जेम्स हार्ट वाइल्ड: वह इंजन जो खुद को ठंडा करता था

10 दिसंबर 1938 को न्यू रोशेल, न्यूयॉर्क में, शौकीनों के एक छोटे समूह ने एक ऐसा रॉकेट मोटर दागा जिसने खुद को नष्ट नहीं किया। नब्बे पाउंड का थ्रस्ट, तेरह सेकंड, और — पूरे अभ्यास का मुख्य बिंदु — कोई बर्न-थ्रू नहीं। तब तक जिस किसी ने भी तरल-ईंधन रॉकेट इंजन बनाया था, वह अपने ही निकास (exhaust) के खिलाफ दौड़ में था, जो चैंबर को पिघलाने के लिए पर्याप्त गर्म था। जेम्स हार्ट वाइल्ड (James Hart Wyld) के मोटर ने इसे अंदर से बाहर की ओर मोड़कर समस्या का समाधान किया: उन्होंने ठंडे प्रणोदक (propellant) को जलने से पहले चैंबर के चारों ओर एक जैकेट के माध्यम से चलाया, जिससे ईंधन ने इंजन को ठंडा किया और इंजन ने ईंधन को पहले से गर्म किया। कुछ भी बर्बाद नहीं हुआ। तब से बनाया गया हर तरल-प्रणोदक रॉकेट मोटर इसी सिद्धांत पर काम करता है।

प्रिंसटन, और एक किताब

वाइल्ड का जीवनी रिकॉर्ड बहुत कम और असंगत है — मानक विवरण इस बात पर अलग-अलग हैं कि उनका जन्म 1912 में न्यूयॉर्क शहर में हुआ था या 1913 में पॉम्पटन लेक्स, न्यू जर्सी में। जो सर्वसम्मत है वह यह है कि उन्होंने हॉथोर्न, न्यूयॉर्क के हार्वे प्रीपेरेटरी स्कूल, कनेक्टिकट के सैलिसबरी, और फिर प्रिंसटन में शिक्षा प्राप्त की, जहाँ उन्होंने 1935 में मैकेनिकल इंजीनियरिंग में बीएस की डिग्री ली।

जिस चीज ने एक मैकेनिकल इंजीनियर को रॉकेट मैन में बदल दिया, वह एक किताब थी: द कॉन्क्वेस्ट ऑफ स्पेस (The Conquest of Space), जिसके लेखक डेविड लासर (David Lasser) थे, जो उस समय की अमेरिकन इंटरप्लेनेटरी सोसाइटी (बाद में अमेरिकन रॉकेट सोसाइटी) के संस्थापक सदस्य थे। लासर की किताब ने यह तर्क दिया कि अंतरिक्ष उड़ान एक इंजीनियरिंग समस्या है न कि कोई कल्पना, और वाइल्ड सोसाइटी में शामिल हो गए — स्रोत उनकी सदस्यता को 1931 की शुरुआत या मार्च 1935 के अंत तक का बताते हैं। एआरएस (ARS) अमेरिका का पहला निजी रॉकेट-निर्माण संगठन था: उत्साही लोगों, लेखकों और इंजीनियरों का एक समूह, बिना किसी सरकारी फंडिंग के, खुली जमीन के टुकड़ों पर मोटरों का परीक्षण कर रहा था।

पुनर्योजी विचार

वे सभी जिस बाधा का सामना कर रहे थे, वह गर्मी थी। एक तरल-ईंधन मोटर 1930 के दशक में उपलब्ध किसी भी चैंबर सामग्री के गलनांक से कहीं अधिक तापमान उत्पन्न करता है, और टेस्ट फायरिंग का मानक परिणाम सेकंडों के भीतर बर्न-थ्रू नोजल था। स्पष्ट सुधार — मोटी दीवारें, विदेशी मिश्र धातुएं, छोटे बर्न — इन सभी में थ्रस्ट, द्रव्यमान या उपयोगिता का नुकसान होता था।

