দৈনিক মৌলভীবাজার সোনালী কণ্ঠ নিউজ ডট কম

মানুষের মহাকাশ অনুসন্ধানের ইতিহাসে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তিগুলো কী কী? এ প্রশ্নের উত্তরে যদি আমরা একটি তালিকা তৈরি করি, একদম শুরুর দিকেই থাকবে রকেট। এর মাধ্যমেই মানুষ পৃথিবীর সীমানা পেরিয়ে গেছে। নভোটেলিস্কোপ হোক কিংবা কৃত্রিম উপগ্রহ বা মহাকাশযান, যেকোনো কিছু পৃথিবীর বাইরে পাঠাতে হলে আমাদের সর্বপ্রথম এই রকেটের কাছেই যেতে হবে। কিন্তু রকেট কীভাবে কাজ করে? এটি উৎক্ষেপণ করার সময় ঠিক কী ঘটে? সে গল্পে যাওয়ার আগে আসুন, অতি সংক্ষেপে জেনে নিই রকেটের ইতিহাস।

দুই

রকেটের উদ্ভাবন হয়েছে মূলত চৈনিকদের হাত ধরে। সে সময় তারা বিস্ফোরকপূর্ণ বাঁশের টিউবকে বলতো তি লাও শু (মেটে-ইঁদুর)। কারণ, প্রথম দিকে এসব বাঁশের টিউব ওড়ানো হতো না। বরং বিস্ফোরিত হওয়ার সময় এরা মাটি ঘেঁষে চতুর্দিকে ছুট দিত। তারপর তের শতকের দিকে চীনে এক অদ্ভুত ঘটনা ঘটে।

রাজকীয় উৎসব চলছে। উৎসবের আয়োজন করেছেন চৈনিক সম্রাট লি চুং। হঠাৎ তার স্ত্রী চিৎকার করে উঠলেন। একটা ‘মেটে-ইঁদুর’ উড়ে এসে তার চেয়ারের নিচে ধাক্কা দিয়েছে। সেই উৎসবের ওখানেই সমাপ্তি। আর, এসব ‘মেটে-ইঁদুর’ যাদের দায়িত্বে ছিল, তাদের গ্রেপ্তার করে জেলে পুরেছিলেন লি চুং।

বিজ্ঞানীদের ধারণা, বিস্ফোরকপূর্ণ কিছু টিউব হয়তো বিস্ফোরিত হয়নি। হয়তো আগুন থেকে লাফিয়ে ওপরে উঠে গিয়েছিল। এ সময় ভেতর থেকে ছিটকে বেরিয়ে এসেছিল গ্যাস ও গান-পাউডার। এসব গান-পাউডার পোড়ার সময় টিউবগুলোকে ধাক্কা দিয়েছিল ওপরের দিকে। সাথে গ্যাসের ধাক্কা তো ছিলই। ফলে উড়াল দিয়েছিল বাঁশের এই টিউব-রকেট।

এই দুর্ঘটনা চৈনিকদের সামনে নতুন এক দিগন্ত খুলে দিল। গান-পাউডারপূর্ণ বাঁশের টিউব নিয়ে গবেষণা শুরু করল তারা। প্রথমদিকে টিউবে বিস্ফোরক পুরে, তীরের আগায় বেঁধে ছুঁড়ে দেওয়া হতো। কিছুদিন পরে তারা আবিষ্কার করল, এসব টিউব নিজে নিজেই ছুট দিতে পারে। টিউবের পেছনের অংশটা থাকে খোলা। ভেতরের বিস্ফোরকে আগুন ধরিয়ে দিলে বিস্ফোরণের ফলে টিউবের পেছন থেকে যে গ্যাস ও গান-পাউডার গুঁড়ো বেরিয়ে আসে, তাতে ভর করে সবেগে ছুট দিতে পারে এসব টিউব। জন্ম নিল প্রথম সত্যিকারের রকেট।

তারপর দীর্ঘদিন রকেট কেবল-ই অস্ত্র হিসেবে ব্যবহৃত হয়েছে। অনেক পরে এসে, ১৯ শতকে প্রথম রকেটকে মহাকাশ যাত্রার কাজে ব্যবহার করার কথা ভাবে মানুষ। এই ভাবনার পথিকৃৎদের মধ্যে

আছেন কন্সট্যানটিন জাল্কোভস্কি, রবার্ট গডার্ড, হারমান ওবার্থ এবং ওয়ার্নার ভন ব্রাউন। তাঁদের হাত ধরে স্নায়ুযুদ্ধের সময় প্রথম রকেট পেরিয়ে যায় পৃথিবীর সীমানা। আর আগেই বলেছি, বর্তমানে রকেটকে মূলত আর অস্ত্র হিসেবে ব্যবহার করা হয় না। এর ব্যবহার হয় এখন বিজ্ঞানের কাজে।

এই রকেট বিজ্ঞানের একদম বেসিক গল্পটুকু জানার জন্য অনেক জটিল জিনিস জানার প্রয়োজন নেই। (যদিও সত্যি বললে, প্রয়োজন আছে। রকেট বিজ্ঞানের যে গল্পটুকু আমরা এখানে বলব, তা বেসিকের চেয়েও বেসিক!)

