“മില്ലിമീറ്റർ-വേവ്” സാങ്കേതികവിദ്യയും ഭൗമതാപ ഊർജത്തിന്റെ ഭാവിയും – രാകേഷ് ഉണ്ണികൃഷ്ണൻ എഴുതുന്നു

അമ്പത് വർഷങ്ങൾക്കുമുമ്പാണ് മനുഷ്യൻ ആദ്യമായി ചന്ദ്രനിൽ കാലുകുത്തിയത്. അതിനുശേഷം മനുഷ്യൻ നിർമ്മിച്ച ബഹിരാകാശ പേടകങ്ങൾ സൗരയൂഥത്തിന്റെ അതിർത്തികൾ കടന്ന് സഞ്ചരിച്ചു. എന്നാൽ ഭൂമിയെക്കുറിച്ച് ചിന്തിക്കുമ്പോൾ ഒരു അത്ഭുതകരമായ വസ്തുതയാണ് നമുക്ക് മുന്നിലുള്ളത്. ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് മനുഷ്യൻ ഇതുവരെ എത്തിച്ചേർന്ന ഏറ്റവും വലിയ ആഴം വെറും 12 കിലോമീറ്ററാണ്.

കോല സൂപ്പർഡീപ്പ് ബോർഹോൾ (Kola Superdeep Borehole)

ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ആഴത്തിൽ മനുഷ്യൻ നിർമ്മിച്ച ദ്വാരമാണ് കോല സൂപ്പർഡീപ്പ് ബോർഹോൾ (Kola Superdeep Borehole). 1970-ൽ സോവിയറ്റ് യൂണിയൻ, റഷ്യയിലെ മുർമാൻസ്ക് മേഖലയിൽ, നോർവേയുടെ അതിർത്തിക്കടുത്തുള്ള ബാരന്റ്സ് കടലിനോട് ചേർന്ന പ്രദേശത്താണ് ഈ ശാസ്ത്രീയ പദ്ധതിക്ക് തുടക്കമിട്ടത്.

ഇന്നും ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ആഴമേറിയ മനുഷ്യനിർമ്മിത ദ്വാരം ഇതുതന്നെയാണ്. മരിയാന ട്രെഞ്ചിന്റെ ആഴത്തേക്കാളും എവറസ്റ്റ് കൊടുമുടിയുടെ ഉയരത്തേക്കാളും കൂടുതലാണ് ഇതിന്റെ ആഴം.

എന്നാൽ ഭൂമിയുടെ വലിപ്പവുമായി താരതമ്യം ചെയ്താൽ അത് അത്ര വലിയ നേട്ടമല്ല.

നാം നിൽക്കുന്ന ഭൂമിയുടെ പുറംപാളിയായ Continental Crust ശരാശരി 40 കിലോമീറ്റർ കട്ടിയുള്ളതാണ്. അതിനടിയിലുള്ള Mantle ഏകദേശം 2,896 കിലോമീറ്റർ വരെ വ്യാപിച്ചുകിടക്കുന്നു. അതിനും താഴെ Outer Core ഏകദേശം 2,250 കിലോമീറ്റർ കട്ടിയുണ്ട്. ഏറ്റവും ഉള്ളിലുള്ള Inner Core പ്രധാനമായും ഇരുമ്പുകൊണ്ട് നിർമ്മിതമായ, ഏകദേശം 1,220 കിലോമീറ്റർ ആരം (radius) ഉള്ള അതിതാപമുള്ള ഗോളമാണ്.

ഈ വമ്പിച്ച ഘടനയുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ, കോല സൂപ്പർഡീപ്പ് ബോർഹോൾ ഭൂമിയുടെ കേന്ദ്രത്തിലേക്കുള്ള ആകെ ദൂരത്തിന്റെ വെറും 0.2 ശതമാനം മാത്രമാണ് മനുഷ്യൻ ഇതുവരെ എത്തിച്ചേർന്നിട്ടുള്ളത്.

ഇനി ഇതിനെ ബഹിരാകാശ പര്യവേക്ഷണവുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുക.

1977-ൽ നാസ വിക്ഷേപിച്ച വോയേജർ-1 ഇന്ന് സൗരയൂഥം വിട്ട് ഭൂമിയിൽ നിന്ന് 23.5 ബില്യൺ കിലോമീറ്ററിലധികം അകലെ എത്തിയിരിക്കുന്നു.

