அறிவியல் ஆயிரம்

விவரங்கள்

சிதம்பரம் இரவிச்சந்திரன்

பிரிவு: விண்வெளி

வெளியிடப்பட்டது: 23 மார்ச் 2023

• அறிவியல்

கடலும், வானமும் நீல நிறம். உதய வானத்திலும், சூரியன் மறையும் நேரத்திலும் வானத்தில் மேகங்கள் நீல நிறக் கடலில் வெவ்வேறு வடிவங்களில் அளவுகளில் மிதந்தபடி சென்று கொண்டிருப்பதை ஒரு சாதாரணக் காட்சியாகத் தோன்றும். களங்கமில்லாத நீல நிறத்தில் அழகழகாக மேகங்கள் மிதந்து செல்வதைப் பார்த்து அதன் அழகில் மயங்கி இலக்கியங்கள் படைக்காத மனிதர்கள் சிலரே இருப்பர். துருவப் பகுதிகளில் தோன்றும் வண்ன வண்ண ஒளி ஓவியங்கள், மின்னல், மழை, இடி போன்றவற்றிற்கும் அடித்தளமிட்டுத் தருவது இவையே. மனித மனதில் ஆழ்ந்த சிந்தனைகளை கிளர்ந்தெழச் செய்கின்ற, கற்பனைக்கு எட்டாத இந்த மேகங்களில்தான் எத்தனை எத்தனை வகைகள்! இந்த மேகங்களுக்குப் பின்னாலும் ஒரு மகத்தான அறிவியல் இருக்கிறது என்பதை நமக்கு எடுத்துச் சொல்வதுதான் மேக அறிவியல் (Cloud science).

பண்டைய கலாச்சாரங்களில் மனிதர்கள் கடவுள் வானத்தில் இருப்பதாகக் கருதினர். இப்போதும் அவர் வானத்துடன் நெருக்கமாகப் பேசப்படுகிறார். இரவு நேர வானத்தைப் பார்த்தால் நம்மைக் கவரும் நட்சத்திரங்கள், நிலவு போல, பகலில் மேகங்கள் கவர்ந்திழுக்கின்றன. வானமே அழகு என்றால் அழகுக்கு அழகு சேர்ப்பது இவை. உற்றுநோக்கல் (deep observation) என்பதை மனிதன் வானில் இருந்தே தொடங்கினான். அதற்கு அவனைக் கவர்ந்தது இந்த மேகங்கள், நட்சத்திரங்கள், நிலவு மற்றும் சூரியனே.கீழ்மட்டத்தில் தட்டு தட்டாக, நகர்ந்து கொண்டே இருக்கும் மேகங்கள் தட்டை முகில்கள் (status clouds) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. சூரியன் நல்ல பிரகாசத்துடன் இருக்கும்போது நல்ல வெண்மை நிறத்துடன், காலி ப்ளவர் வடிவத்தில் காணப்படும் மேகங்கள் திரள் மேகங்கள் அல்லது திரள் முகில்கள் அல்லது குவி முகில்கள் (stimulous clouds) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இவை இரண்டிற்கும் இடையில் தட்டையாக, திரளாக இருப்பவை தட்டைத்திரள் முகில்கள் (status stimulous clouds) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இவை அனைத்தும் தரைமட்டத்தில் இருந்து கீழாகக் காணப்படுபவை.

இவை தவிர மழைமேகங்களும் காணப்படுகின்றன. இவை நடுத்தர உயரத்தில் வலம் வருபவை. மழையைத் தருகின்ற இந்த வகை மேகங்கள் இடி மேகங்கள் (stimulo limpus clouds) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இவை தரை மட்டத்தில் இருந்து 100 மீட்டர் உயரத்தில் ஆரம்பித்து வளிமண்டலத்தில் 18 முதல் 19 கி.மீ உயரம்வரை வளர்ந்து பெரிய இடியையும், மின்னலையும், மழையையும் கொடுக்கவல்ல ஆற்றல் உடையவை. இவையே மிக முக்கியமான மேகங்களாகக் கருதப்படுகின்றன.