তিন

রকেট বিজ্ঞানের সূচনা করেন নিউটন, মহাকর্ষ সূত্র আবিষ্কারের মাধ্যমে। আমরা জানি, পৃথিবীর মহাকর্ষ বল বা আকর্ষণকে অভিকর্ষ বা মাধ্যাকর্ষণ বলা হয়। এ বল দিয়ে পৃথিবী সব কিছুকে নিজের দিকে টেনে ধরে রাখে। সূত্রটিকে এভাবে লেখা যায়—

g= GM/R²

এই সূত্রটি নবম-দশম শ্রেণির শিক্ষার্থীদের অতি পরিচিত হওয়ার কথা। সূত্রানুযায়ী, g হলো অভিকর্ষ। G হলো সর্বজনীন মহাকর্ষীয় ধ্রুবক, M হলো পৃথিবীর ভর আর R হলো পৃথিবীর ব্যাসার্ধ। বলে রাখি, মহাকর্ষীয় ধ্রুবকের মান, G = 6.67 × 10^-11 N.kg^-2m², পৃথিবীর ভর, M = 5.9722×10²⁴ kg আর ব্যসার্ধ, R = 6.38 x 10⁶ m (৬,৩৫৭ কিলোমিটার থেকে ৬,৩৭৮ কিলোমিটারের মতো)। এসব বসিয়ে হিসাব করলে দেখা যায়, অভিকর্ষের মান আসে g = 9.81 ms^-2।

মহাকর্ষ সূত্রের আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ দিক হলো, এ থেকে গ্রহগুলোর (আসলে, সব বস্তুর জন্যই)

তাপ নিরোধক ব্যবস্থা। কারণটা তো বোঝাই যাচ্ছে। উৎক্ষেপণের সময় বাতাসের সঙ্গে ঘর্ষণের ফলে যে প্রচণ্ড তাপ সৃষ্টি হয়, তা থেকে রকেটকে বাঁচায় এটি।

দুই, প্রোপালশন সিস্টেম বা পরিচালনা ব্যবস্থা। এটি রকেটের সবচেয়ে বেশি জায়গা দখল করে। রকেটের ওজন বা ভরের বড় অংশও থাকে এর দখলে। এর মূল অংশ হলো রকেট ইঞ্জিন, ফুয়েল বা জ্বালানী এবং অক্সিডাইজার বা জারক।

তারপর আছে পে-লোড সিস্টেম। রকেট যা বহন করে নিয়ে যায়, সেটা হতে পারে মানুষ বা নভোবীক্ষণ যন্ত্র, মহাকাশযান কিংবা যেকোনো কিছু। এটা থাকে রকেটের একদম মাথায়। চতুর্থত, রকেটের গাইডেন্স সিস্টেম বা দিক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা। রকেট যেন নির্দিষ্ট লক্ষ্যে পৌঁছাতে পারে, সেদিকে খেয়াল রাখা এবং রকেটকে সঠিক পথে পরিচালনা করা-ই এর কাজ। এর মধ্যে রাডার, কম্পিউটার ও অন্যান্য সহকারী যন্ত্রাংশ থাকে।

উৎক্ষেপণ ও পৃথিবীর সীমানা পেরিয়ে যাওয়ার জন্য এই চারটি অংশকেই সঠিকভাবে কাজ করতে হয়। তাহলেই কেবল রকেট অভিকর্ষের আকর্ষণ ছিন্ন করতে পারে।

শুরুটা হয় রকেটের জ্বালানী ব্যবস্থার মাধ্যমে। রকেটের জ্বালানী নিয়েই অনেক কিছু বলার আছে। দীর্ঘ আলোচনা। সংক্ষেপে বললে, এক সময় জ্বালানী হিসেবে কঠিন পদার্থ ব্যবহার করা হতো। রবার্ট গডার্ড প্রথম তরল জ্বালানী নিয়ে কাজ করেন। ১৯২৬ সালে তিনি প্রথম তরল জ্বালানীবিশিষ্ট রকেট উৎক্ষেপণ করেছিলেন। বর্তমানে একেক ধরনের রকেটে একেকরকম জ্বালানী ব্যবহার করা হয়। তবে তরল জ্বালানীই ব্যবহার করা হয় বেশি। এরমধ্যে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় তরল হাইড্রোজেন, কেরোসিন, ইথানল (এক ধরনের অ্যালকোহল) ইত্যাদি। জারক হিসেবে এগুলোর জন্য ব্যবহার করা হয় তরল অক্সিজেন। জারকের কাজ জ্বালানীকে পুড়তে সাহায্য করা। আমরা জানি, অক্সিজেনবিহীন কোনো বোতল বা বাক্সের মধ্যে আগুন জ্বালালে আগুনটা জ্বলবে না। অর্থাৎ কোনো কিছু পোড়াতে অক্সিজেন বা কোনো জারক লাগে। এখানে তরল অক্সিজেন সে কাজটা-ই করে।

