समसामयिकी

ISRO क्रायोजेनिक इंजन बूट स्ट्रैप मोड स्टार्ट और लॉन्च क्षमता

स्रोत:द हिंदू ↗

क्यों मायने रखता है

प्रणोदन प्रणालियों में प्रगति, जैसे कि CE20 इंजन पर बूट-स्ट्रैप स्टार्ट, सीधे तौर पर उच्च पेलोड क्षमता और मल्टी-ऑर्बिट तैनाती क्षमताओं में परिवर्तित होती है। यह स्वदेशीकरण अंतरिक्ष में भारत की आत्मनिर्भरता और गगनयान जैसे भविष्य के हैवी-लिफ्ट मिशनों की सफलता के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

सारांश

भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन (ISRO) ने महेंद्रगिरि हाई-अल्टीट्यूड टेस्ट फैसिलिटी में CE20 क्रायोजेनिक इंजन पर 'बूट-स्ट्रैप मोड स्टार्ट' परीक्षण का सफल प्रदर्शन करके एक महत्वपूर्ण उपलब्धि हासिल की है। पारंपरिक रूप से, क्रायोजेनिक इंजन अपने टर्बो पंपों को शुरू करने के लिए भारी सहायक गैस प्रणालियों पर निर्भर करते हैं। बूट-स्ट्रैप मोड इस आवश्यकता को समाप्त कर देता है, जिससे इंजन स्वायत्त रूप से शुरू हो जाता है। यह तकनीकी छलांग उड़ान के दौरान इंजन की रीस्टार्ट क्षमताओं को बढ़ाती है, जिससे जटिल मल्टी-ऑर्बिट मिशनों में सुविधा होगी। इसके अलावा, बाहरी स्टार्ट सिस्टम को हटाकर वजन कम करने से लॉन्च व्हीकल मार्क-3 (LVM3) की पेलोड क्षमता में वृद्धि होगी, जो गगनयान मानव अंतरिक्ष उड़ान मिशन और भारतीय अंतरिक्ष स्टेशन जैसी आगामी महत्वाकांक्षी परियोजनाओं के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

मुख्य बिंदु

  • ISRO ने CE20 क्रायोजेनिक इंजन पर 'बूट-स्ट्रैप मोड स्टार्ट' (boot-strap mode start) का सफलतापूर्वक प्रदर्शन किया, जो लॉन्च व्हीकल मार्क-3 (LVM3) के ऊपरी चरण को शक्ति प्रदान करता है।
  • यह परीक्षण महेंद्रगिरि स्थित इसरो प्रोपल्शन कॉम्प्लेक्स (ISRO Propulsion Complex) की हाई-अल्टीट्यूड टेस्ट (HAT) सुविधा में आयोजित किया गया।
  • बूट-स्ट्रैप स्टार्ट इंजन को बाहरी सहायक गैस स्टार्ट-अप सिस्टम पर निर्भर रहने के बजाय अपने स्वयं के प्रणोदकों (propellants) का उपयोग करके निरंतर संचालन प्राप्त करने की अनुमति देता है।
  • यह प्रगति इंजन की इन-फ्लाइट रीस्टार्ट (in-flight restart) क्षमताओं में महत्वपूर्ण सुधार करती है, जो एक ही मिशन के दौरान कई उपग्रहों को विभिन्न कक्षाओं में स्थापित करने के लिए आवश्यक है।
  • मल्टीपल रीस्टार्ट के लिए अतिरिक्त गैस बोतलों की आवश्यकता को समाप्त करने से रॉकेट का कुल वजन कम हो जाता है, जिससे गगनयान (Gaganyaan) जैसे भविष्य के मिशनों के लिए पेलोड ले जाने की क्षमता सीधे तौर पर बढ़ जाती है।

