Mini Uyduları Mars'a Gönderecek Teknoloji: MIT'den Çift Modlu Yeni Roket Motoru

Uzay keşiflerinde maliyetleri düşürmek ve mikrouyduların (CubeSat) yeteneklerini artırmak amacıyla yürütülen çalışmalarda çığır açıcı bir gelişme yaşandı. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) mühendisleri, geleneksel kimyasal roketlerin yüksek gücü ile elektrikli iticilerin üstün verimliliğini tek bir kompakt sistemde birleştiren yeni bir uzay aracı itki sistemi geliştirdi.

Bu yeni teknoloji sayesinde geleceğin mikrouyduları, yörünge ayarlamaları yapmak veya derin uzaya seyahat etmek için ayrı ayrı yakıt sistemleri taşımak zorunda kalmayacak. Tek bir yakıt tankı ve özel bir sıvı bileşen, uydunun hem ani hızlanma/yavaşlama manevralarını hem de uzun soluklu, yüksek verimli seyir yolculuklarını gerçekleştirmesini sağlayacak.

"Her İki Dünyanın En İyi Özellikleri Tek Bir Pakette"

Şimdiye kadar kimyasal ve elektrikli itki sistemleri tamamen farklı yakıtlar ve donanımlar gerektiriyordu. Bu durum, özellikle kısıtlı alana sahip küçük uydularda büyük bir ağırlık ve karmaşıklık yaratıyordu. MIT Havacılık ve Uzay Bölümü (AeroAstro) araştırmacılarından Amelia Bruno, "Kimyasal ve elektrikli itkiyi tek bir küçük pakette bir araya getirebilirseniz, her iki dünyanın da en iyi özelliklerine sahip olursunuz" diyerek bu teknolojinin önemini vurguluyor. Journal of Propulsion and Power dergisinde yayınlanan çalışmanın başyazarı olan Bruno, bu sistemin mikrouyduların çok daha ucuza derin uzay araştırmaları yapmasının önünü açacağını belirtiyor.

Hem Kimyasal Hem Elektrikli: Çift Modlu İtki Nasıl Çalışıyor?

Sistemin kalbinde, ABD Hava Kuvvetleri tarafından geliştirilen ve kimyasal itiş için tasarlanan ASCENT (Advanced SpaceCraft Energetic Non-Toxic) adlı yeşil tekli yakıt (monopropellant) yer alıyor. Geleneksel olarak kullanılan son derece zehirli hidrazin yakıtına güvenli bir alternatif olarak geliştirilen bu yakıtın, iyonik sıvı yapısında olması MIT ekibinin dikkatini çekti.

• Elektrikli (Elektrosprey) Mod: Uzun mesafeli yolculuklarda verimlilik sağlamak amacıyla, tırnak büyüklüğündeki elektrosprey motorlar devreye giriyor. Elektrik alanı kullanılarak şarj edilen iyonik sıvı tanecikleri uzaya püskürtülerek son derece az yakıtla milimetrik ve hassas yönlendirmeler yapılıyor.
• Kimyasal Mod: Ani yön değişimleri, yörüngeye hızlı giriş veya engellerden kaçma durumlarında ise aynı yakıt kimyasal olarak ateşlenerek güçlü bir itiş kuvveti (sprint) elde ediliyor.

Araştırma ekibinde yer alan MIT AeroAstro Profesörü Paulo Lozano, "Küçük uyduları Mars'a veya asteroit kuşağına gönderebiliriz. Yolculuğun büyük kısmını elektrosprey iticilerle yavaş ve ekonomik bir şekilde tamamladıktan sonra, hedef bölgeye ulaştıklarında kimyasal iticileri ateşleyerek hızlıca yörünge manevraları yapabilirler. Bu, uzay görevlerine muazzam bir esneklik kazandıracak" açıklamasında bulundu.

MagLev Üzerinde 100 Saatlik Uzay Testi

Geliştirilen sistemin güvenilirliğini kanıtlamak adına araştırmacılar, vakum odasında uzay ortamını taklit eden özel bir manyetik kaldırma platformu (MagLev) kurdular. ASCENT yakıtıyla beslenen elektrosprey motorlar 100 saati aşkın süre boyunca kesintisiz olarak çalıştırıldı. Sonuçlar, bu yeşil yakıtın elektrikli iticilerde de standart iyonik sıvılar kadar yüksek verimlilikle çalıştığını ortaya koydu.

NASA Destekli İlk Görev Kasım Ayında Fırlatılıyor!

Bu devrimsel konseptin ilk gerçek uzay testi, NASA destekli Green Propulsion Dual Mode (GPDM) misyonu kapsamında gerçekleştirilecek. Kasım ayında fırlatılması planlanan çanta boyutundaki CubeSat uydusu, bünyesindeki bir adet kimyasal ve dört adet elektrosprey iticiyi tek bir ortak yakıt tankından besleyecek. Başarılı olunması halinde, dünya yörüngesindeki hava durumu uydularından Mars keşif görevlerine kadar tüm uzay mimarisinde yeni bir dönem başlayacak.