නමසිය අනූවේ පැය තුනේ ගුවන් ගමන අද පැය හය වුණේ ඇයි?

වසරෙන් වසර විද්‍යාව හා තාක්ෂණය දියුණු වනවාත් සමඟ අප අවට ලෝකය වඩාත් සුවපහසු වඩාත් කාර්යක්ෂම පද්ධති වලින් යුත් එකක් වන බවට පෙනෙන්නට තිබේ. දශකයෙන් දශකය සමාජය පැවතුනු ස්වභාවය සැලකීමේ දී ඒ බව වඩාත් කැපී පෙනේ. උදාහරණයක් ලෙස අසූව අනූව දශක වල පැවති දුම්රිය වලට වඩා ලෝකයේ අද භාවිතා වන දුම්රිය අධිවේගයෙන් ගමන් කරයි. නමුත් සෑම කරුනක් සම්බන්ධයෙන් ම මෙවන් ප්‍රගතියක් නිරීක්ෂණය කළ හැකි ද? අසූව අනූව දශකයේ තිබූ ගුවන් යානා වලට සාපේක්ෂව අද දකින්නට ඇති ගුවන් යානා ගමන් කරන්නේ ඉතා මන්දගාමී ව බව සමහරවිට ඔබ අසා නැතුවා විය හැකියි. විශ්වාස කිරීමට අපහසු වුවත් සත්‍ය එය යි.

1996 වසරේ දී බ්‍රිටිෂ් එයාවේස් සමාගමට අයත් ගුවන් යානයක් ඇමරිකාවේ නිව් යෝර්ක් නගරයේ සිට එංගලන්තයේ ලන්ඩන් නගරය දක්වා යෑමට ගතකලේ පැය දෙකයි මිනිත්තු පනස් තුනක කාලයකි. වර්තමානයේ දී මෙම නගර දෙක අතර ගුවන් ගමනාගමන සඳහා පැය හයකට ආසන්න කාලයක් ගත වේ. එය 1996 දී ගත වූ කාලය මෙන් ආසන්න වශයෙන් දෙගුණයකි. තාක්ෂණය අතින් දිනෙන් දින දියුණු වන ලෝකයක සෑම දෙයක් ම ඉක්මනින් සිදු කිරීමට තාක්ෂණ සොයා ගන්නා කාලයක මෙසේ ගුවන් ගමනාගමනයට එකලට සාපේක්ෂව වැඩි කාලයක් ගත වන්නේ ඇයි? මේ සටහන ඒ ගැන සොයා බැලීමට යි.

උත්ස්වනික වේගය

යම්කිසි වස්තුවක් වාතය තුලින් ශබ්දයේ වේගයට වඩා වැඩි වේගයකින් ගමන් කලහොත් එම වේගයන්ට උත්ස්වනික වේග (Supersonic speeds) යැයි කියනු ලැබේ. වාතය තුලින් ශබ්දයේ වේගය ආසන්න වශයෙන් පැයට කිලෝමීටර් 1235ක් වැනි අගයක් ගනියි. 1970 අවධියේ දී මගී ප්‍රවාහනයට භාවිතා කල කොන්කෝර්ඩ් ගුවන් යානා වල වේගය ආසන්න වශයෙන් පැයට කිලෝමීටර් 2000ක අගයක් ගත් අතර එය ශබ්දයේ වේගයට වඩා පැයට කිලෝමීටර් 800කට ආසන්න ප්‍රමාණයකින් වැඩිය. එමනිසා එකල මගී ගුවන් යානා ගමන් කලේ උත්ස්වනික වේගයකිනි.

උත්ස්වනික වේගයෙන් ගමන් කල පැරණි මගී ප්‍රවාහන කොන්කෝඩ් යානයක්

උත්ස්වනික වේගයේ ගැටලුව

වේගයෙන් ගමන් කලහොත් ඉතා ඉක්මනින් ගමනාන්තයට ළඟා විය හැකි බව සැබෑය. නමුත් ශබ්දයේ වේගයට වඩා වැඩි වේගයකින් ගමන් කරන විට යානය අවට වායු පීඩයේ ක්ෂණික ඉහළ හා පහළ යාම් ඇති වේ. මේ නිසා එම පෘෂ්ඨයේ පීඩන තරංගයක් (shock wave) ඇතිවේ. මෙම පීඩන තරංගය නිසා අධික ගිගිරුමක් වැනි ශබ්දයක් ඇසෙන අතර එම ගිගිරුම වැනි ශබ්දය උත්ස්වනික ගිගිරුම් (sonic boom) ලෙසින් හැඳින්වේ.