மழை முகில்கள் சாதாரணமாக அதிக அளவுக்கு நீராவியை சுமந்து கொண்டிருப்பவை. இவை குளிரும்போது நீராவி நீராக மாறிப் பொழிகிறது. இவை எந்த அளவுக்கு நீர்த்துளிகளைத் தன்னகத்தே உறிஞ்சி ஈரப்பதத்தை அதிகமாகப் பெற்றிருக்கிறதோ, அந்த அளவு மழையாகப் பொழிகிறது. மேகங்கள் தட்டை மேகங்கள், திரள் மேகங்கள், மழை மேகங்கள், இடி மேகங்கள் என்று நான்கு வகைகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளன.

நடுத்தர உயரத்தில் காணப்படும் மேகங்கள் பார்ப்பதற்கு சிறியதாகத் தோன்றும். இவை அல்ட்ரோ திரள் மேகங்கள் (ultro stimulous clouds) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இவற்றில் தட்டை மற்றும் திரள் வடிவத்தில் மேகங்கள் காணப்படுகின்றன. இவை சிறியதாகத் தென்படக் காரணம் தொலைவில் அமைந்திருப்பதே. இவற்றால் மழை பொழிவது இல்லை. நடுத்தர உயரத்தில் இருக்கும் மேகங்களில் அல்ட்ரா வகை தட்டை மேகங்கள் மூலம் மழை பொழியலாம். மேல் மட்டத்தில் இருக்கு முகில்கள் கீற்று முகில்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இவை மிக உயரத்தில் இருப்பதால் அங்கு அதிக வெப்பம் காணப்படுவதில்லை. இவை ஓலைக்கீற்றுகள் போன்ற வடிவத்தில் இருக்கும்.

வளிமண்டலத்தில் இருக்கும் துகள்கள் நிலையற்ற தன்மையுடன் இருக்கும்போது அவை அதிகவேகத்துடன் மேல்நோக்கிச் செல்லும். அவற்றுக்கிடையே ஏற்படும் உராய்வுகளால் இடி உருவாகிறது. மிக உயரத்தில் இவற்றில் உருவாகும் மின்சாரம் கடத்தப்படுவது இல்லை. இதனால் துகளுக்கு இடையே மின்சுமை உருவாகிறது. இவ்வாறு நேர்மின்சுமை அல்லது எதிர்மின்சுமை உடைய துகள்கள் ஒரே பக்கத்தில் சேரும்போது ஒரு மேகத்தில் இருக்கும் துகள்கள் அனைத்தும் ஒரே வகை மின்சுமை உடையதாக மாறுகின்றன. மேல்மட்டத்தில் இவை பெரிய திரள் லிம்பஸ் மேகங்கள் (stimulo limpus clouds) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இதில் ஓர் அடுக்கில் நேர்மின்சுமையும், மற்றொரு அடுக்கில் எதிர்மின்சுமையும் உடைய துகள்கள் அதிகமாகிறது. இவை அளவுக்கு அதிகமாகும்போது மேகத்திற்குள் இடிமுழக்கமும், மின்னலும் (cloud lightning) ஏற்படுகின்றன. இது பெரிதாக வளர ஆரம்பிக்கிறது. இவை தரையில் அவற்றிற்கு உள்ள மின்சுமைக்கு எதிரான மின்சுமையை உருவாக்கும். இவ்வாறு நிகழும்போது மேலிருக்கும் மேகத்தில் இருந்து மின்சுமை துகள்கள் தரையை நோக்கி மின்னிறக்கம் (discharge) செய்யப்படும். இதுவே இடி என்றும், மின்னல் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

