ट्रांसअटलांटिक उड़ान: जेट स्ट्रीम, रूट और समुद्री नेविगेशन
यूरोप से उत्तरी अमेरिका की flight एक तरफ से 7-9 घंटे लेती है और दूसरी तरफ से करीब 8-11 घंटे. फर्क jet stream की वजह से होता है, जिसके बारे में आगे बात करेंगे. आपकी सीट के सामने लगे screen पर route सीधा दिखता है, लेकिन असल में plane का रास्ता हर दिन अलग होता है और देखने में भी काफ़ी अलग.
रास्ता सीधा क्यों नहीं होता
flat map पर लगता है कि London से New York जाने के लिए एक ही latitude पर सीधे चलते रहो. लेकिन असल में किसी गोले पर दो बिंदुओं के बीच का सबसे छोटा रास्ता एक great circle arc होता है. यह arc Mercator projection वाले आम नक्शे पर जितना दिखता है उससे ज़्यादा उत्तर की तरफ जाता है – अक्सर Iceland या Greenland के पास से.
लेकिन यह arc भी बस शुरुआती बात है. असल route हवा को देखकर तय होता है.
Jet Stream और NAT Tracks
cruise altitude पर – यानी करीब 10-12 km ऊपर – jet stream चलती है. यह कुछ सौ किलोमीटर चौड़ी हवा की एक पतली धारा है जो पश्चिम से पूर्व की तरफ 100-300 km/h की रफ़्तार से बहती है. यूरोप की तरफ जाते वक्त इसमें घुस जाओ तो सफ़र एक घंटा कम हो जाता है और fuel भी काफ़ी बचता है. यूरोप से अमेरिका जाते हुए इसके खिलाफ उड़ना मतलब वक्त और पैसे दोनों की बर्बादी.
इसीलिए Atlantic पार करने के routes हर दिन बदलते हैं. इस system का नाम है NAT HLA – North Atlantic High Level Airspace. हर दिन दो control centres – Shanwick और Gander – मिलकर tracks का एक set publish करते हैं, जो A से Z तक letters में चिन्हित corridors होते हैं. Airlines अपनी दिशा, departure time और मौसम के अनुमान के हिसाब से सही track चुनती हैं.
Shanwick Oceanic Control – Ireland और UK का साझा निकाय है, जो physically Prestwick, Scotland में स्थित है. नाम दो शहरों से बना है: Shannon + Prestwick – पहले दोनों centres अलग-अलग काम करते थे, बाद में मिला दिए गए. यह उत्तरी Atlantic के पूर्वी हिस्से को संभालता है.
Gander Oceanic Control – Newfoundland, Canada का centre है जो पश्चिमी हिस्से को संभालता है. Gander दूसरे विश्वयुद्ध से ही एक ज़रूरी refueling point रहा है, जब planes की range इतनी नहीं थी कि बिना रुके Atlantic पार कर सकें.
Shanwick और Gander NAT के उत्तरी tracks संभालते हैं, लेकिन ये Atlantic के अकेले controllers नहीं हैं. पूरा समुद्र पाँच zones में बँटा है. इन दो उत्तरी centres के अलावा तीन और हैं:
Reykjavik OACC – Iceland का centre, जो उत्तरी Atlantic और Greenland Sea के ऊपर के हवाई क्षेत्र को संभालता है.
New York OACC – FAA के अंतर्गत अमेरिकी centre, जो US के पूर्वी तट से पूर्व और Gander के दक्षिण का zone संभालता है. US के पूर्वी तट और Caribbean से यूरोप जाने वाले routes इसी से गुज़रते हैं.
Santa Maria OACC – Azores Islands पर मौजूद Portugal का centre, जो central Atlantic को संभालता है. यूरोप से South America और West Africa जाने वाले routes यहाँ से निकलते हैं. Azores transatlantic flights के लिए सबसे अहम alternate airports में से एक है.