അതായത്, മനുഷ്യൻ നിർമ്മിച്ച യന്ത്രങ്ങൾ കോടിക്കണക്കിന് കിലോമീറ്ററുകൾ അകലെയുള്ള ബഹിരാകാശം വരെ സഞ്ചരിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, നമ്മുടെ സ്വന്തം ഗ്രഹത്തിന്റെ ഉള്ളിലേക്ക് നമുക്ക് കടക്കാനായത് വെറും 12 കിലോമീറ്ററുകൾ മാത്രമാണ്. എന്തുകൊണ്ടാണ് അങ്ങനെ?

എന്തുകൊണ്ടാണ് നമുക്ക് കൂടുതൽ ആഴത്തിൽ തുരക്കാൻ കഴിയാത്തത്?

കോല ബോർഹോളിലെ തുരക്കൽ ആരംഭിച്ചപ്പോൾ കാര്യങ്ങൾ വളരെ പ്രതീക്ഷ നൽകുന്നതായിരുന്നു. ഡ്രിൽ ആദ്യം ഗ്രാനൈറ്റ് പാറകളെ താരതമ്യേന എളുപ്പത്തിൽ തുളച്ചുകയറി.

എന്നാൽ ഏകദേശം 6.9 കിലോമീറ്റർ ആഴത്തിലെത്തിയപ്പോൾ സ്ഥിതി മാറി. പാറകൾ കൂടുതൽ സാന്ദ്രവും കടുപ്പമുള്ളതുമായി. ഡ്രിൽ ബിറ്റുകൾ ഇടയ്ക്കിടെ തകരാൻ തുടങ്ങി. അതിനാൽ പലതവണ തുരക്കുന്ന ദിശ മാറ്റേണ്ടിവന്നു.

പക്ഷേ യഥാർത്ഥ വെല്ലുവിളി പാറയുടെ കാഠിന്യമല്ലായിരുന്നു.

അത് ചൂടായിരുന്നു.

ഭൂമിക്കടിയിലേക്ക് പോകുന്തോറും താപനില വർധിക്കുമെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ നേരത്തെ തന്നെ പ്രവചിച്ചിരുന്നു. ഏകദേശം 3 കിലോമീറ്റർ വരെ ആ പ്രവചനം ശരിയായിരുന്നു. എന്നാൽ അതിനുശേഷം താപനില പ്രതീക്ഷിച്ചതിനേക്കാൾ വളരെ വേഗത്തിൽ ഉയരാൻ തുടങ്ങി.

ഏകദേശം 12 കിലോമീറ്റർ ആഴത്തിലെത്തിയപ്പോൾ താപനില 180°C ആയി. എഞ്ചിനീയർമാർ പ്രതീക്ഷിച്ചിരുന്നത് വെറും 100°C മാത്രമായിരുന്നു. ഈ അതിതാപനില അന്നത്തെ ഡ്രില്ലിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് താങ്ങാനാകുന്നതിലും കൂടുതലായിരുന്നു. വിവിധ യന്ത്രഭാഗങ്ങൾ തകരാൻ തുടങ്ങി.

അവസാനം, ലക്ഷ്യമിട്ടിരുന്ന 15 കിലോമീറ്റർ ആഴത്തിലെത്തുന്നതിന് മുമ്പുതന്നെ പദ്ധതി ഉപേക്ഷിക്കേണ്ടിവന്നു. 2005-ൽ ഡ്രില്ലിംഗ് കേന്ദ്രം ഔദ്യോഗികമായി അടച്ചുപൂട്ടുകയും ബോർഹോൾ സ്ഥിരമായി സീൽ ചെയ്യുകയും ചെയ്തു.

വിരോധാഭാസമെന്ന് പറയട്ടെ, ഭൂമിയുടെ ഉള്ളിലേക്ക് കടക്കുന്നതിലെ ഏറ്റവും വലിയ തടസ്സം ദൂരമല്ലായിരുന്നു. അത് ഭൂമിയുടെ ഉള്ളിലെ അതിശക്തമായ ചൂടായിരുന്നു.