1936 में वाइल्ड ने इसका उत्तर निकाला, जिसे उन्होंने M-15 नाम दिया: एक दोहरी दीवार वाला नोजल जिसके माध्यम से दहन से पहले प्रणोदक घूमता है। ईंधन ही कूलेंट बन जाता है। यह उस गर्मी को सोख लेता है जो अन्यथा चैंबर को नष्ट कर देती, और यह उस गर्मी को बाहर निकालने के बजाय वापस दहन प्रक्रिया में ले आता है, इसलिए इंजन ठंडा और अधिक कठिन चलता है। यह उन विचारों में से एक है जो पीछे मुड़कर देखने पर स्पष्ट लगता है और उस समय किसी के लिए स्पष्ट नहीं था।

उन्होंने अप्रैल 1938 में एस्ट्रोनॉटिक्स (Astronautics) में इस अवधारणा को प्रकाशित किया, और उस दिसंबर में सफल परीक्षण हुआ। जुलाई 1941 तक डिजाइन के परिष्कृत संस्करण 125 पाउंड का औसत निरंतर थ्रस्ट पैदा कर रहे थे। नवंबर 1941 में सोसाइटी ने अमेरिकी नौसेना को मोटर का प्रदर्शन दिखाया, जो छोटे डेक से उड़ने वाले विमानों के लिए रॉकेट-सहायता प्राप्त टेकऑफ़ में रुचि रखती थी।

रिएक्शन मोटर्स

16 दिसंबर 1941 को, पर्ल हार्बर के नौ दिन बाद, वाइल्ड और चार एआरएस सहयोगियों ने रिएक्शन मोटर्स, इंक. (Reaction Motors, Inc.) को निगमित किया — जो संयुक्त राज्य अमेरिका की पहली वाणिज्यिक रॉकेट कंपनी थी। वाइल्ड ने सचिव और अनुसंधान निदेशक के रूप में कार्य किया। यह एक असाधारण संक्रमण था: एक फील्ड में नब्बे पाउंड की मोटरें चलाने वाले एक हॉबीस्ट सोसाइटी से लेकर नौसेना द्वारा प्रायोजित निर्माता बनने तक, केवल कुछ ही हफ्तों में, एक ही डिजाइन सिद्धांत के दम पर।

कंपनी तेजी से बढ़ी। युद्धकालीन JATO इकाइयां — जेट-सहायता प्राप्त टेकऑफ़ बूस्टर — 1943 तक 3,400 पाउंड थ्रस्ट तक पहुंच गई थीं, और दशक के मध्य तक RMI इंजन 6,000 पाउंड पैदा कर रहे थे। 6000C-4, एक चार-चैंबर मोटर, जिसका वंश सीधे 1938 की छोटी पुनर्योजी रूप से ठंडी इकाई से वापस जाता है, वह इंजन था जिसे बेल X-1 (Bell X-1) में स्थापित किया गया था। वह विमान ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाला पहला मानवयुक्त वाहन बन गया।

वाइल्ड ने उसके बाद की बहुत सी चीजें नहीं देखीं। 1953 में 41 वर्ष की आयु में हृदय की स्थिति के कारण उनकी मृत्यु हो गई।

जेम्स को प्रतिभाशाली क्यों कहा जाता है

ईमानदार फैसला यह है कि वाइल्ड व्यापक या सिस्टम-निर्माण बुद्धि के अर्थ में प्रतिभाशाली नहीं थे; वह एक ऐसे व्यक्ति थे जिनके पास एक अत्यंत अच्छा विचार था और उन्होंने उसे निष्पादित किया। लेकिन विचार पर ध्यान देने की आवश्यकता है, क्योंकि इसकी गुणवत्ता असामान्य है। पुनर्योजी शीतलन एक उलटफेर है: यह उस चीज को लेता है जो मशीन को नष्ट कर रही है और उसे उस चीज में डाल देता है जो मशीन को काम कर रही है। गर्मी, दुश्मन, पहले से गरम प्रणोदक बन जाती है, एक संपत्ति। उस फ्रेमिंग — एक नुकसान के शब्द को लाभ के शब्द में बदलना — इंजीनियरिंग अंतर्दृष्टि की एक पहचानने योग्य प्रजाति है, और यह वृद्धिशील चतुराई से दुर्लभ है। यह उस तरह का विचार भी है जो केवल किसी ऐसे व्यक्ति से आ सकता है जिसने ध्यान से सोचा हो कि एक प्रणाली में ऊर्जा वास्तव में कहाँ जाती है, न कि इसके खिलाफ प्रणाली को कैसे मजबूत किया जाए।