ये सभी centres बिना radar के काम करते हैं – समुद्र के ऊपर radar होता ही नहीं. Planes की position HF radio (shortwave) या satellite के ज़रिये बताई जाती है, और crew को हर 10-40 मिनट में contact करना ज़रूरी होता है.
पश्चिमी tracks (यूरोप से अमेरिका) करीब 23:00 UTC पर आते हैं, पूर्वी tracks (वापसी में) करीब 14:00 UTC पर. हर बार coordinates और altitude अलग होते हैं. Crew को उनका असल route उड़ान से थोड़ी देर पहले ही पता चलता है.
बिना radar के airspace कैसे काम करता है
Atlantic के ऊपर कोई ground radar नहीं है. Signal वहाँ तक पहुँचता ही नहीं. 2010 के दशक के मध्य तक यहाँ air traffic control पूरी तरह crew की HF radio पर आवाज़ी report और strict separation rules पर टिका था – एक ही track पर planes के बीच कम से कम 10 मिनट का time gap और बगल में 60 nautical miles का फासला ज़रूरी था.
2015-2020 के बीच हालात बदले. ज़्यादातर long-haul planes अब ADS-B system से लैस हैं – ये लगातार अपनी position broadcast करते हैं, जिसे Iridium satellite network के satellites भी receive करते हैं. इससे intervals कम हो गए और एक साथ ज़्यादा planes समुद्र के ऊपर उड़ सकते हैं.
Plane किस ऊँचाई और रफ़्तार पर उड़ता है
Cruise altitude आमतौर पर 33,000 से 41,000 फुट (10-12.5 km) के बीच होती है. सही ऊँचाई plane के weight पर निर्भर करती है: route की शुरुआत में भारी plane अधिकतम altitude नहीं पकड़ सकता, वह बाद में उस तक पहुँचता है जब कुछ fuel जल जाता है. इसे step climb कहते हैं – plane जैसे-जैसे हल्का होता है, सीढ़ी-दर-सीढ़ी ऊपर चढ़ता जाता है.
Cruise speed tailwind के साथ ज़मीन की तुलना में करीब 900 km/h होती है, बिना हवा के 800-850. Crew जिस Mach number को target करता है वह आमतौर पर 0.84-0.85 होता है. यह plane की maximum speed नहीं, बल्कि fuel के लिहाज़ से सबसे किफ़ायती रफ़्तार है.
Fuel और alternate airports
Transatlantic flight fuel planning के लिहाज़ से सबसे जटिल flights में से एक है. Plane route के लिए fuel लेता है, plus alternate airport तक जाने का reserve, plus किसी अनचाही situation के लिए अतिरिक्त. Boeing 777 या Airbus A350 उड़ान की शुरुआत में सिर्फ fuel की वजह से landing के मुकाबले 100-120 टन ज़्यादा भारी हो सकता है.
Transatlantic flights के alternate airports अपने आप में एक अलग बात है. समुद्र के बीचोबीच सबसे नज़दीकी airport Azores Islands पर (Lajes), Gander (Canada) में या Reykjavik में होता है. इसीलिए emergency में planes वहीं उतरते हैं – यह कोई इत्तेफाक नहीं, बल्कि उड़ान से पहले बनाए गए plan का हिस्सा होता है.
दो engine वाले planes – Boeing 787, Airbus A350, A330 – ETOPS (Extended-range Twin-engine Operations) rules के तहत Atlantic पार करते हैं. यह एक permission है जिसका मतलब है: plane को एक engine पर नज़दीकी airport से X मिनट से ज़्यादा दूर रहने का हक नहीं. ज़्यादातर modern planes ETOPS-180 या ETOPS-240 certified हैं – यानी एक engine पर airport तक 3-4 घंटे उड़ सकते हैं. इस certificate के बिना यह route संभव ही नहीं होता.
