කාබන්-ෆයිබර් ප්‍රහේලිකාව: ඕෂන් ගේට් ටයිටන් ගිල්වන යාත්‍රාවෙහි(OceanGate Titan submersible) ඛේදනීය පිපිරීම ගැන භෞතික විද්‍යාඥයෙකු සිදු කරන පැහැදිලි කිරීමක්

ඕෂන් ගේට් ටයිටන් ගිල්වන යාත්‍රාවෙහි(OceanGate Titan submersible) ප්‍රධාන වශයෙන් කාබන් කෙඳිවලින්(carbon fibers) සාදන ලද බඳක් සහිත ප්‍රථම ගැඹුරු මුහුදු යාත්‍රාවයි. මෑතකදී අත්ලාන්තික් සාගරයේ පුපුරා ගියේ එයයි. පුපුරා යාමේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස කාර්ය මණ්ඩල සාමාජිකයින් පස් දෙනෙකුගේ දිවි අහිමි විය. සති හයක් වැනි කෙටි කාලයක් තුළ ඉදිකරන ලද යාත්‍රාවේ පර්යේෂණාත්මක කාබන් ෆයිබර් බඳ ව්‍යසනයේ ප්‍රධාන සාධකය විය හැකි දැයි Northeastern විශ්ව විදයාලයේ භෞතික විද්‍යාව පිළිබඳ කීර්තිමත් මහාචාර්යවරයකු වන අරුන් බන්සිල් ඇතුළු විශේෂඥයෝ   විමර්ශනයක යෙදී සිටිති.

ඕෂන් ගේට් ටයිටන් ගිල්විය හැකි නෞකාව අත්ලාන්තික් සාගරයේ ආස්ඵෝටනය(implode) වීමෙන් හෙවත් ඇතුළට පිපිරීමෙන් කාර්ය මණ්ඩල සාමාජිකයින් පස් දෙනෙක් මිය ගියහ. ගැඹුරු මුහුදේ යාත්‍රාවන් අතරේ ප්‍රථම පර්යේෂණාත්මක කාබන්-ෆයිබර් බඳ, ඊට හේතුවක් විය හැකි ද යන්න ගැනයි විමර්ශනයේ අවධානය  යොමු වී ඇත්තේ. කාබන්-ෆයිබර් කෙඳි බරින් අඩු බව සහ ඉහළ ශක්තිය වැනි වාසි ලබා දෙන නමුත්, ගැඹුරු මුහුදේ අධික පීඩනයට ඔරොත්තු දීමේ දි ඒවායේ හැකියාව තවමත් හොඳින් වටහාගෙන නොමැති හෙයින්, එවැනි යෙදුම්වල වැඩිදුර පර්යේෂණ සහ පරීක්ෂණවල අවශ්‍යතාවය ඉස්මතු කරයි.

ගිල්විය හැකි ඕෂන් ගේට් ටයිටන් හි සුන්බුන් මේ වන විට බලධාරීන් සන්තකයේ ඇති බැවින්, පරීක්ෂකයින් සාක්ෂි එකිනෙකට ගලපමින් වෙහෙස මහන්සි වන්නේ  සති දෙකකට පෙර අත්ලාන්තික් සාගරයේ දී යාත්‍රාව පුපුරා යාමට හේතුව කුමක් දැයි සොයා ගැනීමටය

මෙම පසුබිම යටතේ Northeastern Global News මහාචාර්ය අරුන් බන්සිල් සමඟ සම්මුඛ සාකච්ඡාවක යෙදුනේ සිදුවන්නට ඇත්තේ කුමක් දැයි යන්න ගැන වඩා හොඳ අවබෝධයක් ලබා ගැනීමේ උත්සාහක යෙදෙමිනි.

සිදුවන්නට ඇතැයි සිතිය හැකි දේ ගැන එක්  පැහැදිලි කිරීමක් සම්බන්ධව පුළුල් ලෙස සාකච්ඡා කර ඇත: එක් වාර්තාවක් අනුව ඒ, සමාගම සති හයක් තුළ නිපදවූ යාත්‍රාවේ පර්යේෂණාත්මක කාබන්-ෆයිබර් බඳ ගැනයි .

මෙහි දැක්වෙන්නේ ගැඹුරු මුහුදේ ජල යාත්‍රාවල කාබන්-ෆයිබර් ද්‍රව්‍ය භාවිතය (සහ ඉතිහාසය) පිළිබඳව මචාර්ය බැන්සිල් කෙටි විශ්ලේෂණයක  යෙදෙමින් Northeastern Global News  සමග සිදු කළ  සංවාදයෙහි සංක්ෂිප්ත අනුවාදයකි.

Northeastern විශ්ව විද්‍යාලයේ භෞතික විද්‍යාව පිළිබඳ මහාචාර්ය අරුන් බන්සිල්, ISEC ගොඩනැගිල්ලේ ආලේඛ්‍ය ඡායාරූපයකට පෙනී සිටියි. Credit: Matthew Modoono/Northeeastrn University

ටයිටන් ගිල්විය හැකි යාත්‍රාවන් හි කාබන්-ෆයිබර් සංයුතිය ගැන බොහෝ කතාබහක් ඇත. ගැඹුරු සාගර පීඩනය යටතේ  ටයිටේනියම්, ඇලුමිනියම් සහ වානේ මෙන්ම  කාබන් කෙඳි සංයුක්ත ද්‍රව්‍යවලටත් දරා සිටීමේ ශක්තිය නොමැත්තේ මන්දැයි ඔබට පැහැදිලි කළ හැකිද?