ഭൂമിയുടെ ഉള്ളിലെ അദൃശ്യ ഊർജശേഖരം

നമ്മെ കൂടുതൽ ആഴത്തിൽ തുരക്കുന്നതിൽ നിന്ന് തടഞ്ഞ അതേ ചൂട് തന്നെയാണ് മനുഷ്യരാശിയുടെ ഏറ്റവും വലിയ ഉപയോഗിക്കപ്പെടാത്ത ഊർജസ്രോതസ്സുകളിൽ ഒന്ന്. അതാണ് ഭൗമതാപ ഊർജം (Geothermal Energy).

ഭൂമിയുടെ ഉൾഭാഗത്ത് സ്വാഭാവികമായി സംഭരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന താപോർജമാണ് ഭൗമതാപ ഊർജം. ഭൂമി രൂപംകൊണ്ട കാലം മുതൽ അവശേഷിച്ച ചൂടും Continental Crust/ Mantle-ലെ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന റേഡിയോ ആക്ടീവ് മൂലകങ്ങളുടെ തുടർച്ചയായ ക്ഷയവും (Radioactive Decay) ചേർന്നാണ് ഈ ചൂട് നിലനിൽക്കുന്നത്.

ഈ ഊർജം ഉപയോഗിക്കുന്ന ആശയം വളരെ ലളിതമാണ്.

ഭൂമിക്കടിയിലെ ചൂടുള്ള പാറകളിലേക്ക് ഒരു കിണർ തുരക്കുക. അതിലൂടെ വെള്ളം താഴേക്ക് പമ്പ് ചെയ്യുക. ഭൂമിയുടെ ചൂട് വെള്ളത്തെ അത്യുഷ്ണമാക്കുകയോ നീരാവിയാക്കി മാറ്റുകയോ ചെയ്യും. ആ ചൂടുവെള്ളമോ നീരാവിയോ വീണ്ടും മുകളിലേക്ക് കൊണ്ടുവന്ന് ടർബൈനുകൾ കറക്കി വൈദ്യുതി ഉൽപാദിപ്പിക്കാം.

മറ്റൊരു രീതിയിൽ പറഞ്ഞാൽ, ഭൗമതാപ ഊർജം പ്രകൃതി തന്നെ നിർമ്മിച്ച ഒരു ഭീമൻ സ്റ്റീം എഞ്ചിനാണ്.

ഇന്ന് ലോകത്ത് ഉപയോഗിക്കുന്ന മിക്ക വൈദ്യുത നിലയങ്ങളും, കൽക്കരി നിലയങ്ങളായാലും, പ്രകൃതിവാതക നിലയങ്ങളായാലും, ആണവനിലയങ്ങളായാലും, സോളാർ തെർമൽ നിലയങ്ങളായാലും അടിസ്ഥാനപരമായി ചെയ്യുന്നത് ഒരേയൊരു കാര്യമാണ്. വെള്ളം തിളപ്പിച്ച് നീരാവിയുണ്ടാക്കുക. ആ നീരാവി കൊണ്ട് ടർബൈൻ കറക്കുക. ടർബൈൻ ജനറേറ്റർ കറക്കി വൈദ്യുതി ഉൽപാദിപ്പിക്കുക.

ഭൗമതാപ ഊർജത്തിൽ മാത്രം ഇന്ധനം കത്തിക്കേണ്ട ആവശ്യമില്ല. കാരണം ഇവിടെ വെള്ളം തിളപ്പിക്കുന്നത് ഭൂമിയുടെ ഉള്ളിലുള്ള ചൂടാണ്.

സൗരോർജത്തെയും കാറ്റാടി വൈദ്യുതിയെയും അപേക്ഷിച്ച് ഭൗമതാപ ഊർജത്തിന് ഒരു വലിയ പ്രത്യേകതയുണ്ട്. സൂര്യൻ അസ്തമിച്ചാലും പ്രശ്നമില്ല, കാറ്റില്ലെങ്കിലും പ്രശ്നമില്ല. ദിവസത്തിൽ 24 മണിക്കൂറും വർഷത്തിൽ 365 ദിവസവും ഇത് ലഭ്യമാണ്. അതുകൊണ്ടുതന്നെ ഇതിനെ വിശ്വസനീയമായ ബേസ്-ലോഡ് (Baseload) വൈദ്യുതിസ്രോതസ്സ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഐസ്‌ലാൻഡ്, അമേരിക്ക, ഇൻഡോനേഷ്യ, കെനിയ, ന്യൂസിലാൻഡ് തുടങ്ങിയ രാജ്യങ്ങൾ ഇതിനകം തന്നെ ഭൗമതാപ ഊർജത്തിൽ നിന്ന് ഗണ്യമായ അളവിൽ വൈദ്യുതി ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്നുണ്ട്. പ്രത്യേകിച്ച് ഐസ്‌ലാൻഡ്.

