रॉकेट क्या है और कैसे काम करता है? और रॉकेट के प्रकार

मानव अन्वेषण और वैज्ञानिक प्रगति का इतिहास रॉकेट के विकास से निकटता से जुड़ा हुआ है। इन शानदार वाहनों ने ब्रह्मांड के बारे में हमारी समझ को आकार देने और अंतरिक्ष अन्वेषण को सुविधाजनक बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। प्रारंभिक चीनी आतिशबाजी से लेकर आधुनिक अंतरिक्ष एजेंसियों की अभूतपूर्व उपलब्धियों तक, रॉकेटों ने एक लंबा सफर तय किया है। इस लेख में, हम जानेंगे कि रॉकेट क्या होते हैं और कैसे काम करते हैं? रॉकेट के प्रकार के बारे में जानकारी प्राप्त करेंगे। आइए शुरू करते हैं:

रॉकेट क्या है?

रॉकेट एक चालित वाहन है जो विपरीत दिशा में जोर उत्पन्न करने के लिए द्रव्यमान को एक दिशा में निष्कासित करता है, जैसा कि न्यूटन के गति के तीसरे नियम द्वारा वर्णित है। रॉकेट गति के संरक्षण के सिद्धांत पर काम करते हैं, जो उन्हें गुरुत्वाकर्षण और वायुमंडलीय प्रतिरोध पर काबू पाने की अनुमति देता है, जिससे अंतरिक्ष यात्रा संभव हो जाती है।

रॉकेट के प्रकार

रॉकेटों को उनकी प्रणोदन प्रणाली, डिज़ाइन और उद्देश्य के आधार पर विभिन्न प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है। यहाँ कुछ सामान्य प्रकार के रॉकेट हैं:

तरल-ईंधन वाले रॉकेट

ये रॉकेट ऑक्सीडाइज़र के रूप में अलग-अलग टैंकों में संग्रहीत तरल प्रणोदक, आमतौर पर तरल ऑक्सीजन (LOX) और तरल हाइड्रोजन (LH2) या केरोसिन जैसे तरल ईंधन का उपयोग करते हैं। प्रणोदकों को एक दहन कक्ष में पंप किया जाता है, जहां वे प्रज्वलित होते हैं और जोर पैदा करते हैं। तरल-ईंधन वाले रॉकेट उच्च दक्षता और नियंत्रणीयता प्रदान करते हैं लेकिन डिजाइन और संचालन के लिए अधिक जटिल होते हैं।

ठोस ईंधन वाले रॉकेट

ठोस-ईंधन वाले रॉकेट एकल ठोस प्रणोदक मिश्रण का उपयोग करते हैं, जिसमें ईंधन और ऑक्सीडाइज़र दोनों होते हैं। प्रणोदक को रॉकेट मोटर आवरण में पैक किया जाता है, और प्रज्वलन प्रणोदक को नियंत्रित रूप से जला देता है, जिससे जोर उत्पन्न होता है। ठोस रॉकेट अपेक्षाकृत सरल, भरोसेमंद होते हैं, और उनमें उच्च थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात होता है, जो उन्हें सैन्य अनुप्रयोगों, लॉन्च वाहनों में बूस्टर चरणों और कुछ उपग्रह मिशनों के लिए आदर्श बनाता है।

हाइब्रिड रॉकेट

हाइब्रिड रॉकेट तरल-ईंधन और ठोस-ईंधन वाले रॉकेट दोनों के तत्वों को मिलाते हैं। वे एक ठोस ईंधन और एक तरल या गैसीय ऑक्सीडाइज़र, अक्सर नाइट्रस ऑक्साइड, या तरल ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं। हाइब्रिड रॉकेट दोनों प्रकार के कुछ फायदे प्रदान करते हैं, जैसे सुरक्षा, नियंत्रणीयता और अपेक्षाकृत सरल डिजाइन।