विशिष्टता का दावा बाहरी रूप से और एक अस्पष्ट व्यक्ति के लिए असामान्य रूप से अच्छी तरह से पुष्टि किया गया है। उनका पुनर्योजी शीतलन डिजाइन "सभी आधुनिक तरल-प्रणोदक रॉकेट मोटरों का आधार बन गया" — एक ऐसा वाक्य जो बहुत कम इंजीनियरिंग निर्णयों के बारे में कहा जा सकता है। स्मिथसोनियन उनके 1942 के इंजन को प्रदर्शित करता है। अमेरिकन इंस्टीट्यूट ऑफ एयरोनॉटिक्स एंड एस्ट्रोनॉटिक्स (AIAA) ने उनके नाम पर अपना प्रणोदन पुरस्कार रखा है। चंद्रमा पर वाइल्ड (Wyld) नाम का एक क्रेटर है।

प्रतिवाद वास्तविक है। उन्होंने अपने बीस के दशक के मध्य में एक नवाचार तैयार किया, और एक छोटे करियर का बाकी हिस्सा एक अनुसंधान निदेशक के रूप में इसे जोड़ने के बजाय इसे व्यावसायीकरण करने में बिताया। वह एक सिद्धांतवादी नहीं थे और उन्होंने प्रणोदन के गणित या भौतिकी में कोई योगदान नहीं दिया। यूरोप में अन्य लोग उन्हीं वर्षों में समान शीतलन योजनाओं पर अभिसरण कर रहे थे, और उनकी प्राथमिकता वैश्विक नहीं बल्कि अमेरिकी है। वह अंतरिक्ष उड़ान के लोकप्रिय इतिहास में अदृश्य हैं, जो वॉन ब्रौन (von Braun) और गोडार्ड (Goddard) को पसंद करते हैं। रिकॉर्ड जो समर्थन करता है वह प्रशंसित प्रतिभा नहीं है, बल्कि एक एकल निर्णायक इंजीनियरिंग अंतर्दृष्टि है, जिस पर जल्दी पहुँचा गया, कम संसाधनों में साबित किया गया, और अभी भी हर उड़ने वाले रॉकेट के नीचे है।

विरासत

1938 में न्यू रोशेल से बेल X-1 तक की रेखा छोटी और सीधी है, और यह वहीं नहीं रुकी। पुनर्योजी शीतलन तब से बनाए गए हर गंभीर तरल-प्रणोदक इंजन में मानक है — जिन्होंने मरकरी (Mercury) और अपोलो (Apollo) को लॉन्च किया, जो आज उड़ते हैं। इसे अब इतना पूरी तरह से मान लिया गया है कि इसका नाम शायद ही कभी लिया जाता है। वाइल्ड के अपने जीवन ने लगभग कोई निशान नहीं छोड़ा: कोई संस्मरण नहीं, कोई प्रसिद्ध तस्वीर नहीं, विवादित जन्म रिकॉर्ड, न्यू जर्सी के एक शहर में इकतालीस वर्ष की आयु में मृत्यु। उनका स्मारक एक डिजाइन निर्णय है जो इतना ठोस है कि इसे कभी बदलने की आवश्यकता नहीं पड़ी, राष्ट्रीय वायु और अंतरिक्ष संग्रहालय में कांच के पीछे एक इंजन, और चंद्रमा पर एक क्रेटर जो उनका नाम रखता है।