ഐസ്‌ലാൻഡിലെ വൈദ്യുത ഉൽപ്പാദനം

അവിടത്തെ അഗ്നിപർവതങ്ങളും ചൂടുവെള്ള ഉറവകളും ഭൂമിക്കടിയിലെ താപം ഉപരിതലത്തോട് വളരെ അടുത്ത് എത്തിക്കുന്നതിനാൽ, രാജ്യത്തിന്റെ ഏകദേശം 30 ശതമാനം വൈദ്യുതിയും ഭൗമതാപ ഊർജത്തിൽ നിന്നാണ് ലഭിക്കുന്നത്.

എന്നാൽ അതിശയകരമായ കാര്യം, അമേരിക്കയിൽ പോലും ഭൗമതാപ ഊർജം ഇന്ന് ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതി ആകെ ഉൽപാദനത്തിന്റെ 0.4 ശതമാനം മാത്രമാണ്. എന്തു കൊണ്ടായിരിക്കാം അവർ അതിനു മുതിരാത്തതു ?

കാരണം ചൂട് ധാരാളമുണ്ടെങ്കിലും അത് വളരെ ആഴത്തിലാണ്.

ആ ചൂടിലെത്തണമെങ്കിൽ കഠിനമായ ഗ്രാനൈറ്റിന്റെയും മറ്റ് ക്രിസ്റ്റലിൻ പാറകളുടെയും നിരവധി കിലോമീറ്റർ കട്ടിയുള്ള പാളികൾ തുരന്നിറങ്ങണം.

ഇപ്പോഴുള്ള ഡ്രില്ലിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ഉപയോഗിച്ച് അത് സാമ്പത്തികമായി ലാഭകരമല്ല.

സൂപ്പർഹോട്ട് ജിയോതെർമൽ – ഭൂമിയുടെ യഥാർത്ഥ നിധി

ഭൗമതാപ ഊർജത്തിന്റെ ഏറ്റവും വലിയ നിധി ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് ഏകദേശം 3 മുതൽ 20 കിലോമീറ്റർ വരെ ആഴത്തിലാണ്.

ഈ ആഴങ്ങളിൽ താപനില അത്രയേറെ ഉയർന്നിരിക്കും, അവിടെ എത്തുന്ന വെള്ളം സാധാരണ ചൂടുവെള്ളമോ നീരാവിയോ ആകില്ല. അത് സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽ വെള്ളമായി (Supercritical Water) മാറും.

വെള്ളത്തിന്റെ മൂന്ന് അവസ്ഥകളെക്കുറിച്ച് എല്ലാവർക്കും അറിയാം.

• ഖരാവസ്ഥ (ഐസ്)
• ദ്രാവകാവസ്ഥ (വെള്ളം)
• വാതകാവസ്ഥ (നീരാവി)

എന്നാൽ അതിശക്തമായ ചൂടിലും മർദ്ദത്തിലും വെള്ളം നാലാമത്തെ പ്രത്യേക അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുന്നു. അതാണ് സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽ അവസ്ഥ.

ഈ അവസ്ഥയിലുള്ള വെള്ളത്തിന് സാധാരണ ചൂടുവെള്ളത്തേക്കാൾ അഞ്ച് മുതൽ പത്ത് മടങ്ങ് വരെ കൂടുതൽ ഊർജം വഹിക്കാൻ കഴിയും.

അത്തരം വെള്ളത്തെ ഭൂമിക്കടിയിൽ നിന്ന് മുകളിലേക്ക് കൊണ്ടുവന്ന് ടർബൈനുകൾ പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ കഴിഞ്ഞാൽ, ഇന്നത്തെ ഭൗമതാപ നിലയങ്ങളെക്കാൾ നിരവധി മടങ്ങ് കൂടുതൽ വൈദ്യുതി ഉൽപാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

പക്ഷേ പ്രശ്നം പഴയതുതന്നെയാണ്. അത്ര ആഴത്തിൽ നമുക്ക് എത്താൻ കഴിയുന്നില്ല.

മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് സാങ്കേതികവിദ്യ – ഡ്രില്ലിംഗിലെ പുതിയ വിപ്ലവം

ഈ പ്രശ്നത്തിന് പരിഹാരമായി ഗവേഷകർ ഇപ്പോൾ വലിയ പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന ഒരു സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. അതാണ് മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് (Millimeter-wave) ഡ്രില്ലിംഗ്.

മില്ലിമീറ്റർ തരംഗങ്ങൾ എന്നത് 30-300GHz വരെ frequency ഉള്ളതും 1-10mm വരെ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ളതുമായ (wavelength) വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളാണ്.

ഇത്തരം തരംഗങ്ങൾ ഇന്ന് 5G ആശയവിനിമയം, ഓട്ടോമൊബൈൽ റഡാർ, വിമാനത്താവള സുരക്ഷാ സ്കാനറുകൾ, വ്യാവസായിക സെൻസറുകൾ തുടങ്ങിയ നിരവധി മേഖലകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്.

എന്നാൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഇപ്പോൾ ഇതിന് മറ്റൊരു അതിശയകരമായ ഉപയോഗം കണ്ടെത്താൻ ശ്രമിക്കുകയാണ്. പാറ തുരക്കാൻ വേണ്ടി.

ഇന്നത്തെ ഡ്രില്ലിംഗ് യന്ത്രങ്ങൾ കറങ്ങുന്ന സ്റ്റീൽ ഡ്രിൽ ബിറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് പാറ മുറിക്കുന്നത്. മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് ഡ്രില്ലിംഗിൽ അങ്ങനെ അല്ല.

ഇതിൽ ജൈറോട്രോൺ (Gyrotron) എന്ന ഉപകരണം മില്ലിമീറ്റർ തരംഗങ്ങൾ സൃഷ്ടിച്ച് പാറയിലേക്ക് കേന്ദ്രീകരിച്ച് അയക്കുന്നു.

ആ തരംഗങ്ങൾ —

• പാറയുടെ ഉള്ളിലേക്ക് ചെറിയ ദൂരം കടന്നുകയറുന്നു.
• നിമിഷങ്ങൾക്കുള്ളിൽ പാറയെ 1500 മുതൽ 3000 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ ചൂടാക്കുന്നു.
• പാറ ഉരുകുകയോ പൊട്ടിപ്പിളരുകയോ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയോ ചെയ്യുന്നു.
• യാതൊരു യാന്ത്രിക സ്പർശവുമില്ലാതെ പാറ നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിയും.

ഇത് ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് പാറ മുറിക്കുന്നതുപോലെയാണെങ്കിലും, ലേസറിനേക്കാൾ ദൈർഘ്യമേറിയ തരംഗങ്ങളും വളരെ ഉയർന്ന തുടർച്ചയായ ശക്തിയും ഉപയോഗിക്കുന്നുവെന്നതാണ് പ്രധാന വ്യത്യാസം.

എന്തുകൊണ്ടാണ് ഇത് ഇത്ര പ്രധാനമാകുന്നത്?

ഇന്നത്തെ ഡ്രില്ലിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് ചില അടിസ്ഥാനപരമായ പരിമിതികളുണ്ട്.

• ഡ്രിൽ ബിറ്റുകൾ തേഞ്ഞുപോകുന്നു.
• കഠിനമായ ഗ്രാനൈറ്റ് പാറകളിൽ ഡ്രില്ലിംഗ് വളരെ മന്ദഗതിയിലാണ്.
• ആഴം കൂടുംതോറും താപനിലയും മർദ്ദവും കുത്തനെ ഉയരുന്നു.
• തകർന്ന ഡ്രിൽ ബിറ്റുകൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാൻ വലിയ സമയവും പണവും ചെലവാകുന്നു.

മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് ഡ്രില്ലിംഗ് വിജയിച്ചാൽ ഈ പ്രശ്നങ്ങളിൽ പലതും ഒഴിവാക്കാൻ കഴിയും.

