রকেট ইঞ্জিন যেভাবে কাজ করে। ২য় পর্ব।

ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়াঃ স্পেস বেজবল সিনারিও।

একটা অবস্থার কথা চিন্তা করুন তো। আপনি একটি স্পেস স্যুট পরে আছেন এবং একটি স্পেস শাটলের পাশে দিয়ে মহাকাশে ভেসে ভেসে চলছেন। আপনার হাতে আছে একটা বেজবল।  যদি আপনি বেজবলটি ছুড়ে মারেন, আপনার শরীর বলের বিপরীত দিকে সরে গিয়ে সেই ক্রিয়ার প্রতিক্রিয়া দেখাবে। আপনার গতি নির্ভর করবে দুটি বিষয়ের উপর। প্রথমটি হল বেজবলের ভর (m), অন্যটি হল বেজবলে আপনি কি পরিমাণ ত্বরণ(a) দিয়েছেন। কোনও কিছুর ভরকে যদি তার ত্বরণ দিয়ে গুণ করা হয় তবে ওই বস্তুতে কি পরিমাণ বল প্রয়োগ করা হয়েছিল তা পাওয়া যাবে। এখন নিউটনের ৩য় সূত্র অনুসারে প্রত্যেক বলে একটি সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে। একারণে বলের উৎপত্তিস্থলও সমপরিমাণ বিপরীত বলের অনুভূতি পাবে। ধরা যাক বেজবলের ভর ১ পাউন্ড বা ৪৫৩ গ্রাম, আপনার ভর ও স্পেস স্যুটের সম্মিলিত ভর ১০০ পাউন্ড বা ৪৫.৩ কেজি। আপনি বেজবলটিকে ছুঁড়লেন প্রতি সেকেন্ডে ৩২ ফুট গতিতে যা ঘন্টায় প্রায় ২১ মাইলের সমান। এর অর্থ হল আপনি বেজবলকে এমন পরিমাণ বলে ছুঁড়লেন যাতে এটি ঘন্টায় ২১ মাইল গতিবেগ অর্জন করার ত্বরণ পেল। আপনার শরীর কিছুটা প্রতিক্রিয়া পাবে, কিন্তু আপনার শরীরের এখনকার ভর বেজবলের তুলনায় ১০০ গুণ ভারী। ফলে ওই গতিবেগ বেজবল ছুড়লে আপনি বেজবলের বিপরীত দিকে বেজবলের গতির ১০০ ভাগের এক ভাগ গতিতে বা ঘন্টায় ০.২১ মাইল বেগে চলতে থাকবেন। বেজবল যে গতি পেল তা হল ক্রিয়া আর বেজবল ছোঁড়ার কারণে আপনি যে বিপরীতমুখী গতি পেলেন সেটা হল প্রতিক্রিয়া।

যদি আপনি বেজবল থেকে বেশী ধাক্কা তৈরি করতে চান তবে আপনার হাতে দুটি উপায় থাকবে। হয় ভর বাড়াতে হবে নয়ত ত্বরণ। আপনি ভর বাড়ানোর জন্য আগের তুলনায় ভারী কোনও বেজবল ব্যবহার করতে পারেন অথবা বিভিন্ন ভরের অনেকগুলি বেজবল ছুঁড়তে পারেন। এগুলো করতে না চাইলে আপনার আগের বেজবলকেই আরও বেশী ত্বরণ পেতে পারে এমন বল প্রয়োগ করে ছুঁড়তে হবে। এছাড়া আপনার আর কিছু করার নেই।

একটি রকেট ইঞ্জিনে উচ্চচাপের গ্যাসের সাহায্যে উপরে বর্ণনা করা কাজটিই করা হয়। রকেটকে উপরের দিকে পাঠাবার জন্য রকেটের ইঞ্জিন নীচের দিকে অনেক ভর ব্যবহার করে উচ্চচাপের গ্যাস বের করে দেয়। এই ভর আসে ইঞ্জিনে ব্যবহার করা জ্বালানী থেকে যা পুড়িয়ে রকেট এই উচ্চচাপের গ্যাসের সৃষ্টি করে। জ্বালানী পোড়ার সময় এই উচ্চচাপের গ্যাস রকেটের নজেল দিয়ে প্রচন্ড গতিতে বেরিয়ে আসে। জ্বালানী যখন কঠিন বা তরল অবস্থা থেকে পোড়ার পর গ্যাসীয় অবস্থা ধারণ করে, তখনও জ্বালানীর ভরের কোনও পরিবর্তন হয় না। যদি এক পাউন্ড জ্বালানী পোড়ানো হয় তবে নজেল দিয়ে ওই এক পাউণ্ড সমমানের উচ্চ তাপমাত্রার, উচ্চ চাপের ও প্রচন্ড গতির গ্যাস বের হবে। এই ঘটনাতে শক্তির ধরণ বদলায়, ভর বদলায় না। পোড়ানোর এই প্রক্রিয়া শুধুমাত্র ভরকে উচ্চ ত্বরণ পেতে সাহায্য করে।

পরের পর্বে আমরা ধাক্কা বা থ্রাস্ট সম্পর্কে জানব।