मिशन जिनमें चंद्रयान-4 और आगे शायद चंद्रयान-7 शामिल हैं, प्रस्तावित मंगल ऑर्बिटर और लैंडर, और आगे कभी चाँद पर इंसान भेजने का मिशन — इन सबके लिए LVM3 से बड़े रॉकेट चाहिए। NGLV के बिना भारत को या तो इन मिशनों के लिए विदेशी रॉकेटों पर निर्भर रहना पड़ेगा या अपनी महत्वाकांक्षा छोटी करनी पड़ेगी। आर्थिक पहलू भी उतना ही अहम है। भारत का व्यावसायिक प्रक्षेपण बाज़ार अपनी संभावना के मुक़ाबले छोटा है, और मुक़ाबले में टिकना प्रति किलोग्राम लागत से तय होता है। Falcon 9 और Falcon Heavy ने जो पैमाना बना दिया है, भारत उस तक सिर्फ़ दोबारा इस्तेमाल होने वाली, सेमी-क्रायोजेनिक तकनीक से ही पहुँच सकता है।
रणनीतिक पहलू भी बड़ा है। रॉकेट छोड़ने की अपनी ताक़त भू-राजनीति की पूँजी है, ख़ासकर तब जब अंतरिक्ष का सैन्यीकरण बढ़ रहा है और नौवहन, संचार और निगरानी में उपग्रह समूहों की भूमिका लगातार बढ़ रही है। भारी रॉकेट की ताक़त भारत को अपने उपग्रह समूह ख़ुद तैनात करने और सँभालने देती है, दूसरों पर निर्भर रहने के बजाय।
चुनौतियाँ
NGLV के सामने असली मुश्किलें हैं। दोबारा इस्तेमाल तकनीकी तौर पर बहुत माँग वाला काम है। SpaceX को पहला चरण भरोसे के साथ वापस उतारने में कई कोशिशें और कई नाकामियाँ लगीं। SCE-200 इंजन, हिस्सों के स्तर पर ख़ूब परखा जा चुका है, लेकिन अब तक उड़ा नहीं है। किसी उड़ते हुए यान में नया इंजन जोड़ने में आम तौर पर शुरुआती अनुमान से ज़्यादा वक़्त लगता है। ISRO के लिए पैसा हमेशा से एक अड़चन रहा है, और NGLV कई अरब डॉलर का काम है, जिसे लगातार बजट चाहिए — और बेहतर हो कि नई अंतरिक्ष नीति के तहत निजी क्षेत्र भी साथ आए।
मुक़ाबले का मैदान भी बदल रहा है। जब तक NGLV उड़ेगा, तब तक SpaceX का Starship 100 टन से ज़्यादा LEO पेलोड के साथ चालू हो जाने का इरादा रखता है। चीन इसी श्रेणी में लॉन्ग मार्च 9 बना रहा है। पैमाना ऊपर उठता जाएगा, और भारत की दौड़ NGLV पर ख़त्म नहीं हो सकती।
UPSC प्रीलिम्स के लिए पॉइंट
- LVM3 (पहले GSLV Mk-III) भारत का सबसे भारी सक्रिय रॉकेट है
- LVM3 क़रीब 10 टन LEO तक और 4 टन GTO तक ले जाता है
- LVM3 के तीन चरण: S200 ठोस बूस्टर + L110 तरल कोर + C25 क्रायोजेनिक ऊपरी चरण
- C25 को स्वदेशी CE-20 क्रायोजेनिक इंजन ताक़त देता है
- LVM3 ने चंद्रयान-2 और चंद्रयान-3 छोड़े, और गगनयान के लिए भी यही तय है
- NGLV (सूर्या) ISRO का अगला भारी रॉकेट है, लक्ष्य क़रीब 2030-31
- NGLV का लक्ष्य: 30 टन LEO तक, 10-12 टन GTO तक; आंशिक रूप से दोबारा इस्तेमाल लायक़
- NGLV का कोर चरण: SCE-200 सेमी-क्रायोजेनिक इंजन (LOX + केरोसिन/इसरोसीन)
- Falcon Heavy: SpaceX का, क़रीब 63.8 टन LEO तक एक बार वाले तरीक़े में, क़रीब 26.7 टन GTO तक
- Falcon Heavy: बग़ल के दो बूस्टर दोबारा इस्तेमाल लायक़, केरोलॉक्स मर्लिन इंजन
- क्रायोजेनिक इंजन: दोनों प्रणोदक बेहद ठंडे, सबसे ऊँचा विशिष्ट आवेग, ऊपरी चरणों में इस्तेमाल
- सेमी-क्रायोजेनिक इंजन: सिर्फ़ LOX ठंडा, ईंधन ज़्यादा घना, कोर चरणों में इस्तेमाल
UPSC मुख्य परीक्षा के अभ्यास प्रश्न
- पेलोड, प्रणोदन और दोबारा इस्तेमाल के लिहाज़ से LVM3, प्रस्तावित NGLV और Falcon Heavy की तुलना कीजिए। यह तुलना भारत के भारी रॉकेट वाले फ़ासले के बारे में क्या बताती है?