അതിന്റെ പ്രധാന സാധ്യതകൾ:

• ഡ്രിൽ ബിറ്റുകൾ തേഞ്ഞുപോകില്ല.
• കഠിനമായ പാറകളിൽ വളരെ വേഗത്തിൽ ഡ്രിൽ ചെയ്യാൻ കഴിയും.
• അതിശക്തമായ ചൂടിലും പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും.
• ചില സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഡ്രില്ലിംഗ് ദ്രാവകങ്ങളുടെ ആവശ്യകത കുറയും.
• ഇന്നുള്ളതിനെക്കാൾ വളരെ ആഴത്തിൽ ഡ്രിൽ ചെയ്യാൻ കഴിയും.

ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ വിജയിച്ചാൽ 10-20 കിലോമീറ്റർ വരെ ആഴത്തിൽ കിണറുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ സാധിച്ചേക്കാം.

അവിടെ 400-500 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ താപനിലയുള്ള പാറകളിലെത്താൻ കഴിയും.

അത് മനുഷ്യരാശിക്ക് ഏതാണ്ട് എവിടെയും ലഭ്യമാകുന്ന, തുടർച്ചയായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന, കാർബൺ പുറന്തള്ളാത്ത ഒരു പുതിയ ഊർജസ്രോതസ്സിന്റെ വാതിൽ തുറന്നേക്കാം.

ഇനി ബാക്കിയുള്ള വെല്ലുവിളികൾ

മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് ഡ്രില്ലിംഗ് കേൾക്കുമ്പോൾ ഇത് എല്ലാ പ്രശ്നങ്ങൾക്കും പരിഹാരമാണെന്ന് തോന്നാം. എന്നാൽ യാഥാർത്ഥ്യത്തിൽ ഇത് ഇപ്പോഴും ഗവേഷണ ഘട്ടത്തിൽ നിന്ന് വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിലേക്കുള്ള യാത്രയിലാണ്.

ഇത് യാഥാർത്ഥ്യമാകുന്നതിന് മുമ്പ് എഞ്ചിനീയർമാർ പരിഹരിക്കേണ്ട നിരവധി സാങ്കേതിക വെല്ലുവിളികൾ ഇപ്പോഴും ബാക്കിയുണ്ട്.

അവയിൽ പ്രധാനപ്പെട്ടവ:

• നൂറുകണക്കിന് കിലോവാട്ട് മുതൽ മെഗാവാട്ട് വരെ ശേഷിയുള്ള മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് ഊർജം നിരവധി കിലോമീറ്റർ ആഴത്തിലുള്ള ബോർഹോളിലേക്ക് കാര്യക്ഷമമായി എത്തിക്കുക.
• ഉരുകുകയോ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയോ ചെയ്ത പാറ സുരക്ഷിതമായി പുറത്തേക്ക് നീക്കം ചെയ്യുക.
• അതിതാപനിലയിലും അതിശക്തമായ മർദ്ദത്തിലും പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കുക.
• ഡ്രില്ലിംഗ് നടക്കുന്ന സ്ഥലത്ത് ആവശ്യമായ വൈദ്യുതി ലഭ്യമാക്കുക.
• ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പരമ്പരാഗത ഡ്രില്ലിംഗിനേക്കാൾ സാമ്പത്തികമായി ലാഭകരമാണെന്ന് തെളിയിക്കുക.

ഇവയെല്ലാം വളരെ വലിയ എഞ്ചിനീയറിങ് വെല്ലുവിളികളാണ്. എന്നാൽ അവ അസാധ്യമാണെന്ന് പറയാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ തയ്യാറല്ല.

Quaise Energy – ഭൂമിയുടെ ഉള്ളിലേക്ക് പുതിയ വഴി തുറക്കുന്ന കമ്പനി

ഈ രംഗത്ത് ഇന്ന് ഏറ്റവും കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ നേടുന്ന കമ്പനി Quaise Energy ആണ്. അമേരിക്കയിലെ പ്രശസ്തമായ MIT (Massachusetts Institute of Technology)-യിൽ നടന്ന ഗവേഷണങ്ങളിൽ നിന്നാണ് ഈ കമ്പനിയുടെ ആശയങ്ങൾക്ക് തുടക്കമിട്ടത്. Quaise-ന്റെ ലക്ഷ്യം മുഴുവൻ കിണറും മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് ഉപയോഗിച്ച് തുരക്കുക എന്നതല്ല. പകരം അവർ ഒരു ഹൈബ്രിഡ് (Hybrid) ഡ്രില്ലിംഗ് രീതിയാണ് വികസിപ്പിക്കുന്നത്.