महत्वपूर्ण शब्द

बूट-स्ट्रैप मोड

एक आत्मनिर्भर स्टार्ट-अप अनुक्रम जहाँ एक रॉकेट इंजन अपने आंतरिक प्रणोदक प्रवाह और टर्बोपंप डायनेमिक्स का उपयोग करके प्रज्वलन शुरू करता है, जिससे भारी बाहरी सहायक गैस प्रणालियों की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।

UPSC context

GS3/विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी; यह स्वदेशी प्रणोदन (propulsion) प्रगति और बहु-कक्षा मिशनों के लिए पेलोड अनुकूलन (payload optimization) के ज्ञान का परीक्षण करता है।

Source
CE20 क्रायोजेनिक इंजन

भारत का पहला पूर्णतः स्वदेशी 200 kN-श्रेणी का हाई-थ्रस्ट इंजन जो LVM3 रॉकेट के C25 अपर स्टेज को शक्ति प्रदान करता है; यह तरल हाइड्रोजन और तरल ऑक्सीजन का उपयोग करता है।

UPSC context

GS3/प्रौद्योगिकी का स्वदेशीकरण; हेवी-लिफ्ट लॉन्चर और गहन अंतरिक्ष मिशन की क्षमताओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण।

Source
लॉन्च व्हीकल मार्क-3 (LVM3)

भारत का सबसे शक्तिशाली तीन-चरण वाला प्रक्षेपण यान, पूर्व में GSLV Mk III, जो 4,000 kg को जियोसिंक्रोनस ट्रांसफर ऑर्बिट (GTO) में स्थापित करने में सक्षम है।

UPSC context

GS3/अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी; भारत की उपग्रह प्रक्षेपण क्षमता और मानव-रेटेड रॉकेटों से संबंधित प्रश्नों के लिए मौलिक।

Source
गगनयान मिशन

ISRO का पहला मानव अंतरिक्ष उड़ान मिशन, जिसे चालक दल को तीन दिनों के लिए 400 किमी की लो अर्थ ऑर्बिट (Low Earth Orbit) में भेजने और सुरक्षित वापस लाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

UPSC context

GS3/विज्ञान एवं तकनीक; महत्वपूर्ण सुरक्षा प्रणालियों, ह्यूमन-रेटिंग मानकों और अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष प्रतिष्ठा के प्रति जागरूकता का परीक्षण करता है।

Source
भारतीय अंतरिक्ष स्टेशन (BAS)

भारत का प्रस्तावित मॉड्यूलर स्पेस स्टेशन, जिसे 2035 तक क्रियाशील करने की परिकल्पना की गई है, जो सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण (microgravity) अनुसंधान और लंबी अवधि के निवास के लिए एक केंद्र के रूप में कार्य करेगा।

UPSC context

GS3/भारतीय अंतरिक्ष कार्यक्रम; अंतरिक्ष में निरंतर उपस्थिति के लिए भारत के दीर्घकालिक दृष्टिकोण के ज्ञान का परीक्षण करता है।

Source

प्रारंभिक ट्रैप

बूट-स्ट्रैप तकनीक अंतरिक्ष में इंजन को पुन: शुरू करने के लिए बाहरी उच्च-दबाव वाले हीलियम गैस सिस्टम का उपयोग करती है।

बूट-स्ट्रैप मोड विशेष रूप से बाहरी गैस की आवश्यकता को समाप्त करता है। यह इंजन को स्वायत्त रूप से शुरू करने के लिए इसके अपने प्रणोदकों (propellants) का उपयोग करता है, जिससे वजन की बचत होती है और जटिल मल्टी-ऑर्बिट रीस्टार्ट (multi-orbit restarts) सक्षम होते हैं।

संबंधित अवधारणाएँ

Science & Tech: Space Technology

क्रायोजेनिक इंजन की मुख्य विशेषताएँ क्या हैं?