மேகங்கள் உருவாகின்றன. அவற்றின் வடிவங்கள் மாறுகின்றன. அவை கலைந்து போகின்றன. ஆனால், சில மேகங்கள் நீண்ட நேரத்திற்கு ஒரே இடத்தில் நீடித்திருக்கின்றன. இதற்குக் காரணம் வளிமண்டலத்தின் அப்போதைய நிலை. வளிமண்டலம் நிலையானதாக இருக்கிறதா அல்லது நிலையற்ற நிலையில் இருக்கிறதா என்பதை இதன் மூலம் அறிந்து கொள்ள முடியும். தேவையான ஈரப்பதம் நீராவியில் இருந்து கிடைக்கிறதா என்பதையும் இது எடுத்துக் காட்டுகிறது. கடலில் இருந்து வீசும் காற்று தரை மீது வரும்போது அல்லது கடல் மீது வரும்போது நிலையற்ற தன்மை அதிகமாக ஏற்படுகிறது. இதனால் அது மேல்நோக்கி வளர்ந்து கொண்டே செல்லும். நீராவியின் அளவு அல்லது வளிமண்டலத்தில் அவற்றின் அளவு குறைவாகும்போது, மேகங்கள் கலைந்து சென்று விடுகின்றன. ஈரப்பதம் பெற்றுள்ள நிலைப்புத் தன்மையைப் பொறுத்தே மேகங்களின் நிலைப்புத் தன்மையும் அமைகிறது.

நமது முன்னோர்கள் மேகத்தின் தன்மையை வைத்தும், அதன் நிறத்தை வைத்தும் மழை வருவதை முன்கூட்டியே அறிந்திருந்தனர். அவர்கள் மழை மேகத்தை அடையாளம் காண்பது பற்றிய அறிவை அனுபவங்கள் மூலம் பெற்றிருந்தனர். மழைமேகம் கெட்டியாக, அடர்த்தியாக, கருமையாகக் காணப்படும். இது நீருண்ட மேகம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. மேகத்தில் இருக்கும் நீரின் அளவை நேரடியாக நம்மால் கணக்கிட முடியாது. சூரியனின் ஒளி மேகத்தின் மீது பட்டு நம் கண்களுக்குத் தென்பட்டால் மேகம் நமக்கு வெள்ளையாகத் தெரியும். மேகம் ஒளியை மறைக்கும் அளவுக்கு இருந்து, நாம் மேகத்திற்கு அடியில் இருந்தால் அப்போது அது கருப்பாகத் தெரியும். இதே மேகத்தை இன்னொரு இடத்தில் இருந்து பார்க்கும் ஒருவருக்கு ஒளி பிரதிபலித்து அவரின் கண்களுக்குப் பட்டால் அது வெள்ளையாகத் தெரியும். நமக்கு கண்ணுக்குத் தெரியும் எல்லா இடங்களிலும் மேகமாக இருந்து சூரியனின் ஒளி அதற்கு மேல் இருந்தால் எப்போதும் மேகங்கள் கருப்பாகத்தான் தெரியும். அதனால், ஒளி, மேகம், நாம் இந்த மூன்றிற்கும் இடையில் இருக்கும் கோணம் (angle of incidence) எவ்வாறு அமைகிறது என்பதைப் பொறுத்தே மேகத்தின் நிறம் நமக்குப் புலப்படும்.

பொதுவாக ஒரு தவறான கருத்து நிலவுகிறது. தென்மேற்கு பருவக்காற்று இடி தரும் மேகங்களை அதிகம் கொண்டு வருகிறது என்றும், வட கிழக்கு பருவக்காற்று அவ்வாறில்லை என்றும் நம்பப்படுகிறது. ஆனால், இரண்டு பருவமழைக் காற்றுகளுமே இடி தரும் மேகங்களைக் கொண்டு வருகின்றன. புயல் சின்னம் வரும்போது இடி மின்னலுடன் மழை வரும். மேகங்களின் நிலைப்புத் தன்மை எவ்வாறு அமைகிறது என்பதை வெப்ப இயக்கவியல் குறியீடு (thermo dynamic index) மூலம் தெரிந்து கொள்ளலாம். தரையில் இருந்து ஒரு மேகம் எவ்வளவு உயரத்திற்கு வளர்ந்து செல்கிறது என்பதைப் பொறுத்தே அது இடிமேகமா, அதிகம் மழை தரும் மேகமா என்பதை வானிலையாளர்கள் கணிக்கின்றனர்.