समुद्र के ऊपर communication और navigation
Atlantic के ऊपर mobile network का कोई coverage नहीं है. Aviation communication HF radio (shortwave) और SATCOM – satellite communication के ज़रिये होती है. Crew समय-समय पर अपनी position, altitude और अगले waypoint तक का अनुमानित वक्त report करता है – यह अब भी होता है, भले ही ADS-B के ज़रिये automatic position transmission हो रही हो.
Navigation IRS (Inertial Reference System) और GPS पर टिकी है. IRS किसी बाहरी signal पर निर्भर नहीं – यह departure से पहले alignment point से accelerations के हिसाब से position calculate करती है. GPS जमा हुई error को ठीक करता रहता है. दोनों sources एक साथ काम करते हैं.
Transatlantic flights पर passengers के लिए internet satellites के ज़रिये मिलता है – आमतौर पर Viasat या Inmarsat के. Speed unstable रहती है, लेकिन messaging apps के लिए काफ़ी है. समुद्र के बीच वाले हिस्से पर 30-60 मिनट के लिए coverage के gaps आ सकते हैं.
पूर्व और पश्चिम – दो अलग flights क्यों
New York से London औसतन 6.5-7.5 घंटे लगते हैं. वापसी में 8-9.5 घंटे. कभी-कभी एक ही route पर दोनों तरफ का फर्क 2 घंटे तक पहुँच जाता है. वजह सिर्फ jet stream है: पूर्व की तरफ यह धक्का देती है, पश्चिम की तरफ रोकती है.
कुछ खास मौकों पर जब jet stream बेहद तेज़ होती है, planes पश्चिम की तरफ जाते हुए सामान्य से काफ़ी दक्षिण में उड़ते हैं – literally Spain और Portugal की latitude पर, उस हवा के बहाव को घुमाकर छोड़ते हुए. दूरी बढ़ जाती है, लेकिन वक्त और fuel दोनों बचते हैं.
क्योंकि पृथ्वी एक गोला है और screen पर map एक flat projection है. गोले पर दो बिंदुओं के बीच सबसे छोटा रास्ता great circle arc होता है, जो Mercator के flat map पर ऊपर की तरफ मुड़ा हुआ दिखता है. असल में यही सीधा रास्ता है.
ऊँचे latitudes से गुज़रने वाला route great circle arc पर “सीधा” रास्ता ही है. साथ में jet stream का फ़ायदा भी मिलता है. यह कोई चक्कर नहीं, बल्कि geometrically सबसे छोटा रास्ता है जिसमें tailwind का bonus भी है.
उड़ान से पहले ही crew को route के साथ कई alternate airports पता होते हैं. आमतौर पर ये Azores Islands (Portugal), Gander या Goose Bay (Canada), और Reykjavik (Iceland) होते हैं. ज़रूरत पड़ने पर plane इनमें से सबसे नज़दीकी की तरफ मुड़ जाता है – route के किस हिस्से पर है इस पर निर्भर करते हुए यह 30 मिनट से 2 घंटे तक का काम है.
Atlantic के ऊपर GPS काम करता है – satellites कहीं नहीं जाते. लेकिन उसके बिना भी plane IRS (Inertial Navigation System) इस्तेमाल करता है, जो movement और accelerations से position calculate करती है. 7-8 घंटे की उड़ान में IRS में थोड़ी error जमा हो जाती है – GPS उसे समय-समय पर ठीक करता रहता है.
Jet stream पश्चिम से पूर्व की तरफ बहती है. अमेरिका से यूरोप जाते वक्त 150-300 km/h की tailwind मिलती है – plane ज़मीन की तुलना में काफ़ी तेज़ उड़ता है. वापसी में उसी हवा के खिलाफ जाना पड़ता है, इसीलिए 1-2 घंटे का फर्क पड़ जाता है.
Atlantic के एकदम बीच में, Azores और Newfoundland के करीब-करीब आधे रास्ते पर, plane के नीचे 1,500 किलोमीटर तक कोई द्वीप नहीं है. पूरे route में यही वह एकमात्र जगह है जहाँ सबसे नज़दीकी ज़मीन भी सबसे दूर होती है.