परमाणु तापीय रॉकेट

परमाणु थर्मल रॉकेट (एनटीआर) प्रणोदक, आमतौर पर तरल हाइड्रोजन को अत्यधिक उच्च तापमान तक गर्म करने के लिए परमाणु रिएक्टर का उपयोग करते हैं। गर्म प्रणोदक को जोर उत्पन्न करने के लिए नोजल के माध्यम से निष्कासित किया जाता है। एनटीआर उच्च विशिष्ट आवेग (ईंधन दक्षता) प्रदान करते हैं और इन्हें मंगल और अन्य दूर के गंतव्यों के लिए भविष्य के चालक दल मिशनों के लिए उत्कृष्ट माना जाता है।

एक्सपेंडेबल लॉन्च व्हीकल (ईएलवी):

एक्सपेंडेबल लॉन्च व्हीकल (ईएलवी) ऐसे रॉकेट हैं जिनका पुन: उपयोग करने का इरादा नहीं होता है। एक बार जब वे अंतरिक्ष में पेलोड (जैसे उपग्रह या अंतरिक्ष यान) पहुंचाने का अपना मिशन पूरा कर लेते हैं, तो वे या तो वायुमंडल में जल जाते हैं या समुद्र में गिर जाते हैं। ईएलवी अंतरिक्ष अभियानों और उपग्रह तैनाती के पारंपरिक रॉकेट के रूप में अभी लोकप्रिय हैं।

अंतरमहाद्वीपीय बैलिस्टिक मिसाइलें (ICBM):

ICBM सैन्य उद्देश्यों के लिए डिज़ाइन किए गए रॉकेटों की एक उपश्रेणी है। वे लंबी दूरी तक परमाणु या पारंपरिक हथियार पहुंचा सकते हैं। आईसीबीएम कुछ देशों के लिए राष्ट्रीय रक्षा रणनीतियों का एक अभिन्न अंग हैं।

रॉकेट कैसे काम करता है?

एक रॉकेट न्यूटन के गति के तीसरे नियम के सिद्धांत पर काम करता है, जिसमें कहा गया है कि “प्रत्येक क्रिया के लिए एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है।” रॉकेट के मामले में, इसका मतलब यह है कि यह एक दिशा में द्रव्यमान को निष्कासित करके आगे बढ़ता है, जो विपरीत दिशा में जोर उत्पन्न करता है। रॉकेट के मूल घटकों और कार्य सिद्धांत को इस प्रकार समझाया जा सकता है:

