रैप्टर इंजन

रैप्टर स्पेसएक्स का दोबारा इस्तेमाल होने वाला रॉकेट इंजन है, जो कंपनी के पूरी तरह रीयूजेबल, मंगल तक जाने लायक लॉन्च सिस्टम स्टारशिप को ऊपर उठाता है। यह तरल मीथेन और तरल ऑक्सीजन जलाता है, जिस मिश्रण को मेथालॉक्स कहते हैं, और अपनी तरह का उड़ान भरने वाला पहला इंजन है। इस इंजन का मकसद कक्षा तक पहुंच को इतना सस्ता करना है कि मंगल का सफर बजट की एक लाइन बन जाए।

रैप्टर क्या है?

रैप्टर मीथेन और ऑक्सीजन से चलने वाला रॉकेट इंजन है, जिसे चलाने, वापस लाने और जल्दी फिर से चलाने के लिए बनाया गया है। सुपर हेवी बूस्टर में 33 रैप्टर लगते हैं और स्टारशिप के ऊपरी चरण में छह: तीन समुद्र-तल के लिए ट्यून किए गए और तीन अंतरिक्ष के निर्वात के लिए बने, जिन्हें RVac कहते हैं। ऊंचाई की पतली हवा के लिए इनके घंटी जैसे नोजल चौड़े किए गए हैं। फाल्कन 9 के केरोसिन की जगह मीथेन चुनने की वजह सीधे मंगल से जुड़ी है। यह ज्यादा साफ जलता है और कोकिंग नाम की कालिख कम छोड़ता है, जो इंजन को जाम करती है और दोबारा इस्तेमाल को मुश्किल बनाती है। साथ ही इसे एक दिन मंगल की सतह पर वहां पहले से मौजूद कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से बनाया जा सकता है।

रैप्टर की जरूरत क्यों पड़ी

रैप्टर जिस समस्या से निपटता है, वह यह है कि अंतरिक्ष की कीमत हमेशा किसी देश के बजट जैसी रही है। रॉकेटों के दोबारा इस्तेमाल से पहले एक किलो सामान को लो अर्थ ऑर्बिट (LEO, पृथ्वी की निचली कक्षा) तक भेजने का खर्च लगभग 10,000 डॉलर था। इस वजह से कक्षा तक पहुंच सरकारों और इक्का-दुक्का अरबपतियों तक सीमित रही। किसी आम इंजीनियर या अंतरिक्ष यात्री बनने का सपना देखने वाले के लिए इस कीमत ने दरवाजा पूरी तरह बंद कर दिया था, और समाज के लिए इसने यह सीमित कर दिया कि इंसान धरती से बाहर क्या-क्या आजमा सकता है। एलन मस्क मंगल पर आत्मनिर्भर शहर के लक्ष्य से शुरू करके पीछे की ओर काम करते हैं, और हर पुर्जे को, सबसे ज्यादा रैप्टर को, इसी पैमाने पर परखा जाता है कि वह लागत को उस लक्ष्य की ओर कितना नीचे लाता है।

यह कैसे काम करता है

फुल-फ्लो स्टेज्ड कम्बशन में सारा ईंधन और सारा ऑक्सीडाइजर मुख्य चैंबर तक पहुंचने से पहले दो प्रीबर्नर (मुख्य चैंबर से पहले टर्बाइन चलाने के लिए ईंधन जलाने वाले छोटे चैंबर) से होकर गुजरता है: एक में ईंधन ज्यादा होता है और दूसरे में ऑक्सीडाइजर। इससे कुछ भी बाहर फेंकना नहीं पड़ता और टर्बाइन ठंडी चलती हैं। इंजीनियरों ने ऐसे इंजन का पहला खाका 1960 के दशक में सोवियत RD-270 के साथ बनाया था, लेकिन वह कभी उड़ा नहीं, और रैप्टर अपनी तरह का पहला इंजन है जो सच में आसमान तक पहुंचा। रैप्टर का चैंबर प्रेशर लगभग 300 से 350 बार है, जो रूस में बने RD-180 के 267 बार से ज्यादा है, और ज्यादा प्रेशर का मतलब है उसी आकार के इंजन से ज्यादा थ्रस्ट। तीन पीढ़ियों में समुद्र-तल का थ्रस्ट लगभग डेढ़ गुना हो गया, 185 से बढ़कर 280 मीट्रिक टन थ्रस्ट।