ගුවන් යානයේ අධික වේගය නිසා ඇතිවන පීඩන වෙනස හේතුවෙන් වාතයේ ජල අංශු ඝනීභවනයට ලක්වේ. මේ නිසා යානයේ පිටුපස මීදුමක් වැනි සුදු පැහැති ජල වාෂ්ප වලාවක් සකස් වේ. පොළොව මත සිටින්නෙකුට එය පැහැදිලිව දැකගත හැකියි. නමුත් මගී ගුවන්යානයක මෙම වේගය නිසා ඇතිවන ගැටලුව එය නොවේ. ගැටලුව එමගින් ඇතිවන අධික ගිගිරුම් ශබ්දය යි. මෙය පොළොව මත සිටින කෙනෙකුට වුවද ශ්‍රවණය කල හැකියි. 

මෙවන් වේගයකින් ගුවන් යානයක් ගමන් කරන විට පොළොව මත ගුවන් යානයේ සිට කිලෝමීටර් 80ක පරිධියකින් පහල සිටින මිනිසුන්ට මෙම ගිගිරුම් ශබ්දය ඇසීම නිසා ඔවුන් මහා පරිමාණයෙන් මේ ගැන පැමිණිලි කරන්නට පටන් ගත්තා. මේ හේතුවෙන් මුල දී එයට විසඳුමක් ලෙස ගුවන් යානා ගොඩබිම මතින් යෑම අවම කර සාගරය මතින් යෑමට යෝජනා වී එය ක්‍රියාත්මක විය. නමුත් එය සාර්ථක විසඳුමක් වූයේ නැත. අත්ලාන්තික් සාගරය හරහා එක් ගමනක් සඳහා වර්තමාන මුදලින් ඩොලර් 10,000කට ආසන්න මුදලක් වැය වූ නිසා එවන් ගමනක් මිල අධික විය. එමනිසා ගුවන් ගමනේ මාර්ගය වෙනස් වෙනස් කිරීම අසාර්ථක විසඳුමක් බවට පත් විය.

උත්ස්වනික වේගය නිසා යානය පිටුපස ඇතිවන ජල වාෂ්ප වලාව

ගුවන් යානයේ වේගය සහ ඉන්ධන

තාක්ෂණයේ දියුණුවත් සමඟ ගුවන්යානා වල එංජිමේ කාර්යක්ෂමතාවයත් ක්‍රමක්‍රමයෙන් වර්ධනය විය. මෙය තවත් ලෙසකින් කිවහොත් වසරින් වසර ඉන්ධන ලීටරයකින් ගමන් කල හැකි දුර ප්‍රමාණය වැඩි විය. නමුත් මෙම කාර්යක්ෂමතාව අත්කරගත හැක්කේ ගුවන්යානයේ වේගය පැයට කිලෝමීටර් 900ක වේගයක් අත්කරගන්නා තෙක් පමණි. ගුවන්යානය ඊට වඩා වේගයක් අත්කරගතහොත් වාතයෙන් එන ප්‍රථිරෝධය වැඩි වීම නිසා ඉන්ධන පරිභෝජනය ද වැඩි වේ. 

අත්ලාන්තික් සාගරය හරහා යන ගමනකට සාමාන්‍යයෙන් ඉන්ධන ලීටර් 150,000ක් පමණ වැය වේ. ඉන්ධන වල පිරිවැය සමස්ථ ගුවන් යානා ගමනක පිරිවැයෙන් 20%කටත් වැඩි අගයකි. පැයට කිලෝ මීටර් 900ක වේගය ඉක්මවා ගමන් කලහොත් ඉන්ධන වැඩිපුර වැය වේ. ඉන්ධන වැඩිපුර වැය වීම නිසා ගුවන් ගමනක පිරිවැය වැඩි වේ. නැවතත් ගුවන් ටිකට් පතක මිල වැඩිවේ. මේ නිසා පැයට කිලෝමීටර් 2000කට ආසන්න වේගයෙන් ගමන් කල කොන්කෝඩ් යානා වලට 2003 වසරේ දී මගී ප්‍රවාහනයෙන් විශ්‍රාම ගැනීමට සිදු විය. එතැන් පටන් ක්‍රියාත්මක වූයේ ඊට වඩා අඩු වේගයකින් ගමන් කල ගුවන් යානා ය.

