భారత కీర్తిపతాక వినువీధిలో రెపరెలాడిన క్షణం.. దేశ అంతరిక్ష ప్రయోగాల చరిత్రలో సువర్ణ అధ్యాయం.. రాకెట్ పరిజ్ఞానంలో మన దేశాన్ని అగ్రరాజ్యాల సరసన నిలబెట్టిన అద్భుత విజయం.. శాస్త్రవేత్తల 20 ఏళ్ల కలను సాకారం చేస్తూ జీఎస్‌ఎల్‌వీ (జియోసింక్రనస్ శాటిలైట్ లాంచ్ వెహికల్)-డీ5 నింగికి దూసుకెళ్లి.. భారత్‌కు గ‘ఘన’ విజయాన్ని చేకూర్చింది.
 
 సి. హరికృష్ణ
 సివిల్స్ ఫ్యాకల్టీ, హైదరాబాద్
 
 భారత అంతరిక్ష కార్యక్రమాన్ని సమూలంగా మార్చే క్రయోజెనిక్ ఇంజిన్ జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ 5 రాకెట్‌ను ఇస్రో జనవరి 5న మన రాష్ట్రంలోని షార్ కేంద్రం (సతీష్‌ధావన్ అంతరిక్ష ప్రయోగం కేంద్రం) నుంచి విజయవంతంగా ప్రయోగించింది. పూర్తి స్వదేశీ పరిజ్ఞానంతో ఇస్రో దీన్ని అభివృద్ధి చేిసింది. ఈ విజయంతో క్రయోజెనిక్ ఇంజిన్ ద్వారా జీఎస్‌ఎల్‌వీ ప్రయోగాలను ముమ్మరం చేయనుంది. కేవలం స్వదేశీ కమ్యూనికేషన్ ఉపగ్రహాలనే కాకుండా వాణిజ్య పరంగా విదేశీ ఉపగ్రహాల ప్రయోగాలు కూడా జీఎస్‌ఎల్‌వీ ద్వారా సాధ్యమవుతాయి.
 
 మూడు దశల నౌక:
 జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ5 1,982 కిలోల బరువైన జీశాట్-14 కమ్యూనికేషన్ ఉపగ్ర హాన్ని లిఫ్ట్ ఆఫ్ జరిగిన 14 నిమిషాలకు భూస్థిర కక్ష్యలోకి ప్రవేశపెట్టింది. 179 కిలోమీటర్ల పెరెజీ ఇన్ టు 35,950 కి.మీ. అపోజీ కక్ష్యలోకి జీశాట్-14ను జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ5 ప్రయోగించింది. జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ5 రాకెట్ ద్వారా పూర్తి స్వదేశీ పరిజ్ఞానంతో రూపొందించిన క్రయోజెనిక్ ఇంజిన్‌ను ఇస్రో విజయవంతంగా పరీక్షించింది. దీంతో ఇస్రో రెండు దశాబ్దల కృషి ఫలించింది. లిక్విడ్ ప్రొపెల్షన్ సిస్టమ్ సెంటర్‌కు చెందిన మహేంద్రగిరి (తమిళనాడు)లోని టెస్టింగ్ ఫెసిలిటీ కేంద్రం స్వదేశీ క్రయోజెనిక్ ఇంజిన్‌ను అభివృద్ధి చేసింది.
 
 2010 ఏప్రిల్ 1న జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ3 ద్వారా క్రయోజెనిక్ దశను మొదటిసారిగా పరీక్షించడానికి ప్రయత్నించినప్పటికీ.. ఇంధనాన్ని పంప్ చేసే ఫ్యూయల్ బూస్టర్ టర్బో పంప్‌లో తలెత్తిన సమస్య కారణంగా ఈ ప్రయోగాన్ని చేపట్టలేకపోయారు. జీఎస్‌ఎల్‌వీ...ఒక మూడు దశల నౌక. మొదటిదశలో ఘన ఇంధనాన్ని, రెండో దశలో ద్రవ ఇంధనాన్ని ఉపయోగిస్తారు. మూడో దశ క్రయోజెనిక్ దశ. అమెరికా ఆంక్షల కారణంగా రష్యా నుంచి క్రయోజెనిక్ టెక్నాలజీ సామర్థ్యాన్ని  భారత్ పొందలేకపోయింది.
 