যা-ই হোক, জ্বালানী ব্যবস্থা জ্বালানী পুড়িয়ে সেটাকে সরু নলের মধ্য দিয়ে প্রচণ্ড বেগে বাইরের দিকে ঠেলে দেয়। নল সরু হওয়ায় বেরিয়ে আসার সময় জ্বালানীর ওপর প্রচণ্ড চাপ কাজ করে। পাশাপাশি, চারপাশ থেকে বাতাস এর ওপর প্রচণ্ড চাপ প্রয়োগ করে, ফলে জ্বালানী চারদিকে ছড়িয়ে পড়তে পারে না। ঘনভাবে বেরিয়ে আসে। নিউটনের গতির তৃতীয় সূত্র বলে, প্রতিটি ক্রিয়া

সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে। ফলে, যে বেগে রকেট ইঞ্জিন জ্বালানীকে বের করে দেয়, জ্বালানী রকেটকে সেই একই বেগে উল্টোদিকে ধাক্কা দেয়। যেহেতু জ্বালানী চারদিকে ছড়িয়ে পড়তে পারে না, তাই এর প্রতিক্রিয়া বা ধাক্কাটা রকেট অনুভব করে একদম সরলরৈখিকভাবে, অর্থাৎ প্রবলভাবে, অল্প খানিকটা জায়গার ওপর। প্রচণ্ড এই ধাক্কা-ই রকেটকে উড়িয়ে নেয়।

এখন, একবার এরকম ধাক্কা দিলেই তো হবে না। কারণ, পৃথিবীর সীমানা যতক্ষণ রকেট পেরিয়ে যাবে না, ততক্ষণ বাতাস একে প্রচণ্ডভাবে বাধা দেওয়ার চেষ্টা করবে। তার ওপর আছে পৃথিবীর টান। এজন্য বায়ুমণ্ডল পেরিয়ে যাওয়ার আগ পর্যন্ত নিয়মিত হারে জ্বালানী বেরিয়ে যেতে থাকে রকেট থেকে, এবং নিয়মিত হারে এটি রকেটকে ওপরের দিকে ধাক্কা দেয়। প্রতি সেকেণ্ডে প্রায় ৫ হাজার কেজি জ্বালানী ব্যবহার করে এখনকার বুস্টারগুলো, আর প্রতি সেকেণ্ডে প্রায় সাড়ে ৪ কিলোমিটার (ঘন্টায় প্রায় ১০ হাজার মাইল) বেগে এটি রকেটকে ওপরের দিকে ধাক্কা দেয়! এভাবে রকেট মুক্তিবেগের চেয়ে বেশি বেগ অর্জন করে ফেললে ছাড়িয়ে যেতে পারে অভিকর্ষ।

(বলা বাহুল্য, এখানে নিউটনের গতির প্রথম ও দ্বিতীয় সূত্রও ব্যবহৃত হচ্ছে। ধাক্কা দেওয়ার সময় জ্বালানী মূলত রকেটের ওপর বল প্রয়োগ করছে, আর এর ফলেই রকেটের ভরবেগের পরিবর্তন

হচ্ছে। আর, এই পরিবর্তনটা হচ্ছে জ্বালানী যেদিকে ধাক্কা দিচ্ছে, সেদিকে। ধাক্কা না দিলে, মানে বল প্রয়োগ না করলে রকেট স্থির-ই থাকত, উৎক্ষেপণের আগে যেমনটা ছিল। আর, উৎক্ষেপণের পর যদি ওপর থেকে বাতাস বাধা না দিত এবং নিচ থেকে জ্বালানী ধাক্কা না দিত, রকেট যেদিকে, যে বেগে যাচ্ছে সেদিকেই চলতে থাকত। এটাই আসলে হয় পৃথিবীর সীমানা পেরিয়ে যাওয়ার পর, যেখানে বাতাস বা অভিকর্ষ রকেটকে আর বাধা দেয় না। সেখানে শুধু দিক পরিবর্তনের জন্য জ্বালানী ব্যবহার করা হয়, বা জরুরি প্রয়োজনে বেগ বাড়াতে। এছাড়া রকেট সমবেগে সরলরেখা বরাবর-ই চলতে থাকে।)