ആദ്യം പരമ്പരാഗത റോട്ടറി ഡ്രില്ലിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് ഭൂമിയുടെ മുകളിലുള്ള ഏകദേശം 2 മുതൽ 5 കിലോമീറ്റർ വരെ എളുപ്പത്തിൽ തുരക്കാൻ കഴിയുന്ന അവശിഷ്ട പാറകൾ (Sedimentary Rocks) തുളച്ചിറങ്ങും.

അതിനുശേഷം അതികഠിനമായ ഗ്രാനൈറ്റും മറ്റ് ക്രിസ്റ്റലിൻ പാറകളും ആരംഭിക്കുന്നിടത്ത് ഒരു ജൈറോട്രോൺ (Gyrotron) ബോർഹോളിലേക്ക് ഇറക്കും. ഈ ഉപകരണം ഉയർന്ന ശക്തിയുള്ള മില്ലിമീറ്റർ തരംഗങ്ങൾ പുറപ്പെടുവിക്കും. ആ തരംഗങ്ങൾ പാറയെ ഉരുക്കുകയോ ബാഷ്പീകരിക്കുകയോ ചെയ്യും.

ഇങ്ങനെ 10 മുതൽ 20 കിലോമീറ്റർ വരെ ആഴത്തിൽ എത്താനും 400 മുതൽ 500 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് അല്ലെങ്കിൽ അതിലധികം ചൂടുള്ള പാറകളിലെത്താനും കഴിയുമെന്നാണ് കമ്പനിയുടെ പ്രതീക്ഷ.

ഈ ആശയത്തിന്റെ ഏറ്റവും രസകരമായ വസ്തുത എന്തെന്നാൽ, ഇത് പൂർണ്ണമായും പുതിയൊരു സാങ്കേതികവിദ്യയല്ല.

ആണവസംയോജന (Nuclear Fusion) ഗവേഷണത്തിനായി പതിറ്റാണ്ടുകളായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്ന ജൈറോട്രോണുകൾ തന്നെയാണ് ഇവിടെ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറുകളിൽ പ്ലാസ്മയെ അതിതാപത്തിലേക്ക് ചൂടാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന അതേ ഉപകരണങ്ങൾ ഭൂമിക്കടിയിലെ പാറ ഉരുക്കാനും ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി.

അതുകൊണ്ടുതന്നെ നിരവധി ദേശീയ ഗവേഷണശാലകളും ഫ്യൂഷൻ ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങളും ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസനത്തിൽ നിർണായക പങ്കുവഹിക്കുന്നു.

എന്തുകൊണ്ടാണ് ഇത് ഇത്ര വലിയ മാറ്റമാകാൻ സാധ്യതയുള്ളത്?

ഇന്ന് ഭൗമതാപ വൈദ്യുതി ഉൽപാദനം പ്രധാനമായും പ്രകൃതിദത്തമായി ചൂട് ഉപരിതലത്തോട് അടുത്ത് എത്തുന്ന പ്രദേശങ്ങളിൽ മാത്രമാണ് സാധ്യമാകുന്നത്. ഉദാഹരണത്തിന്: ഐസ്‌ലാൻഡ്, ഇൻഡോനേഷ്യ, ന്യൂസിലാൻഡ്, അമേരിക്കയിലെ കാലിഫോർണിയ.

എന്നാൽ ഭൂമിയുടെ ഉൾഭാഗത്ത് ചൂട് ഇല്ലാത്ത രാജ്യമൊന്നുമില്ല. വ്യത്യാസം അതിന്റെ ആഴം മാത്രമാണ്.

Quaise വിജയിച്ചാൽ, അഗ്നിപർവതങ്ങളില്ലാത്ത രാജ്യങ്ങൾക്കും ഭൂമിക്കടിയിലെ അതിശക്തമായ ചൂട് ഉപയോഗിച്ച് വൈദ്യുതി ഉൽപാദിപ്പിക്കാൻ സാധിച്ചേക്കാം.