 20 ఏళ్ల కల:
 క్రయోజెనిక్స్ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం ప్రాధాన్యతను గుర్తించిన భారత్ 1991లో రష్యా అంతరిక్ష పరిశోధన సంస్థ ‘గ్లవ్ కాస్మోస్’తో క్రయోజెనిక్ పరిజ్ఞానం పొందే ఒప్పందాన్ని కుదుర్చుకొంది. అయితే అమెరికా ఆంక్షల నేపథ్యంలో భారత్ సొంతంగానే ఈ సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని అభివృద్ధి చేసుకోవాలని నిర్ణయించింది. ఈ మేరకు 1993లో స్వదేశీ క్రయోజెనిక్ ప్రాజెక్టును ప్రారంభించింది. ఈ రకమైన టెక్నాలజీని అభివృద్ధి చేయడం అంత సులభం కాదు.
 
 ఇన్సులేషన్, క్రయోఫ్లూయిడ్స్, అత్యాధునిక ఇంధన ఆక్సీడైజర్ ట్యాంకులు, నిమిషానికి 40 వేలకుపైగా తిరిగే రోటర్లు ఉన్న అత్యాధునిక ఫ్యూయల్ బూస్టర్ టర్బో పంప్ (ఎఫ్‌బీటీపీ) మొదలైనవి అందుబాటులోకి తీసుకువస్తే తప్ప క్రయోజెనిక్ ఇంజిన్ల అభివృద్ధి సాధ్యం కాదు. మహేంద్రగిరి (తమిళనాడు)లోని లిక్విడ్ ప్రొపెల్షన్ సిస్టమ్ సెంటర్‌కు చెందిన టెస్టింగ్ ఫెసిలిటీ కేంద్రం చివరకు రెండు దశాబ్దాల కృషి తర్వాత క్రయోజనిక్ దశను అభివృద్ధి చేసింది.
 
 సందేహాలను దాటుకుంటూ:
 ఇస్రో 2010 ఏప్రిల్ 15న జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ3 ద్వారా జీశాట్-4 ప్రయోగించేందుకు సిద్ధమైంది. తొలిసారిగా దేశీయ క్రయోజెనిక్ దశను ఇందులో అమర్చారు. ప్రయోగం జరిగి క్రయోజెనిక్ దశ కూడా మొదలైన కొన్ని సెకన్లకే నౌక విఫలమైంది. క్రయోజెనిక్ ఇంజిన్‌లోకి ద్రవ హైడ్రోజన్ ఇంధనాన్ని పంప్ చేసే ఫ్యూయల్ బూస్టర్ టర్బో పంప్ విఫలమైంది. పంపు రోటర్ విడిపోవడం లేదా పంప్ కేసింగ్ బద్దలవడం ద్వారా ఇలా జరిగిందని ఫెయిల్యూర్ అనాలిసిస్ కమిటీ తేల్చింది. ఆ తర్వాత రష్యా క్రయోజెనిక్ దశను ఉపయోగించి 2010, డిసెంబర్ 25న నిర్వహించిన జీఎస్‌ఎల్‌వీ-ఎఫ్ 06 ప్రయోగం కూడా విఫలమైంది. ఈ నౌక మొదటిదశలోనే విఫలమవడం ఇస్రోకు సవాలుగా మారింది.
 
 అసలు జీఎస్‌ఎల్‌వీ నిర్మాణం పైనే ఎన్నో సందేహాలు తలెత్తాయి. అప్పటికి ఇస్రో నిర్వహించిన ఏడు ప్రయోగాలలో నాలుగు మాత్రమే విజయవంతమయ్యాయి. మిగతా మూడు విఫలమయ్యాయి. అందులోనూ రెండు జీఎస్‌ఎల్‌వీ ప్రయోగాలు (జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ3, జీఎస్‌ఎల్‌వీ-ఎఫ్ 06). దీంతో పూర్తిస్థాయి విశ్లేషణ, అధ్యయనాలు నిర్వహించి దేశీయ క్రయోజెనిక్ ఇంజిన్ కలిగిన జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీను 2013 ఆగస్టు 19న ప్రయోగించాలని నిర్ణయించారు. అయితే ప్రయోగానికి 75 నిమిషాల ముందు రెండో దశ ద్రవ ఇంజిన్ లీకేజీని గుర్తించడంతో ప్రయోగాన్ని నిలిపివేశారు. ఇంధన ట్యాంకును కొత్తగా అల్యూమినియం, రాగి మిశ్రమ లోహం ఏఏ 2219తో నిర్మించారు.
 