உயர் காற்று அழுத்தம் அதிகமுள்ள பகுதிகளில் வானம் எப்போதும் தெளிவாகவே காணப்படும். குறைவான காற்றழுத்தப் பகுதியில்தான் (low pressure zone) காற்றை உறிஞ்சிக் கொள்ளும் தன்மை உள்ளது. எங்கே அழுத்தம் குறைவாக இருக்கிறதோ அங்கே மேகங்கள் அதிகமாக வந்து குவிகின்றன. குவியும் மேகங்கள் வேறெங்கும் செல்ல முடியாததால் அவை மேல்நோக்கி நகர்கின்றன. இதே உயர்க் காற்றழுத்தப் பகுதிகளில் (high pressure zone) காற்று மேலிருந்து கீழ்நோக்கி மட்டுமே வரும். அப்போது வெப்பம் அதிகரிக்கும். தரைமட்டத்தில் பூமியின் வெப்பம் அதிகமாகவும், மேலே செல்லச் செல்ல வெப்பம் குறைவாகவும் இருக்கும். இதனைப் புரிந்து கொண்டால் இரண்டு பருவ காலங்களிலும் ஒரே மாதிரியாகவே இடி மின்னலுடன் மேகங்கள் உருவாகின்றன என்பதைப் புரிந்து கொள்ள முடியும்.

வானில் தெளிவான காலநிலை இருக்கும்போது எப்போதேனும் அண்ணாந்து பார்த்தால், வெற்றுப் பொருட்களாகத் தோன்றுகின்ற மேகங்களில்தான் எத்தனை எத்தனை வகைகள் இருக்கின்றன! மழை வரும்போதும் வராத நாட்களிலும் மேகங்கள் எல்லாம் அவைகளுக்கென்று ஆளுக்கொரு கதையை தமக்குள் ஒளித்து வைத்திருக்கின்றன. இதை நாம்தான் புரிந்து கொள்வதில்லை, புரிந்து கொள்ள முயல்வதுமில்லை. இனி வானத்தைப் பார்க்கும்போது அவை சொல்லும் கதைகளை புரிந்து கொள்ள முயற்சி செய்வோமா?

-   சிதம்பரம் இரவிச்சந்திரன்

Whatsapp

விவரங்கள்

சிதம்பரம் இரவிச்சந்திரன்

பிரிவு: விண்வெளி

வெளியிடப்பட்டது: 13 பிப்ரவரி 2023

• அறிவியல்

      விண்வெளியில் ஒரு எரிவாயு நிலையம் உருவாகும் காலம் வெகுதொலைவில் இல்லை. புவி சுற்றுவட்டப் பாதையில் விண்வெளிக் குப்பைகளில் இருந்து ராக்கெட் எரிபொருள் தயாரிக்கப்படவுள்ளது. ஆபத்தான விண் குப்பைகலில் இருந்து எரிபொருள் தயாரிக்கும் திட்டத்தில் ஆஸ்திரேலிய நிறுவனம் ஒன்றும் சேர்ந்துள்ளது. பூமியின் சுற்றுவட்டப் பாதைக்கு அருகில் இருக்கும் பொருட்களை கணினி உருவாக்கிய பிம்பங்களைப் பயன்படுத்தி எளிதில் அடையாளம் காணத் திட்டமிடப்பட்டுள்ளது.