ඉන්ධන වල කාර්යක්ෂමතාව නැංවීමට යෝජනාවක්

වැඩියෙන් ඉන්ධන වැය නොකර ගුවන් යානා වේගයෙන් ගමන් කරවීමට ගුවන් යානයේ හැඩය වෙනස් කිරීමෙන් හැකි දැයි මුල් කාලයේ විද්‍යාඥයෝ සොයා බැලුවා. ගුවන් යානයේ තට්ට ගුවන් යානයේ බඳත් සමඟ තිබෙන ආනතිය වැඩි කිරීමෙන් වැඩි ඉන්ධන පිරිවැයක් නොමැතිව යානයේ වේගය වැඩි කල හැකි බවට සොයාගනු ලැබුවා.

නමුත් එසේ කිරීමට නම් ගුවන් යානයේ තට්ටේ දිග පෙරදීට වඩා වැඩි කල යුතුයි. මෙසේ දිග වැඩි කිරීමේ දී ගුවන් යානය නිපදවීමට වැයවන අමුද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණය වැඩි වේ. නැවතත් ගුවන් ගමනක පිරිවැය වැඩි වේ. මේ නිසා ගුවන් යානයක් නමසිය හැත්තෑව අසූව වැනි අවධි වල මෙන් අධික වේගයෙන් ගමන් කරවීම මූල්‍ය පිරිවැයත් සමඟ සසදන විට අසාර්ථක උත්සහයක් විය.

වර්තමානය

වර්තමානයේ දී ගුවන් හමුදා තුල අධික වේගයෙන් ගමන් කරන ගුවන් යානා භාවිතා වුව ද සාමාන්‍ය මගී ප්‍රවාහනයේ දී අධික වේගය, අධික වියදමක් හා අධික ශබ්දයක් ඇතිකරන නිසා එවන් වේගයකින් ගමන් කරන යානා භාවිතා වන්නේ නැහැ.

නමුත් මෑත කාලයේ දී සිදු කරන ලද පර්යේෂණ වලින් ශබ්දයේ වේගයට වඩා ගමන් කරන විට ඇතිවන ගිගිරුම් හඬ අවම කරගත හැකි බව සොයාගෙන තිබේ. ගුවන් යානයේ හැඩය වෙනස් කිරීමෙන් මෙය සිදු කල හැකියි. ගුවන් යානයේ මුහුණත උල් ස්වරූපයෙන් තැනීමෙන් වාතය කපාගෙන යා හැකි අතර එමගින් ඇතිවන උත්ස්වනික තරංග වල ප්‍රමාණය අඩු කරගත හැකියි. එවිට ශබ්දය අඩු වේ. එපමණක් නොව ගුවන් යානයකට තටු යුගලක් වෙනුවට යුගල් දෙකක් ම යොදා ගැනීමෙන් ඇතිවන උත්ස්වනික තරංග කපා හැරිය හැකි බව ද සොයාගෙන තිබේ.

කෙසේ නමුත් මෙම ක්‍රමයන්ගෙන් ගුවන් යානයේ හැඩය වෙනස් කරත් ඒත් සමඟම ගුවන් යානයේ අමුද්‍රව්‍ය සඳහා වන වියඳම වැඩි වන බැවින් ගුවන් ටිකට් පතක වියදම අවම කිරීමට එම නිර්දේශ සමත් නොවේ. මේ නිසා කල හැකි එකම සාර්ථක විසඳුම වන්නේ ගුවන් යානයේ වේගය අඩු කිරීම යි. ඒ නිසයි 1996 දී පැය තුනකින් ගිය ගුවන් ගමන යාමට අද පැය හයක් ගත වන්නේ.

[සැප්තැම්බර් මස 21 වන දින විදුසර සඟරාවට ලියූ ලිපියකි.]

අතිධ්වනි තරංග නිසා ඇතිවන ශබ්දය අවම කල හැකි ගුවන් යානා ආකෘති