 ఎఫ్‌బీటీపీని కూడా పూర్తిగా డిజైనింగ్ చేశారు. ఈ విధంగా మార్పులతో జీఎస్‌ఎల్‌వీ -డీ5ను రూపొందించారు. ఇందులో రూపొందించిన క్రయోజనిక్ దశలో ద్రవహైడ్రోజన్ (Liquid hydrogen) ను మైనస్ 253 డిగ్రీల ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఇంధనంగా, ద్రవ ఆక్సిజన్ (Liquid oxygen)ను మైనస్ 183 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆక్సిడైజర్‌గా ఉపయోగించారు. ఈ రకమైన క్రయోజెనిక్ ఇంజిన్ ద్వారా మాత్రమే భారీ కమ్యూనికేషన్ ఉపగ్రహాలను కక్ష్యలోనికి ప్రవేశపెట్టే వీలుంటుంది. మొత్తం మీద జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ3 లిఫ్ట్‌ఆఫ్ సమయంలో 414.75 టన్నుల బరువు తూగింది. దీని పొడవు 49.13 మీటర్లు. 1,982 టన్నుల బరువున్న జీశాట్-14 ఉపగ్రహాన్ని భూస్థిర కక్ష్యలోకి ప్రవేశపెట్టింది.
 
 తోడుగా:
 జీఎస్‌ఎల్‌వీ కార్యక్రమంలో ఇస్రోకు ఇతర సంస్థలు సహకరించాయి. హిందూస్థాన్ ఏరోనాటిక్స్ లిమిటెడ్ (హెచ్‌ఏఎల్) కీలక పాత్రపోషించింది. ప్రొఫెల్లెంట్ ట్యాంకులు, ముఖ్యంగా ద్రవ హైడ్రోజన్, ద్రవ ఆక్సిజన్ ట్యాంకులను, మొదటిదశ చుట్టూ ఉన్న స్ట్రాప్ ఆన్ బూస్టర్ మోటార్లను హెచ్‌ఏఎల్ సమకూర్చింది. జీఎస్‌ఎల్‌వీ వ్యవస్థల నిర్మాణం కోసం ప్రతికూల పరిస్థితులను తట్టుకునే సామర్థ్యం ఉన్న పదార్థాలను హైదరాబాద్‌లోని మిథాని అందించింది. ఎంటీఏఆర్ ఇండస్ట్రీస్, గోద్రెజ్-బోయ్స్, ఆంధ్రా షుగర్స్ (లిక్విడ్ ప్రొపెల్లెంట్స్), అనంత్ టెక్నాలజీస్ వంటి ప్రైవేట్ పరిశ్రమలు కూడా జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ5 విజయంలో పాలుపంచుకున్నాయి.
 
 అత్యాధునిక కమ్యూనికేషన్స్ ఉపగ్రహం:
 ఇస్రో నిర్మించిన 23వ జియోస్టేషనరీ కమ్యూనికేషన్ ఉపగ్రహం జీశాట్-14. ఇది ఒక అత్యాధునిక కమ్యూనికేషన్స్ ఉపగ్రహం. దీని బరువు 1,982 కిలోలు. ఎక్స్‌టెండెడ్ సి-బ్యాండ్, కేయూ-బ్యాండ్ ట్రాన్స్‌పౌండర్ల సామర్థ్యాన్ని పెంచడం, నూతన పరిశోధనలు నిర్వహించడం జీశాట్-14 ప్రధాన లక్ష్యాలు. ఇందులో ఆరు ఎక్స్‌టెండెడ్ సి-బ్యాండ్ ట్రాన్స్‌పౌండర్లను ఏర్పాటు చేశారు. ఈ ఉపగ్రహం భారత ప్రధాన భూభాగాన్ని కవర్ చేస్తుంది.
 