- प्रक्षेपण यानों में दोबारा इस्तेमाल के तकनीकी और आर्थिक फ़ायदों पर चर्चा कीजिए। भारत ने NGLV के लिए आंशिक रूप से दोबारा इस्तेमाल का रास्ता क्यों चुना है?
- क्रायोजेनिक और सेमी-क्रायोजेनिक इंजनों में अंतर बताइए। ISRO LVM3 के ऊपरी चरण में क्रायोजेनिक CE-20 और NGLV के कोर चरण में सेमी-क्रायोजेनिक SCE-200 क्यों इस्तेमाल करता है?
- “2030 के दशक में भारत की अंतरिक्ष महत्वाकांक्षाओं के लिए भारी रॉकेट की क्षमता पहली शर्त है।” भारतीय अंतरिक्ष स्टेशन, चाँद से नमूने लाने वाले मिशनों और व्यावसायिक प्रक्षेपण सेवाओं के संदर्भ में इस दावे की जाँच कीजिए।
आगे का रास्ता
NGLV भारत के नज़दीकी अंतरिक्ष कार्यक्रम का सबसे अहम रॉकेट है, क्योंकि यही तय करेगा कि 2030 के बाद कौन-से मिशन मुमकिन होंगे। इसकी कामयाबी के लिए तीन चीज़ें चाहिए। पहली, विकास और परीक्षण के पूरे दौर में लगातार पैसा, और नई अंतरिक्ष नीति के तहत निजी क्षेत्र की साझेदारी से अतिरिक्त क्षमता। दूसरी, साथ-साथ ज़रूरी ढाँचा भी खड़ा करना — श्रीहरिकोटा पर ऐसे लॉन्च पैड जो बड़े रॉकेट को सँभाल सकें, और दोबारा इस्तेमाल होने वाले पहले चरणों को वापस लाने का इंतज़ाम। तीसरी, पेलोड की साफ़ क़तार, भारतीय अंतरिक्ष स्टेशन के मॉड्यूल से लेकर व्यावसायिक उपग्रह समूहों के ठेके तक, जो इस निवेश को जायज़ ठहराए।
छात्रों के लिए GSLV, NGLV और Falcon Heavy की यह तुलना इस बात की अच्छी खिड़की है कि किसी देश की अंतरिक्ष क्षमता आख़िर तय कैसे होती है। इंजन, ढाँचा, प्रणोदक और दोबारा इस्तेमाल — ये कोई किताबी बातें नहीं हैं; हर पसंद का असर इस पर पड़ता है कि कौन-से मिशन मुमकिन हैं और कितने पैसे में। दौड़ असली है, फ़ासले असली हैं, और अगला दशक बताएगा कि भारत उन्हें पाट पाता है या नहीं।
सामान्य प्रश्न
LVM3 और GSLV Mk-III में क्या फ़र्क़ है?
दोनों एक ही रॉकेट हैं। ISRO ने GSLV Mk-III का नाम बदलकर LVM3 (Launch Vehicle Mark 3) कर दिया, ताकि साफ़ हो जाए कि यह GSLV कार्यक्रम से अलग यान है, न कि GSLV Mk-II का कोई रूप। पुराने दस्तावेज़ों में एक नाम और नए में दूसरा मिलता है, पर इशारा उसी रॉकेट की तरफ़ है — दो ठोस बूस्टर, एक तरल कोर चरण और एक क्रायोजेनिक ऊपरी चरण वाला।
NGLV, LVM3 के मुक़ाबले कितना वज़न उठा सकेगा?
NGLV का लक्ष्य है निचली पृथ्वी कक्षा तक क़रीब 30 टन, जबकि LVM3 क़रीब 10 टन ले जाता है। यानी क़रीब तीन गुना। भूस्थिर स्थानांतरण कक्षा तक NGLV का लक्ष्य 10 से 12 टन है, LVM3 के 4 टन के मुक़ाबले। इस बढ़त से मिशनों की कहीं बड़ी श्रेणी खुल जाती है, जिसमें अंतरिक्ष स्टेशन के मॉड्यूल और बड़े ग्रहीय मिशन शामिल हैं।
Falcon Heavy भारत के रॉकेटों से इतना बड़ा क्यों है?