අඩු බර සහ ඉහළ ශක්තියක් අවශ්‍ය සංරචක හෙවත් කොටස් සඳහා, අභ්‍යවකාශ, මෝටර් රථ, ක්‍රීඩා, වෛද්‍ය සහ පාරිභෝගික භාණ්ඩ කර්මාන්තවල භාවිතය සඳහා කාබන් ෆයිබර් පදනම් වූ සංයෝග සාර්ථකව සංවර්ධනය කර ඇත.

කෙසේ වෙතත්, ගැඹුරු මුහුදේ යෙදීම් සම්බන්ධයෙන් සළකන විට,  මෙය එසේ නොවන අතර, පීඩනයනයට ඔරොත්තු දෙන බඳ  සෑදීම සඳහා වානේ, ටයිටේනියම් සහ ඇලුමිනියම් බහුලව භාවිතා වේ.

ටයිටන් යනු ප්‍රධාන වශයෙන් කාබන් තන්තු වලින් සාදන ලද බඳක් සහිත පළමු ගැඹුරු මුහුදේ වාහනයයි. ගැඹුරු මුහුදේ පීඩනය යටතේ නැවත නැවතත් ප්‍රත්‍යාබලයේ චක්‍රවලට(cycles of stress) ඔරොත්තු දීම, විශේෂයෙන් සම්පීඩන ප්‍රත්‍යාබලයට(compressive stress) ඔරොත්තු දීම සඳහා කාබන් තන්තු වලට ඇති හැකියාව හොඳින් වටහාගෙන නොමැති අතර, කාබන් තන්තු මත පදනම්ව ආරක්ෂිත බඳ නිර්මාණය කිරීම අපහසු වේ.

ටයිටන් හි අසාර්ථකත්වය තක්සේරු කිරීමේදී,  සංයුක්තයේ ඇති කාබන් තන්තු බන්ධනය කරන ඉපොක්සි මත ජල අවශෝෂණයේ පිරිහෙන බලපෑම් ද මතක තබා ගත යුතුය.

කාබන් ෆයිබර් මෙම වර්ගයේ ජල යාත්‍රා සඳහා යෝග්‍ය විය හැකි ද්‍රව්‍යයක් ලෙස දැකීමට පටන් ගත්තේ කවරදා සිට ද?

අඩි 36,000 ක් පමණ ගැඹුරින් පිහිටි මරියානා ආගාධයේ ගැඹුරුම ස්ථානය වන Challenger Deep හි පතුලට කිමිදීම සඳහා, තනි පුද්ගලයෙකු පමණක් ගමන් කරන ගිල්විය හැකි යාත්‍රාවක  බඳ සඳහා කාබන් තන්තු භාවිතා කිරීම සම්බන්ධයෙන් 2000 දී පමණ වික්‍රමික ස්ටීව් ෆොසෙට්(Steve Fossett) ගවේෂණය කිරීමට පටන් ගත් බව පෙනේ.

Fossett විසින් නිපදවීමට ඇණවුම් කරන ලද ගිල්විය හැකි DeepFlight Challenger පරීක්‍ෂාවට ලක් කර හෝ (කලින්) භාවිතයේ යොදවා නොමැත. ටයිටන් යනු කාබන්-ෆයිබර් බඳ සහිත පළමු ගැඹුරු මුහුදේ ගිල්විය හැකි යාත්‍රාවයි.

සමාගම් මෙම නව ද්‍රව්‍ය යොදාගනිමින් අත්හදා බැලීම් කරන්නේ ඇයි? තවද, බලාපොරොත්තු තැබිය හැකි වෙනත් විකල්ප තිබේද?

නව ද්‍රව්‍ය යනු පරිවර්තනීය විද්‍යාව සහ ඉංජිනේරු දියුණුව ඇති කරවන කොඳු නාරටියයි. කාබන් කෙඳි මගින් ලෝහවලට වඩා ඉහළ ශක්තියක්, අඩු බරක් සහ විඛාදන(මල කෑම) ප්රතිරෝධය වැනි බොහෝ වාසි සලසනු ලැබේ.

ටයිටන් යාත්‍රාව විසින් මුහුදුබත් වූ  නැව වෙත කිමිදුම් වාර කිහිපයක් සිදු කර ඇති අතර, එහි පිපිරීමට තුඩු දුන්  මූලික ප්‍රේරකය පිළිබඳව පවතින පරීක්ෂණ අවසන් වන තුරු අප, අපේ විනිශ්චයන් අත්හිටුවිය යුතුය.

මගේ(මචාර්ය බන්සිල් ) අනුමානය නම්, පර්යේෂකයන් අවසානයේ දී ගැඹුරු මුහුදේ යෙදීම් සඳහා කාබන්-තන්තු මත පදනම් වූ ද්‍රව්‍ය වැඩි දියුණු කරණු ඇතුවාක් පමණක් නොව, ගිල්විය හැකි යාත්‍රාවන්හි  ආරක්ෂිත ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා පරීක්ෂණ ක්‍රියාපටිපාටි සංවර්ධනය කරනු ඇති බවයි.

SciTech Daily(Physics News) හී පළවන  Carbon-Fiber Conundrum: Physicist Explains the Tragic Implosion of OceanGate’s Titan Submersible යන ලිපිය ඇසුරෙනි