      சுற்றுவட்டப் பாதையில் இருக்கும் பழைய பயனற்றுப் போன விண்கலங்கள், மரணமடைந்த செயற்கைக் கோள்கள் மற்றும் ராக்கெட் பகுதிப் பொருட்கள் விண்ணில் மணிக்கு 28,000 கி.மீ வேகத்தில் சுற்றி வருகின்றன. இவை வானில் வலம் வரும் தொலைத்தகவல் தொடர்பு செயற்கைக் கோள்கள் மற்றும் சர்வதேச விண்வெளி நிலையத்திற்கு பெரும் அச்சுறுத்தலாக இருந்து வருகின்றன.

      அசுர வேகத்தில் சுற்றும்போது இவற்றில் ஏதேனும் ஒரு திருகு/ஒரு சிறு கோளாறு ஏற்பட்டால் கூட அது சர்வதேச விண்வெளி நிலையத்திற்கும், அதில் பயணம் செய்யும் மனிதர்களுக்கும் பேராபத்தை ஏற்படுத்தும். சுற்றி வரும் நுண்பொருட்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று மோதும் ஆபத்தும் உள்ளது. இது கெஸ்லர் விளைவு (Kessler effect) என்று அழைக்கப்படுகிறது. இக்குப்பைகள் அவை சுற்றி வரும் வட்டப் பாதைகளில் இருந்து அகற்றப்பட்டால் மட்டுமே அவை அங்கிருந்து வெளியேறும். அதுவரை இவை அதே பாதையில் தொடர்ந்து சுற்றும்.      தெற்கு ஆஸ்திரேலியாவைச் சேர்ந்த நியூமேன் ஸ்பேஸ் (Neumann space) என்ற நிறுவனம் குறைவான உயரமுள்ள சுற்றுவட்டப் பாதைகளில் விண்கலத் திட்டங்கள், செயற்கைக் கோள்களை நகர்த்துதல், சுற்றுவட்டப் பாதையில் நிலைநிறுத்துதல் போன்ற செயல்களில் ஈடுபட்டுள்ளது. இப்போது இந்த நிறுவனம் வேறு மூன்று நிறுவனங்களுடன் இணைந்து விண்வெளிக் கழிவுகளில் இருந்து எரிபொருள் தயாரிக்கும் முயற்சியைத் தொடங்கியுள்ளது.

      ஜப்பானைச் சேர்ந்த ஆஸ்ட்ரோ ஸ்கேல் (Astroscale) என்ற நிறுவனம் செயற்கைக் கோள்களின் உதவியுடன் வான் கழிவுகளை எவ்வாறு வெற்றிகரமாக கைப்பற்றுவது என்பதை நிரூபித்துக் காட்டியுள்ளது.

      அமெரிக்காவின் நானோ ராக்ஸ் (Nanorocks) என்ற நிறுவனம் நவீன ரோபோட்டிக் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி கழிவுகளை வட்டப்பாதையில் சுற்றிக் கொண்டிருக்கும்போதே வெட்டி எடுப்பதற்குரிய நூதன வழிகளைக் கண்டுபிடித்துள்ளது.

      மற்றொரு அமெரிக்க நிறுவனம் சிஸ்லூனார் (Cislunar) கழிவுகளை கம்பிகளாக மாற்றும் வழியைக் கண்டுபிடித்துள்ளது. இவற்றை நியூமேன் ஸ்பேஸ் நிறுவனம் எரிபொருளாக மாற்றத் திட்டமிட்டுள்ளது. இந்நிறுவனம் கழிவுகளில் உள்ள இரும்பை அயனியாக்கி இதன் மூலம் கிடைக்கும் ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி வட்டப்பாதையில் சுற்றி வரும் பொருட்களை நகர்த்த முடியும் என்று நம்புகிறது.