 ఆరు కేయూ-బ్యాండ్ (Ku&-band) ట్రాన్స్‌పౌండర్లతోపాటు రెండు కా-బ్యాండ్ (Ka&-band) ట్రాన్స్‌పౌండర్లను ఇందులో ఏర్పాటు చేశారు. ఫైబర్ ఆప్టికల్ గైరో, ఏక్టివ్ పిక్సల్ సన్ సెన్సర్, కా-బ్యాండ్ బీకన్, థర్మల్ కంట్రోల్ కోటింగ్ వంటి కొత్త టెక్నాలజీలను ఈ ఉపగ్రహంలో పరీక్షించనున్నారు. దీని జీవిత కాలం 12 ఏళ్లు. ప్రస్తుతం కార్యచరణలో ఉన్న తొమ్మిది జియోస్టేషనరీ ఉపగ్రహాలతోపాటు జీశాట్-14 సేవలను అందిస్తుంది. దీనిలోని రెండు సోలార్ ప్యానెళ్లు 2,600 వాట్స్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. సూర్యగ్రహణ సమయంలో ఇందులోని తేలికపాటి లిథియం ఆయాన్ బ్యాటరీలు ఉపగ్రహానికి కావల్సిన శక్తిని అందిస్తాయి. టెలిమెడిసిన్, టెలిఎడ్యుకేషన్ రంగాల్లో జీశాట్-14 సేవలను అందించనుంది.
 
 వైఫల్యం నుంచి విజయం:
 జీఎస్‌ఎల్‌వీ కార్యక్రమం 1990లో ప్రారంభమైంది. దీనికి పూర్వం శాటిలైట్ లాంచ్ వెహికల్ (ఎస్‌ఎల్‌వీ)-3, ఆగ్‌మెంటెడ్ శాటిలైట్ లాంచ్ వెహికల్ (ఏఎస్‌ఎల్‌వీ) అనే పరిశోధన నౌకలను పీఎస్‌ఎల్‌వీ (పోలార్ శాటిలైట్ లాంచ్ వెహికల్) కార్యాచరణ నౌకలను భారత అంతరిక్ష పరిశోధన సంస్థ (ఇస్రో) అభివృద్ధి చేసింది. పీఎస్‌ఎల్‌వీ మొదటి ప్రయోగం విఫలమైనప్పటికీ ఆ తర్వాత జరిగిన 24 పీఎస్‌ఎల్‌వీ ప్రయోగాలు వరుసగా విజయవంతమయ్యాయి. పలు విదేశీ ఉపగ్రహాలను పీఎస్‌ఎల్‌వీ ద్వారా ప్రయోగించారు. దాంతో విదేశీ మారక ద్రవ్యం ఆర్జించడం సాధ్యమైంది.
 
 ఇస్రో వాణిజ్య విభాగమైన ఆంత్రిక్స్ కార్పొరేషన్ (Antrix Corporation) ఈ ఆర్థిక సంవత్సరంలో రూ. 1,300 కోట్లు విదేశీ మారక ద్రవ్యాన్ని ఆర్జించింది. పలు దేశాలు తమ ఉపగ్రహాలను పీఎస్‌ఎల్‌వీ ద్వారా ప్రయోగించడానికి ఆసక్తి చూపుతుండడంతో ఆదాయం 15 శాతానికి పైగా పెరగొచ్చని ఆంత్రిక్స్ అంచనా వేస్తోంది. జీఎస్‌ఎల్‌వీ ప్రయోగాలు మరిన్ని విజయవంతమైతే దేశీయ కమ్యూనికేషన్స్ రంగాన్ని విస్తరించవచ్చు. అంతేకాకుండా డీటీహెచ్ (DTH), వీడియోకాన్ఫరెన్స్, టెలిమెడిసిన్, టెలి ఎడ్యుకేషన్, వీశాట్ (very small aperture terminal -VSAT) సేవలు విస్తృత స్థాయిలో అందుబాటులోకి రానున్నాయి. విదేశీ ఉపగ్రహాలను కూడా జీఎస్‌ఎల్‌వీ ద్వారా ప్రయోగించడానికి వీలవుతుంది. అయితే జీఎస్‌ఎల్‌వీ ద్వారా 2,000 కిలోలకుపైగా బరువున్న ఉపగ్రహాలను ప్రయోగించడం ప్రస్తుతానికి సాధ్యం కాకపోవడంతో ఇన్‌శాట్ ఉపగ్రహాలను ఏరియేన్ స్పేస్ సంస్థకు చెందిన రాకెట్ ఏరియేస్ ద్వారా ప్రయోగిస్తుంది.
 