• प्रणोदक और दहन: रॉकेट का प्राथमिक घटक प्रणोदक है, जो ईंधन और ऑक्सीडाइज़र का मिश्रण है। जब रॉकेट के इंजन प्रज्वलित होते हैं, तो प्रणोदक दहन से गुजरता है, जिससे गर्म गैसों और निकास उत्पादों के रूप में जबरदस्त मात्रा में ऊर्जा निकलती है।
• जोर सृजन: दहन प्रक्रिया रॉकेट के दहन कक्ष के भीतर उच्च दबाव वाली गैसें उत्पन्न करती है। ये गर्म गैसें तेज़ वेग से रॉकेट से बाहर निकलने की कोशिश करती हैं। गैसों के इस प्रवाह को निर्देशित करने और इसे उपयोगी थ्रस्ट में परिवर्तित करने के लिए, रॉकेट के पिछले सिरे पर एक नोजल लगा होता है।
• नोजल और थ्रस्ट वेक्टरिंग: रॉकेट नोजल एक महत्वपूर्ण घटक है जो दहन कक्ष से बाहर निकलने पर निकास गैसों का विस्तार करता है। यह विस्तार गैसों को और भी अधिक गति तक बढ़ा देता है, जिससे निकास वेग बढ़ जाता है और इस प्रकार, जोर उत्पन्न होता है। निकास प्रवाह को अनुकूलित करने और अधिकतम दक्षता सुनिश्चित करने के लिए नोजल का आकार सावधानीपूर्वक डिज़ाइन किया जाता है। कुछ रॉकेटों में, थ्रस्ट वेक्टरिंग का उपयोग थ्रस्ट की दिशा को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। थ्रस्ट वेक्टरिंग रॉकेट को अपना अभिविन्यास बदलने और अपनी उड़ान प्रक्षेपवक्र को स्थिर करने की अनुमति देता है। अंतरिक्ष में चढ़ाई और पैंतरेबाज़ी के दौरान रॉकेट के पथ को नियंत्रित करने के लिए यह आवश्यक है।
• गति का संरक्षण: जैसे ही उच्च गति वाली निकास गैसों को रॉकेट के नोजल से एक दिशा में बाहर निकाला जाता है, वे एक समान और विपरीत बल (जोर) उत्पन्न करते हैं जो रॉकेट को विपरीत दिशा में ले जाता है। यह न्यूटन के गति के तीसरे नियम के अनुरूप है। निष्कासित गैसों का द्रव्यमान जितना अधिक होगा और उनका वेग जितना अधिक होगा, उतना अधिक जोर उत्पन्न होगा, जिससे रॉकेट गुरुत्वाकर्षण और वायुमंडलीय प्रतिरोध पर काबू पा सकेगा।
• मंचन: बड़े रॉकेट अक्सर कई चरणों के साथ डिज़ाइन किए जाते हैं। प्रत्येक चरण में अपने स्वयं के इंजन और प्रणोदक होते हैं। जब पहले चरण का प्रणोदक समाप्त हो जाता है, तो इसे बंद कर दिया जाता है, और अगला चरण प्रज्वलित होता है, जो रॉकेट को अंतरिक्ष में आगे ले जाता है। यह चरणबद्ध दृष्टिकोण रॉकेट के द्रव्यमान-से-जोर अनुपात को अनुकूलित करता है, जिससे इसे उच्च गति प्राप्त करने और अधिक ऊंचाई तक पहुंचने की अनुमति मिलती है।
• नियंत्रण प्रणाली: रॉकेट के उड़ान पथ का सटीक नियंत्रण सुनिश्चित करने के लिए, विभिन्न नियंत्रण प्रणालियों का उपयोग किया जाता है। इनमें जिम्बल इंजन (ऐसे इंजन जो घूम सकते हैं), वायुगतिकीय पंख और प्रतिक्रिया नियंत्रण थ्रस्टर्स शामिल हो सकते हैं। ये सिस्टम चढ़ाई और पुनः प्रवेश के दौरान रॉकेट को चलाने और स्थिर करने के लिए एक साथ काम करते हैं।
• पेलोड परिनियोजन: एक बार जब रॉकेट अपने वांछित प्रक्षेप पथ और ऊंचाई पर पहुंच जाता है, तो यह अपने पेलोड, जैसे उपग्रहों, वैज्ञानिक उपकरणों, या चालक दल के अंतरिक्ष यान को कक्षा में या किसी अन्य खगोलीय पिंड की ओर एक विशिष्ट प्रक्षेप पथ पर छोड़ सकता है।

रॉकेट्स का विकास: एक ऐतिहासिक परिप्रेक्ष्य

रॉकेटरी की जड़ें प्राचीन चीन में पाई जाती हैं, जहां उत्सव की आतिशबाजी के लिए बारूद से भरी ट्यूबों का उपयोग किया जाता था। 20वीं शताब्दी तक रॉकेट अंतरिक्ष अन्वेषण में सक्षम शक्तिशाली मशीनों के रूप में विकसित नहीं हुए थे। उल्लेखनीय मील के पत्थर में रॉबर्ट गोडार्ड द्वारा 1926 में दुनिया के पहले तरल-ईंधन वाले रॉकेट का सफल प्रक्षेपण और अपोलो 11 मिशन की अभूतपूर्व उपलब्धि शामिल है, जिसने 1969 में मनुष्यों को चंद्रमा पर उतारा था।