അത് ലോകത്തിന്റെ ഊർജരംഗത്തെ തന്നെ മാറ്റിമറിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു മുന്നേറ്റമായിരിക്കും. ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ സൂപ്പർഹോട്ട് ജിയോതെർമൽ പവർ പ്ലാന്റ് നിർമ്മിക്കുന്നതിനായി Quaise Energy 134 മില്യൺ ഡോളർ സമാഹരിച്ചിട്ടുണ്ട്.

ഇത് ഇതിനകം വിജയിച്ചോ എന്ന് ചോദിച്ചാൽ, ഇതിന് ഉത്തരം മൂന്ന് ഘട്ടങ്ങളായി പറയാം.

1. ലബോറട്ടറി പരീക്ഷണങ്ങൾ
ഉയർന്ന ശക്തിയുള്ള മില്ലിമീറ്റർ തരംഗങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് പാറ ഉരുക്കുകയും ബാഷ്പീകരിക്കുകയും ചെയ്യാമെന്ന് നിരവധി പരീക്ഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്.

2. ഫീൽഡ് പരീക്ഷണങ്ങൾ
Quaise ഇതിനകം തന്നെ യഥാർത്ഥ ഡ്രില്ലിംഗ് സാഹചര്യങ്ങളിൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തിയിട്ടുണ്ട്. സാങ്കേതികവിദ്യ തുടർച്ചയായി മെച്ചപ്പെടുത്തിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്.

3. വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള വൈദ്യുതി ഉൽപാദനം
മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് ഡ്രില്ലിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്ന വാണിജ്യ ഭൗമതാപ വൈദ്യുത നിലയം ഇതുവരെ നിലവിൽ വന്നിട്ടില്ല.

അതായത്, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഇപ്പോൾ ലബോറട്ടറിയിൽ നിന്ന് യഥാർത്ഥ ലോകത്തിലേക്കുള്ള യാത്രയുടെ മധ്യത്തിലാണ്.

നമ്മുടെ കാലത്തിന്റെ ഒരു “മൂൺഷോട്ട്”

മനുഷ്യൻ ചന്ദ്രനിൽ ഇറങ്ങി.
വോയേജർ പേടകം സൗരയൂഥം വിട്ടു.
നാം ചൊവ്വയിലേക്ക് റോവറുകളെ അയച്ചു.
ശനിയുടെയും വ്യാഴത്തിന്റെയും ഉപഗ്രഹങ്ങളിൽ ഇറങ്ങാനുള്ള ദൗത്യങ്ങൾ ആസൂത്രണം ചെയ്യുന്നു.

പക്ഷേ നാം ജീവിക്കുന്ന ഭൂമിയുടെ ഉള്ളിലേക്ക് കടന്നത് വെറും 12 കിലോമീറ്റർ മാത്രം.

ഭൂമിയുടെ ഉള്ളിൽ മനുഷ്യരാശിക്ക് ആയിരക്കണക്കിന് വർഷങ്ങൾ വൈദ്യുതി നൽകാൻ കഴിയുന്ന അളവിൽ ചൂട് സംഭരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുകയാണ്.

എന്നിട്ടും അതിലേക്ക് എത്താനുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യ നാം ഇപ്പോഴാണ് വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നത്.

അതുകൊണ്ടുതന്നെ നിരവധി ശാസ്ത്രജ്ഞരും ഊർജവിദഗ്ധരും മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് ഡ്രില്ലിംഗിനെ നമ്മുടെ കാലഘട്ടത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ “മൂൺഷോട്ട്” സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ഒന്നായി വിശേഷിപ്പിക്കുന്നു.

ഇത് സാങ്കേതികമായും സാമ്പത്തികമായും വിജയിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ലോകത്തിന്റെ മിക്ക ഭാഗങ്ങളിലും സൂപ്പർഹോട്ട് ജിയോതെർമൽ ഊർജം ഉപയോഗപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. അത് കാലാവസ്ഥയെ ആശ്രയിക്കാത്തതും, കാർബൺ പുറന്തള്ളാത്തതും, രാവും പകലും ഒരുപോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്നതുമായ ശുദ്ധമായ വൈദ്യുതി ലോകത്തിന് നൽകാൻ സഹായിക്കും.

ഒരുപക്ഷേ മനുഷ്യരാശിയുടെ അടുത്ത വലിയ പര്യവേക്ഷണം നക്ഷത്രങ്ങളിലേക്കല്ല… ഭൂമിക്കടിയിലേക്കായിരിക്കാം…