Falcon Heavy में तीन Falcon 9 पहले चरण आपस में बँधे होते हैं, और हर एक में नौ मर्लिन इंजन — यानी उड़ान भरते वक़्त कुल 27 इंजन। कुल ज़ोर बहुत बड़ा हो जाता है, जिससे LEO तक 63.8 टन तक पेलोड जा सकता है। SpaceX निवेश के अलग पैमाने पर और अलग नियामकीय माहौल में काम करता रहा है, जिससे उसे तेज़ी से बदलाव करने का मौक़ा मिला। भारत का NGLV भारी रॉकेट श्रेणी में इसी का जवाब है, हालाँकि उसका पेलोड लक्ष्य Falcon Heavy से छोटा है।
क्रायोजेनिक इंजन क्या होता है?
क्रायोजेनिक इंजन वह है जिसमें ईंधन और ऑक्सीकारक, दोनों बेहद ठंडे तापमान पर रखे जाते हैं — आम तौर पर तरल हाइड्रोजन शून्य से 253 डिग्री सेल्सियस नीचे और तरल ऑक्सीजन शून्य से 183 डिग्री सेल्सियस नीचे। फ़ायदा है बहुत ऊँचा विशिष्ट आवेग, निर्वात में क़रीब 450 सेकंड, क्योंकि हाइड्रोजन सबसे हल्का मुमकिन ईंधन है। नुक़सान यह कि तरल हाइड्रोजन का घनत्व बहुत कम है, इसलिए टंकियाँ बड़ी बनानी पड़ती हैं। ऐसे इंजन आम तौर पर ऊपरी चरणों में लगते हैं।
सेमी-क्रायोजेनिक इंजन क्या होता है?
सेमी-क्रायोजेनिक इंजन में ऑक्सीकारक बेहद ठंडा होता है, आम तौर पर तरल ऑक्सीजन, लेकिन ईंधन नहीं — आम तौर पर शोधित केरोसिन। यह ईंधन कमरे के तापमान पर तरल रहता है, इसलिए उसे रखना और सँभालना आसान है। विशिष्ट आवेग हाइड्रोजन वाले इंजनों से कम रहता है (क़रीब 300 से 350 सेकंड), पर प्रणोदक का घनत्व कहीं ज़्यादा होता है, जिससे टंकियाँ छोटी और रॉकेट ज़्यादा गठा हुआ बनता है। ऐसे इंजन पहले चरण और कोर चरण के लिए ठीक बैठते हैं।
SCE-200 क्या है?
SCE-200 ISRO का सेमी-क्रायोजेनिक इंजन है, जिस पर सालों से काम चल रहा है। यह क़रीब 2,000 kN ज़ोर देता है, शोधित केरोसिन (इसरोसीन) को तरल ऑक्सीजन के साथ जलाता है, और NGLV के कोर चरण को ताक़त देने के लिए तय है। यह पुराने विकास इंजनों की जगह लेगा, जो ज़हरीले और कम प्रदर्शन वाले UDMH और N2O4 प्रणोदक इस्तेमाल करते हैं। ज़मीन पर परीक्षण आगे बढ़ रहा है, और इंजन की पहली उड़ान NGLV के साथ ही तय है।
क्या LVM3 दोबारा इस्तेमाल होता है?
नहीं। LVM3 पूरी तरह एक बार इस्तेमाल होने वाला रॉकेट है। हर उड़ान में पूरा नया हार्डवेयर लगता है। जिस दोबारा इस्तेमाल वाली तकनीक ने SpaceX की लागत घटाई, वह LVM3 में नहीं है। अगली पीढ़ी का NGLV कम से कम पहले चरण के दोबारा इस्तेमाल के लिए डिज़ाइन हो रहा है।
NGLV के संदर्भ में सूर्या क्या है?
सूर्या वह अनौपचारिक नाम है जो कुछ जगहों पर NGLV के लिए इस्तेमाल हुआ है, और जो सूरज की तरफ़ इशारा करता है। आधिकारिक नाम NGLV (Next Generation Launch Vehicle) ही है। सूर्या नाम के भारी रॉकेट का ज़िक्र आम तौर पर इसी परियोजना के लिए होता है।
NGLV कब उड़ेगा?
ISRO ने NGLV की पहली कक्षीय उड़ान के लिए क़रीब 2030 से 2031 का लक्ष्य बताया है। पूरी परिपक्वता, यानी बूस्टर की वापसी और उड़ानों की स्थिर रफ़्तार, 2030 के दशक के बाक़ी सालों में आने की उम्मीद है। प्रक्षेपण यान बनाने में तारीख़ें आम तौर पर खिसकती हैं, इसलिए असली तारीख़ें आगे जा सकती हैं, लेकिन मोटा अंदाज़ा 2030 के दशक की शुरुआत से मध्य तक का है।