      கழிவுகளில் இருந்து உலோகங்களை உருக்கும் முயற்சிக்காக நாசா நிதியுதவி செய்துள்ளது என்று நியூமேன் ஸ்பேஸ் நிறுவனத்தின் தலைமை செயல் அலுவலர் ஹெர்வ் அஸ்டியர் (Herve Astier) கூறியுள்ளார். சுற்றும் கழிவைப் பிடித்து அதை வெட்டி உருக்கினால் எரி ஆற்றலாக மாற்ற முடியும் என்று அவர் கூறுகிறார். பொருட்கள் ஒரு முறை வட்டப்பாதைகளுக்கு ஏவப்பட்டு விட்டால் அவை தானாகவே பாதையை விட்டு விலகிச் சென்றால் மட்டுமே, காற்று மண்டலத்திற்குள் நுழையும்போது எரிந்து சாம்பலாகலாம் அல்லது பூமியில் அரிதாக விழலாம்.

      நாளுக்கு நாள் விண்வெளியில் குப்பைகளின் அளவு அதிகமாகிறது. இதை சமாளிக்க உதவும் வழிமுறைகளை உருவாக்குவதில் சர்வதேச நிறுவனங்கள் தீவிரமாக ஈடுபட்டுள்ளன. சிறிய திருகாணி முதல் பெரிய பொருட்கள் வரை விண்வெளியில் சுழலும் அனைத்துமே ஆபத்தை ஏற்படுத்தக் கூடியவை. சேபர் அஸ்ட்ரநாட்டிக்ஸ் (Saber aStronautics) என்ற நிறுவனம் காலாவதியாகும் விண்கலனை பிடித்திழுத்து மீட்கும் திட்டத்திற்காக நாசாவின் நிதியுதவியைப் பெற்றுள்ளது.

      சிட்னியைச் சேர்ந்த எலக்டோ ஆப்டிக்ஸ் சிஸ்டம்ஸ் (Elecro Optic systems) கேன்பரா பல்கலைக்கழகத்துடன் இணைந்து இதுபோன்ற கழிவுகள் ஒன்றுடன் ஒன்று மோதாமல், காற்று மண்டலத்திற்குள் நுழைவதைத் தடுக்க உதவும் லேசர் தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கியுள்ளது. விண்வெளியில் வலம் வரும் குப்பைகளை அடையாளம் கண்டுபிடிக்கும் முறையை மேம்படுத்த ஆஸ்திரேலிய இயந்திரக் கற்றல் ஆய்வுக் கழகம் (Institute of machine learning) ஆய்வுகளை மேற்கொண்டுள்ளது.

      விண்வெளிக் குப்பைகளை கைப்பற்றுவதை, அழிப்பதைக் காட்டிலும் அவற்றை மறுசுழற்சி செய்வதே சிறந்தது என்று ஹெர்வ் அஸ்டியர் கூறுகிறார். வளர்ந்து வரும் புதிய தொழில்நுட்பங்களைக் கொண்டு குப்பைகளை கைப்பற்றி அவற்றை மறுபடி பயன்படுத்தினால் அது நாளைய விண்வெளித் திட்டங்களுக்கு ஆகும் செலவைக் குறைக்க பெரிதும் உதவும். மாசுகளாலும், குப்பைகளாலும் ஏற்கனவே பூமி மூச்சுத் திணறிக் கொண்டிருக்கும்போது ஒவ்வொரு நாளும் அதிகரிக்கும் விண்வெளிக் குப்பைகள் மனித குலத்திற்கு மேலும் அழிவையே ஏற்படுத்தும். இந்நிலையில் விண்வெளியில் இப்பொருட்களை மறுபயன்பாட்டிற்குக் கொண்டு வரும் காலம் விரைவில் வரும் என்று நிபுணர்கள் நம்புகின்றனர். அப்போது பூமியில் இன்று ஆங்காங்கே பெட்ரோல் நிலையங்கள் இருப்பது போல விண்வெளியில் எரிவாயு ஆற்றல் நிலையங்கள் உருவாகும்.

- சிதம்பரம் இரவிச்சந்திரன்

Whatsapp