ഉപഗ്രഹങ്ങൾ ഭൂമിയിലേക്ക് വീഴാത്തതെന്തുകൊണ്ട്?

പി.എം.സിദ്ധാർത്ഥൻ
റിട്ട. സയിന്റിസ്റ്റ്, ISRO
സത്യമെന്താണെന്നു അറിയാമോ? ഭൂമിയെ വലം വെക്കുന്ന ഉപഗ്രഹങ്ങളെല്ലാം ഭൂമിയിലേക്ക് വീണുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്, പക്ഷെ ഭൂമിയിലെത്തുന്നില്ല!! വിശ്വാസം വരുന്നില്ലേ?
ഇത് വ്യക്തമാവാൻ തന്നിരിക്കുന്ന രണ്ടു ചിത്രങ്ങൾ നോക്കുക. ആദ്യത്തേത് ഒരാൾ ഒരു കല്ലെറിയുന്നതാണ്. കല്ലിന്റെ വേഗതയെ കുത്തനെയും (vertical) തീരശ്ചീനമായും (horizontal) ഉള്ള രണ്ടു ഘടകങ്ങളാക്കി കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. തീരശ്ചീനഘടകത്തിന്നു എതിർദിശയിൽ ബലമൊന്നുമില്ലാത്തതിനാൽ കല്ല് ഭൂമിയിൽ വീഴുന്നത് വരെ ദൂരേക്ക് സഞ്ചരിക്കുന്നു.
കുത്തനെയുള്ള ഘടകത്തിന് എതിർദിശയിൽ ഗുരുത്വകർഷണം പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനാൽ അത് (വേഗതയുടെ കുത്തനെയുള്ള ഘടകം) ആദ്യം കുറഞ്ഞുവരികയും പിന്നീട് ഗുരുത്വകർഷണത്തിന്റെ ദിശയിൽ കൂടി വന്നു കല്ല് ഭൂമിയിൽ വീഴുകയും ചെയ്യുന്നു. കല്ലെറിയുന്ന വേഗതക്കനുസരിച്ചു അത് ഭൂമിയിൽ വീഴുന്നതിന്ന് മുൻപ് കൂടുതൽ ദൂരം സഞ്ചരിക്കും.
ഈ ചിത്രത്തിൽ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ 250 കിലോമീറ്റര് ഉയരമുള്ള ഒരു സാങ്കല്പിക ഗോപുരത്തിന് മുകളിൽ നിന്ന് ഒരു പീരങ്കിയി(cannon) ൽ നിന്നും അഞ്ചു ഉണ്ടകൾ വെടി വെച്ച് വിടുന്നതാണ് കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് ആദ്യത്തെ വേഗത കുറഞ്ഞ രണ്ടു ഉണ്ടകൾ A , B എന്നിവിടങ്ങളിൽ വീഴുന്നു. മൂന്നാമത്തെ ഉണ്ടയുടെ വേഗത വളരെ കൂടുതലാണ്. അതും ഗുരുത്വകരഷണത്തിന്റെ ഫലമായി താഴേക്ക് വീഴുന്നുണ്ട്, പക്ഷെ ഭൂമിയുടെ വക്രത (curvature ) കാരണം അതിന്ന് ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ എത്താൻ കഴിയുന്നില്ല. അതിനാൽ അത് C എന്ന പാതയിലൂടെ സഞ്ചരിച്ചു കൊണ്ടേയിരിക്കുന്നു. ഉപഗ്രഹങ്ങൾക്കും ഇത് തന്നെയാണ് സംഭവിക്കുന്നത്. അവയും ഭൂമിയിലേക്ക് വീണുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു പക്ഷെ ഭൂമിയുടെ വക്രത കാരണം ഒരിക്കലും ഭൂമിയിൽ എത്തുന്നില്ല. ഇതാണ് ഉപഗ്രഹങ്ങൾ ഭൂമിയിലേക്ക്‌ വീഴാതെ ഭൂമിക്കു ചുറ്റും കറങ്ങുന്നതിന്റെ രഹസ്യം.
ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വകരഷണത്തിന്നു മാത്രം വിധേയമായികൊണ്ടുള്ള ഈ വീഴ്ചയെ, നിർബാധ പതനം (free fall) എന്ന് പറയുന്നു.
നാലാമത്തെ ഉണ്ടയുടെ വേഗത 250 കിലോ മീറ്റർ ഉയരത്തിലുള്ള പാതയുടെ critical വേഗതയെക്കാൾ കൂടുതലായതു കൊണ്ട് അത് ദീർഘവൃത്താകാര പാതയിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്നു. അഞ്ചാമത്തെ ഉണ്ടയുടെ വേഗത ഭൂമിയുടെ പലായന വേഗതയാണ്.. അതിനാൽ അത് ഒരു പരാബോളിക പാതയിലൂടെ ഭൂമി വിട്ടു പോകുന്നു. അതിന്റെ വേഗത ഇനിയും കൂട്ടിയാൽ അത് ഒരു ഹൈപ്പർബോളിക പാതയിലൂടെ ഭൂമിവിട്ടു പോകും.
മേൽ പറഞ്ഞ കാര്യങ്ങളിലെ നാലാമത്തെയും അഞ്ചാമത്തേയും കേസുകൾ കുറച്ചു വിഷമമുള്ളതാണ്. ഉപഗ്രഹങ്ങൾക്കു ഭൂമിയിൽ നിന്നും കുതിച്ചുയർന്നു പലായന വേഗത നല്കാൻ, ശക്തിയേറിയ റോക്കറ്റുകൾ വേണം. റഷ്യയുടെ ആദ്യകാലത്തെ ചില ഭാരം കുറഞ്ഞ ലൂണ ദൗത്യങ്ങൾ , ചൈനയുടെ ചാങ്എ ദൗത്യങ്ങൾ എന്നിവ ഈ രീതിയിൽ യാത്രചെയ്തിട്ടുണ്ട്.

Leave a Reply