Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 26 °C
Gök Gürültülü

NASA’nın Heyecan Verici Yeni İtici Roket Sistemleri

10.11.2020
253
NASA’nın Heyecan Verici Yeni İtici Roket Sistemleri

Uzay programının başlangıcından bu yana insanlar büyük, güçlü roketler tarafından büyülendiler – NASA’nın Apollo’yu ay yüzeyine gönderen Saturn V roketi veya Artemis’i gönderirken milyonlarca pound itki üretecek Uzay Fırlatma Sistemi gibi, astronotlar Ay’a geri döndü.

Peki ya NASA’nın alet çantasındaki en güçlü itme sistemi saatte 200.000 mil hıza ulaşırken bir pounddan daha az itme üretirse? Ya daha ucuzsa, daha fazla taşıyorsa ve daha az yakıt kullanıyorsa?

Bu radikal sistem, uzayda elektrik iticisidir. Kimyasal itici sistemlerine kıyasla ihtiyaç duyulan yakıt veya itici gaz miktarını % 90’a kadar azaltabilir ve daha fazla görev esnekliği sağlarken fırlatma maliyetlerinde milyonlarca tasarruf sağlayabilir.

Newton’un Uzayda Üçüncü Yasası

Kimyasal itici, kısa, güçlü bir itme kuvveti veya bizim ateş olarak gördüğümüz şeyi üretmek için itici gazların kimyasal bağlarında depolanan enerjiyi dönüştüren bir yakıt ve bir oksitleyici kullanır. Sesli ve heyecan verici, ancak o kadar da verimli değil.

Bir elektrikli itici sistemi, itme gücü oluşturmak için güneş panelleri (güneş enerjili elektrik tahrik) veya bir nükleer reaktör (nükleer elektrik itici) tarafından toplanan enerjiyi kullanır ve bu da, itici gazların depolanmasına ilişkin birçok ihtiyacı ve sınırlamayı ortadan kaldırır.

Bu güç daha sonra dönüştürülür ve iyonlaştırmak (veya pozitif olarak yüklemek) için Xenon ve Kripton gibi inert itici gazları ( Süpermen’in ana gezegeninden değil) kullanılır.

Elektrik ve manyetik alanların (Hall etkisi itici) veya elektrostatik (ızgaralı iyon) alanın bir kombinasyonu daha sonra iyonları hızlandırır ve onları zamanla uzay aracını muazzam hızlara götüren iticiden dışarı iter. Ve yangın yerine egzozu, tıpkı bilimkurgudan çıkmış bir şey gibi parlayan yeşilimsi mavi bir iz bırakır.

Elektrikli tahrik sistemlerinin nasıl çalıştığına dair basit bir örnek. Katkı Sağlayanlar: NASA / ATS Lisa Liuzzo

Drag yarışı vs yol gezisi

Kimyasal bir uzay aracı, Dünya’nın yörüngesinden hedefine doğru çıkarken en iyi yakıt sürükleyicisidir. İlk patlama oldukça güçlüdür, ancak gerçekten yalnızca gaz pedalına bastığınızda işaret ettiği yöne gidebilir.

Uzay aracı bir mermi gibi kapalı, ancak yakıt ikmali bittikten sonra hızlanma, yavaşlama veya yön değiştirme yeteneği çok az. Bu nedenle görev, belirli fırlatma pencerelerine ve yörüngesel kalkış zaman dilimlerine kilitlenir ve yol boyunca yalnızca minimum düzeyde düzeltme yapabilir.

Bir elektrik tahrikli uzay aracı, uzaya girdiğinde, yalnızca tanktaki gazla sınırlı bir arazi sürüşü için çıktı. İlk itme kuvveti oldukça düşüktür, ancak aylarca hatta yıllarca hızlanmaya devam edebilir ve ayrıca yavaşlayabilir ve yön değiştirebilir.

NASA’nın Dawn görevi mükemmel bir örnek. Fırlatıldıktan sonra asteroit kuşağında Vesta’ya doğru hızlandı. Uzay aracının küçük güneş dizileri nedeniyle oraya ulaşmak beş yıldan fazla sürdü, ancak yaklaştıkça uzay aracı 180 derece döndü, yavaşlamak için iticilerini yaktı ve bir yıl boyunca yörüngeye girdi. Tamamlandığında, tekrar ateşlendi ve bugün hala yörüngede olduğu Ceres’e gitti. Bu, kimyasal olarak tahrik edilen uzay aracıyla mümkün olamazdı.

Dawn’daki gibi sistemler, genellikle 1-10 kilowatt (kW) aralığında çalışan NASA ve ticari sektör genelinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, daha karmaşık bilim ve teknoloji görevleri için ve ilk kez insan görevlerinde elektrikli tahrik kullanmaya hazırlanırken, daha fazla güce ihtiyacımız olacak.

Ay yörüngesindeki PPE-HALO’nun bir resmi. Kredi: NASA

İnsanlar için daha fazla güç!

Ağ Geçidi için Güç ve İtici Elemanı (PPE), Ay çevresinde gelişmiş, yüksek güçlü güneş enerjili elektrik iticini gösterecek. Bu, 60kW sınıfı bir uzay aracıdır ve 50’si itiş gücüne tahsis edilebilir, bu da onu mevcut elektrikli tahrikli uzay aracından yaklaşık dört kat daha güçlü kılar. Bunu büyük bir pervane inşa ederek değil, birkaçını devasa güneş panelleriyle bir dizi halinde birleştirerek yapıyoruz.

Bu gelişmiş sistem, yörünge platformumuzun yüksek yakıt ekonomisi göz önüne alındığında 15 yıl boyunca Ay keşiflerini desteklemesini sağlayacak ve yörüngedeyken hareket etme yeteneği, kaşiflerin Ay’ın yüzeyinde neredeyse her yere inmesine olanak tanıyacak.

Bu, Artemis ay keşif planlarımızın kritik bir parçası olsa da, PPE ayrıca, Mars’a ulaşmak için kullanılabilecekler gibi, daha yüksek güçlü elektrikli tahrik sistemlerine yönelik ABD ticari yatırımlarının yönlendirilmesine yardımcı olacaktır.

Bir gün astronotları Mars’a götürebilecek bir Mars geçiş habitatının ve nükleer itiş sisteminin çizimi. Kredi: NASA

Sonraki durak, Mars

Gelecekteki Mars transfer araçları, astronotlarımızı veya kargoyu Kızıl Gezegene başarıyla götürmek için yaklaşık 400kW-2 megawatt güce ihtiyaç duyacak. Hâlâ Mars için, nükleer elektrik ve kimyasal itici ve Nükleer Termal İtici gibi diğer ortaya çıkan seçeneklerin bir kombinasyonu da dahil olmak üzere araç ve tahrik konseptlerini araştırıyoruz.

Ay’a ve nihayetinde Mars’a nasıl gidersek gidelim, kesin olan bir şey var… Uzay araştırmalarının geleceği heyecan verici, hatta heyecan verici olduğu bile söylenebilir.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.