বুস্টারের কথা যেটা বললাম, তা আসলে রকেটের স্টেজ বা পর্বের সাথে সম্পর্কিত। আগেই বলেছি, রকেটের জ্বালানী ব্যবস্থা এর বেশিরভাগ ভরের জন্য দায়ী। এখন, এত বেশি ভরের জন্য অনেক বেগ লাগবে একে পুরোটা পথ বয়ে নিতে। আবার, এটা বয়ে নেয়াটা হবে অনর্থক। কারণ, জ্বালানী বহণকারী ট্যাংকগুলো ধীরে ধীরে খালি হয়ে যাচ্ছে জ্বালানী পুড়ে, তারমানে এই ট্যাংকগুলোর আর দরকার নেই জ্বালানী ফুরিয়ে যাওয়ার পর। সেজন্য রকেটে কয়েকটি পর্ব বা ধাপ থাকে। সাধারণত রকেট ৩ স্টেজ বা পর্বের হয়।

ছবি ৩-এ ছবিতে রকেটের দু-পাশে দেখা যাচ্ছে তিনটি বুস্টার, এটি রকেটের প্রথম ধাপে জ্বালানী সরবরাহ করে। জ্বালানী শেষ হলে এগুলো রকেট থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। তারপর রকেটের নিচের অংশটি বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় দ্বিতীয় ধাপে। সাধারণত রকেট অভিকর্ষের বাধা ছিন্ন করার পর এ অংশটির কাজ শেষ হয়ে যায়। বাকি অংশের ওপরের দিকে আছে রকেটের পে-লোড, তারপর আছে দিক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা, এর নিচে আছে ইঞ্জিন ও তৃতীয় পর্বের জ্বালানী। এই জ্বালানী ও ইঞ্জিন থেকে যায়। ওপরে যেমন বলেছি, অভিকর্ষ পেরিয়ে যাওয়ার পর (এবং পৃথিবীর সীমানা), শুধু দিক বদলানো বা সামান্য গতি বাড়ানোর জন্য ব্যবহৃত হয় এই জ্বালানী ও ইঞ্জিন। তাছাড়া, এটি বন্ধই থাকে।

এবারে একটা মজার জিনিস বলে শেষ করি। খেয়াল আছে আমরা বলেছিলাম, রকেট দেহে ফিন বা ডানা থাকে? বিমানের ডানার কথা আমরা জানি। কিন্তু খেয়াল করে দেখুন তো, রকেটের ডানার কথা কি আপনি কখনো শুনেছেন? কিংবা জানেন, রকেটের ডানা থাকে? কিন্তু, এটা কেন থাকে? এর কাজটা আসলে কী?

খেয়াল করে দেখুন, জ্বালানী রকেটকে সোজা ওপরের দিকে ধাক্কা দিয়েছে। আর, রকেটের ওপরের অংশটা অনেকটা-ই সুঁচালো বা চোখা। সেজন্য বাতাস ওপর থেকে ধাক্কা দিয়ে একে ঠিক বাধা দিতে পারে না। কিন্তু চারপাশ থেকে বাতাস এর ওপর ধাক্কা বা চাপ দিতে থাকে। ফলে রকেটের পাগল হওয়ার দশা হয়। একদম সহজ করে বললে, এই ধাক্কায় রকেটের লাফালাফি করতে করতে গোলাকার পথ ধরে ঘোরার কথা এবং নিজের পথ থেকে ছিটকে যাওয়ার কথা। এই সমস্যা থেকে রকেটকে বাঁচায় এর ডানা। বাতাসের ধাক্কার মধ্য দিয়ে দু-পাশের ডানায় ভর করে এক ধরনের ভারসাম্য তৈরি হয়। এই ভারসাম্যের মধ্য দিয়ে রকেট ভেসে যায়, ছুটে যায় নিজের পথ ধরে।

লেখক: শিক্ষার্থী, কম্পিউটার বিজ্ঞান ও প্রকৌশল, ড্যাফোডিল ইন্টারন্যাশনাল ইউনিভার্সিটি

সূত্র: উইকিপিডিয়া; জোসেফ এ, অ্যাঞ্জেলো, জুনিয়র, ফ্রন্টিয়ারস ইন স্পেস: রকেটস; ব্রিলিয়ান্ট ডট অর্গ; ন্যাশনাল জিওগ্রাফিক

বিজ্ঞাপন বিজ্ঞাপন বিজ্ঞাপন

বিজ্ঞাপন বিজ্ঞাপন বিজ্ঞাপন

বিজ্ঞাপন বিজ্ঞাপন বিজ্ঞাপন