कथा : प्रा. देवबा पाटील
आपण दगड वर फेकतो, तेव्हा लावलेले बल गुरुत्वाकर्षणापेक्षा जास्त असल्याने तो वर जातो. ठरावीक उंचीनंतर गुरुत्वाकर्षण प्रभावाने तो वेगाने खाली येतो. अग्निबाणाचे तसे नसते. तो खूप वेगाने, म्हणजे मुक्तिवेगाने आकाशात फेकला जातो.
दीपा व संदीप हे बहीणभाऊ यक्षाच्या यानात बसून सूर्यमालेच्या सफरीवर निघाले होते. ते अतिशय उत्सुकतेने यक्षाच्या यानातील संगणकाचा पडदा बघत होते व यक्षाला यानाविषयी माहिती विचारीत होते.
‘अवकाशात जाण्यासाठी एवढ्या जास्त खर्चाचा अग्निबाण वापरण्याऐवजी सरळ सरळ विमानच का वापरत नाहीत?’ दीपाने यक्षाला विचारले.
‘विमानाचा वेग हा जास्तीत-जास्त ताशी ६०० ते ९०० कि.मी. असतो, तर अग्निबाणचा वेग हा ताशी ३९६०० कि.मी. असतो. एवढ्या प्रचंड वेगाने विमान अवकाशात पाठविणे शक्यच नसते. विमानातील इंधनाला प्राणवायूची गरज असते आणि अवकाशात तर प्राणवायूच नसतो. अग्निबाणाच्या इंजिनामध्ये प्राणवायूचा साठा सोबत नेण्याची व्यवस्था असते. तसेच विमानाला योग्य दिशा देण्यासाठी पात्यांच्या संख्येत एक साम्य असावे लागते. उंचावर हवा विरळ असते. विमानाचा पंखा जेव्हा फिरतो, तेव्हा उंचावरील विरळ हवेमुळे विमानाला पुढे जाण्याइतकी पुरेशी प्रेरणा मिळत नाही म्हणून आकाशात जास्त उंचीवर पंख्याची विमाने निरुपयोगी ठरतात; परंतु अंतराळयान हे त्याच्या अग्निबाणातील इंधनाच्या ज्वलनाने खालच्या नळीतून वेगाने बाहेर पडणाऱ्या वायूच्या प्रखर झोताच्या प्रतिक्रियेमुळे वर जाते. अंतराळात वातावरण नसल्याने त्या निर्वात पोकळीत फिरणाऱ्या अंतराळयानास वा उपग्रहास तेथे कशाचाच विरोध होत नाही. त्यामुळे ते अंतराळात सहजगत्या फिरते; परंतु त्यावर पृथ्वीचे किंवा ते ज्या ग्रहाभोवती पाठविले असेल त्या ग्रहाचे गुरुत्वाकर्षण कार्य करीत असते. त्यामुळे ते सरळ पुढे न जाता त्याची दिशा सतत बदलत असते व ते वक्रमार्गाने त्या ग्रहाभोवती प्रदक्षिणा घालत राहते.’ यक्षाने सांगितले.
‘पण मग त्याला पृथ्वीची गुरुत्वाकर्षण शक्ती खाली कशी ओढत नाही?’ संदीपने प्रश्न केला.
‘अग्निबाण हा प्रचंड बलाने व जोरदार वेगाने आकाशात सोडला जातो. आपण दगड जेव्हा वर फेकतो, तेव्हा सुरुवातीला त्या दगडावर आपण लावलेले बल गुरुत्वाकर्षणापेक्षा जास्त असते, म्हणून तो वर जातो. ठरावीक उंचीनंतर मात्र गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाने तो वेगाने खाली येतो. अग्निबाणाचे तसे नसते. तो खूप वेगाने, म्हणजे मुक्तिवेगाने आकाशात फेकला जातो.’
‘हा मुक्तिवेग म्हणजे काय असते?’ दीपाने त्वरित विचारले.
‘पृथ्वीची गुरुत्वाकर्षण शक्ती भेदून गुरुत्वाकर्षणाबाहेर अवकाशात जाण्यासाठी वस्तूस द्याव्या लागणाऱ्या वेगास मुक्तिवेग म्हणतात. अर्थात प्रत्येक ग्रहाचे गुरुत्वाकर्षण हे वेगवेगळे असल्याने प्रत्येक ग्रहासाठी हा मुक्तिवेगही वेगवेगळा असतो. पृथ्वीसाठी हा मुक्तिवेग ताशी २५००० मैल म्हणजे ४०,३०० कि.मी. इतका असतो. म्हणजे एवढा वेग एखाद्या वस्तूला दिला, तरच ती वस्तू पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणातून बाहेर पडू शकेल. एवढ्या अफाट वेगाने जेट विमानही जाऊ शकत नाही म्हणून तेथे रॉकेट किंवा अग्निबाणच पाहिजे.’ यक्षाने सांगितले.
‘एवढ्या वेगाने जर तो अग्निबाण आकाशात जातो, तर मग तो वातावरणात हवेच्या घर्षणाने जळून का जात नाही.’ संदीपने रास्त प्रश्न केला.
यक्ष म्हणाला, ‘अग्निबाणाला सुरुवातीलाच एवढा प्रचंड वेग दिला, तर तो पृथ्वीच्या वातावरणात हवेसोबत घर्षणाने जळून जाईल. म्हणून सुरुवातीला त्याचा वेग कमी असतो. अग्निबाण जसजसा वर चढेल आणि विरळ हवेत जाईल, तसतसा त्याचा वेग वाढविला जातो. तसेच अग्निबाण हवेत झेपावताना हवेच्या घर्षणाचा प्रभाव कमी व्हावा यासाठी त्याचे वरचे टोक निमुळते केलेले असते. त्यामुळे त्याला हवेचा विरोधही कमी होतो व त्यावरील पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाचा प्रभावही कमी कमी होत जातो. अशा रीतीने त्याला पृथ्वीच्या वातावरणाबाहेर बाहेर पडता पडता अपेक्षित गती प्राप्त झालेली असते. एकदा का तो पृथ्वीच्या वातावरणाबाहेर पडला की, नंतर अवकाशातील निर्वात पोकळी सुरू होते. निर्वात पोकळीत वायूच नसल्यामुळे त्याचे कशासोबतच घर्षण होत नाही.’
‘अग्निबाणाची दिशा कशी नियंत्रित करतात?’ दीपाने विचारले.
‘अग्निबाणाच्या टोकावर वर अवकाशयान म्हणजे कृत्रिम उपग्रह (सॅटेलाइट) बसवलेला असतो. कृत्रिम उपग्रहाला त्याच्या ठरावीक कक्षेत घेऊन जाण्यासाठी जो वेग म्हणजे जी गती द्यावी लागते तिला कक्षीय गती किंवा कक्षीय वेग म्हणतात, तर पृथ्वी किंवा कोणत्याही ग्रहाभोवती त्याच्या कक्षेत उपग्रहाला भ्रमण करण्यासाठी अग्निबाणाला जो वेग द्यावा लागतो त्याला वृत्तीय वेग किंवा कक्षीय वेग म्हणतात. तो ताशी १७५०० मैल म्हणजे ताशी २८००० कि.मी. असतो. अग्निबाणाला असलेल्या खास पंखांमुळे व इतर छोट्या छोट्या अग्निबाणांच्या साहाय्याने त्याची दिशा नियंत्रित केली जाते.’ यक्षाने खुलासा केला.
‘ठीक आहे, आता आपण थोडा आराम करू.’ असे म्हणत यक्षाने त्यांना विश्रांती कक्षात नेले.