Merak Ettikleriniz

Merak Ettikleriniz bölümünde uzay ve roket teknolojileri ile ilgili bilmek istediklerinizi ve konuyla ilgili size ilginç gelen, öğrenmek istediğiniz noktaları sorabilirsiniz. Aşağıda yorumlar kısmına merak ettiklerinizi yazın, ben de bu bölümde merak ettiklerinizi cevaplayan yazılar yayınlayayım. İlk yazıyı örnek olarak kendim yayınlıyorum.

Yorumlara git

Tekrar kullanılabilir roket ne anlama gelir? Geçmişten bugüne uzay araçlarının ve roketlerin yeniden kullanılabilirliği

Uzay araçlarında ve roketlerde tekrar kullanılabilirlik yeni bir konu değil ve tekrar kullanılabilirlik konusu Apollo ay programına kadar geriye gidiyor. Çok basitçe örnek vermek gerekirse aşağıdaki resimde görmüş olduğunuz Apollo kapsülü görevden sonra geri kazanılıp bir kaç defa kullanılmıştır.

Uzay mekiğindeki (space shuttle) SRB’ler, yani katı yakıtlı roket iticileri de her görevde, okyanusa düştükten sonra geri kazanılıp sonraki görevlerde tekrar tekrar kullanılmıştır. Aşağıda, paraşüt yardımıyla Atlantik’e düştükten sonra içerisine dolan bir miktar su boşaltılmış ve yan yatırılmış vaziyette geri kazanımı gerçekleştirilen bir SRB görülmektedir.

Ayrıca uzay mekiğinin kendisi de tekrar kullanılabilir olarak geliştirilmiş ve 2011’de Birleşik Devletler uzay mekiği programını sonlandırana kadar toplam 5 adet uzay mekiği, adeta ticari bir yolcu jeti gibi tekrar tekrar kullanılmıştır. Tabi yaptıkları kazalar nedeniyle Columbia ve Challenger mekikleri hariç. Aşağıdaki resimde 5 farklı uzay mekiği de mevcut.

Tabi, diğer birçok fırlatma sisteminde yer alan ilk fırlatma kademeleri ya okyanusa ya da karaya düşerek çöp oldular ve bu durum günümüzde hala bir çok roket için böyle.

Son dönemde SpaceX’in öne çıkardığı “rapid reusability” kavramı ise biraz farklı. Rapid reusability, bir roketin veya roket booster kademesinin daha hızlı bir şekilde yeniden servise ve kullanıma hazır hale getirilebilmesini ifade ediyor. Yani, aşağıdaki resimde görmüş olduğunuz gibi roketin ilk fırlatma kademesinin kendisine ait bir iniş takımı olması ve belirlenen bir alana otomatik olarak iniş yapabilmesi konusu. Ki bu durumda roket kademesi deniz suyundan da uzak kalmış oluyor. Bu sayede uzaya erişim çok daha düşük maliyetlerle yapılabilir hale gelmiş oluyor ve bu da bu şirketlerin sermayelerini ve karlarını yeni nesil ve daha yüksek kabiliyete sahip uzay araçlarını geliştirebilmelerine ve daha sık fırlatmalar yapabilmelerine olanak tanıyor. Son 2-3 yıldır, SpaceX yaptığı fırlatmaların birçoğunda ilk fırlatma kademesini bu şeklide kolayca geri kazandı. Aşağıdaki resimde okyanusta konuşlanan drone ship’e iniş yapmış olan roket kademesini görebilirsiniz.

SpaceX ve roketbilim.com/uzay-şirketleri sayfasında listelediğim diğer firmalardan bazıları, roketlerin hızlı bir şekilde tekrar kullanılabilir olmasında bu noktaya ulaşabilmek için oldukça fazla mühendislik çabası sarf ettiler. Açıkçası, insanlığın sahip olduğu en üst seviye teknoloji olan roket biliminin sınırlarını zorladılar denilebilir. Aşılması gereken mühendislik problemlerinden kısaca bahsetmeden önce söylemeliyim ki SpaceX’in tekrar kullanılabilir olan fırlatma sistemi, uzay mekiğindeki gibi paralel bağlı kademelerden oluşan bir araç değil. Burada roket kademeleri diğer fırlatma sistemlerinin birçoğunda olduğu gibi seri bağlı.

Üstesinden gelinen mühendislik problemlerinden kısaca bahsedelim. İniş yapacak olan kademenin tanklarında barındıracağı ek yakıt miktarı ve ekstra oksijen miktarı önemli bir konu. Ek yakıt ve ek oksijen, atmosfere tekrar giriş (re-entry) öncesi yavaşlatma ve iniş anı (touch-down) için gerekli. Hatta oksijenin bir kısmının atmosfere yeniden giriş sonrası atmosferden temin edilmesi bile vardı işin içerisinde. Bunun yanı sıra, stabilite ve kontrol mantığı oldukça önemli bir konu. İniş yapacak olan kademenin hem atmosfer içerisindeki hava akımına bağlı aerodinamik stabilitesinin yüksek olması hem de kütle dağılımının doğru dizayn edilmiş olması anlamında iyi bir stabilite gereksinimi var. Ayrıca, iniş yapılacak olan küçücük bir pistin dünya üzerindeki konumunun yüksek hassasiyetle saptanabilmesi ve roket kademesinin ana motorlara açı verilmesi veya ana motorlara bağlı vektörleme yöntemiyle ilgili koordinata hassas bir şekilde yönlendirilebilmesi işin zor kısımlarından. Özellikle, Florida’da yer alan Cape Canaveral üssündeki SpaceX’e ait sabit iniş pistine yapılan inişler daha bir zorlamış olsa gerek çünkü bildiğim kadarıyla yukarıdaki resimde gördüğünüz drone gemi, kendi konumunu yaklaşmakta olan roket kademesine göre az da olsa otomatik olarak ayarlayabiliyor. Diğer yandan, sıvı yakıtlı ana motorların tekrar tekrar ateşlenerek çalıştırılabilmesi ise ekstra güvenilirlik gerektiren bir konu. Bir de atmosfere yeniden girişte, malzemelerin yapısal bütünlüğünü ve fırlatma öncesi özelliklerini olabildiğince koruyabilmesini sağlamak adına ani ve yüksek sıcaklık değişimlerine daha iyi dayanabilen malzemeler konusu da bütün bu aşılması gereken problemlere ek bir parametre olarak geliyor. Sonuç olarak, SpaceX mühendisleri bütün bu problemleri aşarak günümüzde müthiş bir başarıya imza atmış bulunuyor.

Tek bir fırlatmanın bile milyonlarca doları bulduğu sektörde, uzay yolculuğunun daha kolay bir şekilde mümkün kılınabilmesi için fırlatma maliyetlerinin düşürülmesi tabi ki de oldukça önemli bir konu.

Cansın Çelik

Yazının Başına Dön ↑