  • प्रणोदक: अत्यधिक ठंडी (सुपर-कूल्ड) द्रवीकृत गैसों का प्रणोदक (propellants) के रूप में उपयोग करता है—आमतौर पर ईंधन के रूप में लिक्विड हाइड्रोजन (-253°C) और ऑक्सीकारक के रूप में लिक्विड ऑक्सीजन (-183°C)।
  • उच्च दक्षता: ठोस या पृथ्वी पर भंडारण योग्य तरल प्रणोदकों की तुलना में असाधारण रूप से उच्च विशिष्ट आवेग (थ्रस्ट दक्षता) प्रदान करता है, जो इसे भारी पेलोड के लिए आदर्श बनाता है।
  • तकनीकी जटिलता: अत्यधिक कम तापमान बनाए रखने और दहन के दौरान थर्मल स्ट्रेस के प्रबंधन की चुनौतियों के कारण यह अत्यधिक जटिल है।
Science & Tech: Launch Vehicles

इसरो के लॉन्च व्हीकल मार्क-3 (LVM3) की त्रि-चरणीय संरचना क्या है?

  • सॉलिड बूस्टर्स: दो विशाल S200 ठोस स्ट्रैप-ऑन बूस्टर जो लिफ्ट-ऑफ के दौरान शुरुआती थ्रस्ट प्रदान करते हैं।
  • लिक्विड कोर चरण: L110 कोर लिक्विड स्टेज, जो पृथ्वी पर भंडारण योग्य तरल प्रणोदकों का उपयोग करने वाले दो विकास इंजनों द्वारा संचालित है।
  • क्रायोजेनिक ऊपरी चरण: C25 क्रायोजेनिक अपर स्टेज, जो स्वदेशी CE20 इंजन द्वारा संचालित है और अंतिम कक्षीय अंतःक्षेपण (orbital injection) को नियंत्रित करता है।

अंतर-विषय पैटर्न

  • स्वदेशीकरण गगनयान की पेलोड क्षमताओं को बढ़ा रहा है

    बूट-स्ट्रैप तकनीक के माध्यम से इंजन के वजन में कमी का सीधा परिणाम पेलोड क्षमता में वृद्धि है, जो आगामी गगनयान मिशन और भारतीय अंतरिक्ष स्टेशन के भारी ऑर्बिटल मॉड्यूल को ले जाने के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है।

  • वाणिज्यिक अंतरिक्ष बाजार और मल्टी-ऑर्बिट इंसर्शन

    इन-फ़्लाइट रीस्टार्ट क्षमता इसरो के LVM3 को एक ही मिशन में विभिन्न कक्षाओं में जटिल उपग्रह समूहों को तैनात करने के लिए वैश्विक वाणिज्यिक प्रक्षेपण बाजार (NSIL के माध्यम से) में अत्यधिक प्रतिस्पर्धी बनाती है।

2026 में CE20 क्रायोजेनिक अपग्रेड, LVM3 पेलोड क्षमता और गगनयान मिशन के विशिष्ट चरणों को जोड़ने वाले एक बहु-कथनीय (multi-statement) प्रश्न की अपेक्षा करें।

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  • 2018PrelimsGS1

    With reference to India's satellite launch vehicles, consider the following statements: 1. PSLVs launch the satellites useful for Earth resources monitoring whereas GSLVs are designed mainly to launch communication satellites. 2. Satellites launched by PSLV appear to remain permanently fixed in the same position in the sky, as viewed from a particular location on Earth. 3. GSLV Mk III is a four-staged launch vehicle with the first and third stages using solid rocket motors; and the second and fourth stages using liquid rocket engines. Which of the statements given above is/are correct?

  • 2016MainsGS3

    Discuss India's achievements in the field of Space Science and Technology. How the application of this technology has helped India in its socio-economic development?

  • 2023MainsGS3

    What is the main task of India's third moon mission which could not be achieved in its earlier mission? List the countries that have achieved this task. Introduce the subsystems in the spacecraft launched and explain the role of the Virtual Launch Control Centre' at the Vikram Sarabhai Space Centre which contributed to the successful launch from Sriharikota.