 వచ్చేస్తోంది మార్క్-3:
 4,500-5,000 కిలోల బరువున్న కమ్యూనికేషన్ ఉపగ్రహాలను సైతం ప్రయోగించే సామర్థ్యం ఉన్న జీఎస్‌ఎల్‌వీ-మార్క్ 3 రాకెట్‌ను ఇస్రో అభివృద్ధి చేస్తోంది. దీని బరువు 600 టన్నులు. దీనిలో అధిక శక్తిమంతమైన క్రయోజనిక్ ఇంజిన్ మూడో దశలో ఉంటుంది. దీన్ని చంద్రయాన్-2 ప్రయోగంలో కూడా ఇస్రో వినియోగించనుంది. భవిష్యత్‌లో మరిన్ని విజయాలు సాధించడానికి జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ5 మంచి స్ఫూర్తినిచ్చింది. అమెరికా, జపాన్, ఫ్రాన్స్, చైనా, రష్యాల తర్వాత దేశీయ క్రయోజనిక్ ఇంజిన్ సామర్థ్యాన్ని సాధించిన దేశంగా భారత్ ఘనత సాధించింది. ఇలా కేవలం కొన్ని దేశాలకే పరిమితమైన అంతరిక్ష విజ్ఞానం ద్వారా ఇస్రో భవిష్యత్‌లో ఎంతో లాభపడనుంది. అన్ని దేశాలతో పోల్చితే స్వల్ప ఖర్చుతో అంతరిక్ష టెక్నాలజీని ఇస్రో అభివృద్ధి చేయడం కూడా భారత అంతరిక్ష కార్యక్రమానికి ఎంతో మేలు చేస్తుంది.
 
 క్రయోజెనిక్స్ అంటే
 అతి శీతల ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పనిచేసే సాంకేతిక పరిజ్ఞానం-క్రయోజెనిక్స్. అంటే మైనస్ 150 డిగ్రీలు, అంతకంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పదార్థాలపై అధ్యయనాన్ని క్రయోజెనిక్స్ అంటారు. ఈ రకమైన టెక్నాలజీని రాకెట్ ఇంజిన్ల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు. వీటి సామర్థ్యం ఎక్కువగా ఉండటమే కాకుండా ప్రతి కిలో ఇంధనానికి ఉత్పత్తయ్యే బలం కూడా ఎక్కువ. ఉపగ్రహాలను ప్రయోగించే రాకెట్లలోనే కాకుండా క్షిపణులలో కూడా ఈ రకమైన ఇంజిన్లను ఉపయోగిస్తారు. అమెరికా, జపాన్, ఫ్రాన్స్, చైనా, రష్యా దేశాలు మాత్రమే ఈ విధమైన పరిజ్ఞానాన్ని కలిగి ఉన్నాయి. కేవలం స్వదేశీ ఉపగ్రహాలతోపాటు ఇతర దేశాల ఉపగ్రహాలను ప్రయోగించడం, తద్వారా విదేశీ మారక ద్రవ్యాన్ని ఆర్జించడం కూడా దీని ద్వారా సాధ్యమవుతుంది.
 
 ఇప్పటి వరకు జరిగిన జీఎస్‌ఎల్‌వీ ప్రయోగాలు
 వాహక నౌక     ప్రయోగ తేదీ    ఉపగ్రహం    ఫలితం
 జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ1    18-04-2001    జీశాట్-1    విజయం
 జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ2    08-05-2003    జీశాట్-2    విజయం
 జీఎస్‌ఎల్‌వీ-ఎఫ్01    20-09-2004     ఎడ్యూశాట్    విజయం
 జీఎస్‌ఎల్‌వీ-ఎఫ్02    10-07-2006    ఇన్‌శాట్-4సీ    విఫలం
 జీఎస్‌ఎల్‌వీ-ఎఫ్04    02-09-2007    ఇన్‌శాట్-4సీఆర్    విజయం
 జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ3    15-04-2010    జీశాట్-4    విఫలం
 జీఎస్‌ఎల్‌వీ-ఎఫ్06    25-12-2010    జీశాట్-5పీ    విఫలం
 జీఎస్‌ఎల్‌వీ-డీ5    05-01-2014    జీశాట్-14    విజయం