रॉकेट प्रणोदन की यांत्रिकी

रॉकेट प्रणोदन जोर उत्पन्न करने के लिए प्रणोदक के दहन पर निर्भर करता है। रॉकेट दो मुख्य प्रकार के होते हैं: तरल-ईंधन वाले और ठोस-ईंधन वाले। तरल-ईंधन वाले रॉकेट तरल हाइड्रोजन और तरल ऑक्सीजन जैसे तरल प्रणोदक का उपयोग करते हैं, जबकि ठोस-ईंधन वाले रॉकेट रसायनों के ठोस मिश्रण का उपयोग करते हैं। इन प्रणोदकों के नियंत्रित जलने से एक उच्च गति वाला निकास बनता है जो रॉकेट को आगे बढ़ाता है।

अंतरिक्ष अन्वेषण में रॉकेट की भूमिका

रॉकेटों ने अंतरिक्ष अन्वेषण में क्रांति ला दी है, जिससे मानवता को उन खगोलीय पिंडों तक पहुंचने में मदद मिली है जो कभी रात के आकाश में मात्र बिंदु हुआ करते थे। ये संचार, मौसम की निगरानी और नेविगेशन के लिए उपग्रहों की तैनाती में मदद की है। इसके अलावा, ये अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) जैसे मानव अंतरिक्ष मिशनों को सुविधा प्रदान की है, जहां अंतरिक्ष यात्री पृथ्वी से परे जीवन को बेहतर ढंग से समझने के लिए अनुसंधान करते हैं।

रॉकेट प्रौद्योगिकी में प्रगति

पिछले कुछ वर्षों में, रॉकेट प्रौद्योगिकी में प्रगति ने इनकी दक्षता और सुरक्षा में काफी सुधार किया है। स्पेसएक्स जैसी कंपनियों द्वारा अग्रणी पुन: प्रयोज्य रॉकेटों ने अंतरिक्ष यात्रा की लागत को काफी कम कर दिया है। इसके अतिरिक्त, आयन प्रणोदन और परमाणु तापीय प्रणोदन जैसी प्रणोदन प्रणालियों में चल रहे अनुसंधान, भविष्य के अंतरिक्ष मिशनों में क्रांति लाने का वादा करते हैं, जिससे अंतरग्रहीय यात्रा एक यथार्थवादी संभावना बन जाती है।

समाज पर रॉकेटों का प्रभाव

अंतरिक्ष अन्वेषण से परे, रॉकेटों का समाज के विभिन्न पहलुओं पर गहरा प्रभाव पड़ा है। ये बैलिस्टिक मिसाइलों और उन्नत निगरानी प्रणालियों के विकास के माध्यम से राष्ट्रीय रक्षा में क्रांति ला दी है। इसके अलावा, रॉकेट द्वारा संभव बनाई गई उपग्रह-आधारित प्रौद्योगिकियों ने संचार, नेविगेशन और रिमोट सेंसिंग को बदल दिया है, जिससे दुनिया भर के उद्योगों को लाभ हुआ है।

निष्कर्ष

रॉकेट की कहानी मानवीय सरलता और अन्वेषण की अदम्य भावना का एक प्रेरक प्रमाण है। प्राचीन चीनी आतिशबाजी से लेकर विशाल सैटर्न वी रॉकेट और उससे आगे तक, इन विस्मयकारी मशीनों ने सीमाओं को पार किया है और मानवता को सितारों की ओर प्रेरित किया है। जैसे-जैसे प्रौद्योगिकी आगे बढ़ रही है, और स्थिरता पर बढ़ते जोर के साथ, भविष्य में रॉकेटों के लिए ब्रह्मांड की हमारी समझ को आकार देने और ब्रह्मांड के रहस्यों को खोलने की आशाजनक संभावनाएं हैं। आशा है कि रॉकेट के बारे में सामान्य जानकारी देने वाला यह आर्टिकल आप सभी को पसंद आएगा।