ये फायदे इंजन को बड़ा करने से नहीं आए। हर पीढ़ी ताकतवर होने के साथ हल्की भी हुई: ड्राई वजन रैप्टर 1 के 2,080 किलो से घटकर रैप्टर 3 में 1,525 किलो रह गया, यानी लगभग 27 प्रतिशत हल्का। रैप्टर 3 हीट शील्ड और बाहरी पाइपिंग को इंजन के भीतर ही समेट लेता है, जिससे पहले बोल्ट से जुड़ने वाले पुर्जे हट जाते हैं, और इसका थ्रस्ट-टू-वेट रेशियो 180:1 से ऊपर पहुंच जाता है। जिस चरण को अपने ऊपर रखी हर चीज उठानी हो, उसमें कम वजन से ज्यादा धक्का ही सबसे बड़ी बात है।

रैप्टर का अर्थशास्त्र

इंजनों का बंटवारा लागत की कहानी बताता है। पूरे स्टारशिप स्टैक में 39 रैप्टर होते हैं, लेकिन बराबर बंटे हुए नहीं। सुपर हेवी बूस्टर नीचे के घने वायुमंडल को चीरकर ऊपर जाने का भारी काम करता है, इसलिए उसमें ऊपर रखे शिप से कहीं ज्यादा इंजन लगते हैं। स्पेसएक्स के आंकड़ों के मुताबिक वर्जन 3 बूस्टर पर 33 रैप्टर 3 इंजन एक साथ चलकर लगभग 80.8 मेगान्यूटन का लिफ्टऑफ थ्रस्ट देते हैं। यह लगभग 1.82 करोड़ पाउंड-बल है, उस सैटर्न V रॉकेट के दोगुने से भी ज्यादा जिसने अपोलो मिशन को चंद्रमा तक भेजा था। बूस्टर को हर उड़ान में सभी 33 इंजन चाहिए, इसलिए हर हल्की और ज्यादा थ्रस्ट वाली पीढ़ी का फायदा स्पेसएक्स के बनाए हर स्टैक पर मिलता है। प्रति इंजन लागत रैप्टर 1 के लगभग 10 लाख डॉलर से घटकर लगभग 2.5 लाख डॉलर के लक्ष्य की ओर बढ़ रही है।

रैप्टर की मौजूदा स्थिति

कुल उत्पादन 600 इंजन पार कर चुका है, और अकेले रैप्टर 2 ने 2,26,000 सेकंड से ज्यादा टेस्ट रनटाइम दर्ज किया है। इतने लंबे जुटे हुए बर्न टाइम से ही प्रोटोटाइप असली प्रोडक्ट बनता है। 2021 के आखिर में उत्पादन बढ़ाने की मुहिम पूरी कंपनी की प्राथमिकता थी, क्योंकि एलन मस्क ने इंजन उत्पादन बढ़ाने को स्पेसएक्स का सबसे बड़ा लक्ष्य बना दिया था। उत्पादन बढ़ा और 2024 तक लगभग रोज एक इंजन तक पहुंच गया। अब लाइन पर रैप्टर 3 बन रहा है, और मैकग्रेगर से सैकड़ों में चल रहे सीरियल नंबर वाले इंजन निकल रहे हैं।

आगे की राह

रैप्टर 3 उत्पादन वाला संस्करण है, जिसका ऑल-इन-वन डिजाइन री-एंट्री (वायुमंडल में वापसी) झेलने और बीच में बहुत कम काम के साथ फिर से उड़ने के लिए बना है। जो इंजन चल सके, लौट सके और बिना दोबारा बनाए फिर से चल सके, वही लॉन्च बढ़ने के साथ प्रति किलो लागत को लगातार घटा सकता है। रैप्टर 3 ने पहली उड़ान 22 मई 2026 को स्टारशिप फ्लाइट 12 पर भरी। फ्लाइट 12 और 13 में बूस्टर की वापसी के लिए इंजनों को दोबारा चालू करने के पहले वर्जन 3 टेस्ट हुए, और फ्लाइट 14 में एक वैक्यूम इंजन के जल्दी बंद होने के बाद भी शिप कक्षा तक पहुंचा।

सार

रैप्टर वह हिस्सा है जहां इंजीनियरिंग का लक्ष्य और पैसे का लक्ष्य मिलते हैं, क्योंकि इंजन से घटाया गया हर किलो कक्षा तक पहुंचने की लागत कम करता है। इसकी अगली परीक्षा दोबारा इस्तेमाल है: वर्जन 3 बूस्टर को पकड़ना और उसके इंजन फिर से उड़ाना।