Uzay taşımacılığında küçük uydu görevleri ve yörünge manevraları için daha esnek itki sistemlerine duyulan ihtiyaç artıyor. Katı roket motorları, basit yapıları, uzun raf ömürleri ve yüksek itme-ağırlık oranlarıyla uzun süredir uzay ve savunma alanlarında kullanılıyor. Ancak bu motorların en büyük sınırlaması, ateşlendikten sonra yakıt bitene kadar durdurulamamaları. Aerospace Corporation, Güney Kaliforniya Üniversitesi ve Denizcilik Yüksek Lisans Okulu ile birlikte bu soruna çözüm getirecek yeniden başlatılabilir katı roket motoru prototipi geliştirdiğini duyurdu. Yeni sistem, katı yakıtlı motorların mekanik basitliğini, sıvı yakıtlı motorların görev esnekliğiyle birleştirmeyi hedefliyor.
PLAZMA TEKNOLOJİSİYLE YANMA KONTROLÜ
Araştırma ekibi, katı roket motorlarında yanma sürecini kontrol edebilmek için Nanosecond Darbeli Plazma Deşarjı teknolojisini kullanıyor. Bu yöntem, 100 nanosaniyeden kısa süreli yüksek voltajlı elektrik darbeleriyle düşük sıcaklıklı plazma üretiyor. Bu plazma etkisi sayesinde motorun uçuş sırasında kapatılıp yeniden ateşlenebilmesi amaçlanıyor. Böylece katı yakıtlı motorlar, daha önce yalnızca sıvı veya hibrit yakıtlı sistemlerin sağlayabildiği çok aşamalı manevra kabiliyetine yaklaşabilecek. Bu gelişme, özellikle maliyet ve hacim kısıtları nedeniyle karmaşık sıvı yakıtlı sistemleri kullanamayan küçük uydu operatörleri için önemli görülüyor.
KÜÇÜK UYDULAR İÇİN ESNEK MANEVRA İMKANI
Küçük uyduların yörüngeye yerleşmesi, görev sırasında konum değiştirmesi veya rota düzeltmesi yapması için kontrollü ve gerektiğinde tekrar çalıştırılabilen itki sistemlerine ihtiyaç duyuluyor. Geleneksel katı motorlar bu alanda düşük maliyetli olsa da tek seferlik yanma nedeniyle sınırlı kalıyor. Aerospace Corporation’ın geliştirdiği RSRM prototipi, basınçlı kap, turbo pompa veya karmaşık valf sistemleri gerektirmeden yeniden ateşlenebilirlik sağlamayı hedefliyor. Bu yapı, sistemin maliyetini ve donanım karmaşıklığını azaltırken görev esnekliğini artırabilir. Havacılık ve Uzay Mühendisliği Mikroelektronik Teknolojisi Bölümü Proje Lideri ve Kıdemli Bilim İnsanı Alejandro L. Briseno, teknolojinin uyduların manevra kabiliyetini artırabileceğini belirtti. Briseno, iyonik sıvı polimerlerin termal kararlılık ve mekanik dayanıklılığı bir araya getirdiğini, böylece itici yakıtın geniş sıcaklık aralığında kararlı kalabildiğini ifade etti.
KATI VE SIVI MOTORLARIN AVANTAJLARI BİRLEŞİYOR
Geleneksel katı motorlar, düşük maliyetli ve dayanıklı yapılarıyla öne çıkıyor. Buna karşılık yeniden başlatılamamaları, çok aşamalı görevlerde önemli bir dezavantaj yaratıyor. Sıvı yakıtlı motorlar ise yeniden başlatılabilme ve hassas kontrol avantajı sağlıyor. Ancak turbo pompalar, valfler ve basınçlı sistemler nedeniyle daha karmaşık ve pahalı bir mimariye sahip. Yeni RSRM yaklaşımı, bu iki motor tipinin güçlü yanlarını tek sistemde birleştirmeyi amaçlıyor. Katı motorun sade yapısını korurken, uçuş sırasında kapanma ve yeniden ateşlenme özelliği sunması hedefleniyor.
YÖRÜNGE MANEVRALARINDA KULLANILABİLİR
Aerospace Corporation’a göre kompakt prototipin laboratuvar testleri devam ediyor. Sistem, CubeSat sınıfı küçük uydulardan daha büyük uzay araçlarına kadar farklı platformlara uyarlanabilecek şekilde geliştiriliyor. Teknolojinin olgunlaşması halinde, yeniden başlatılabilir katı roket motorlarının yörünge manevraları, rota düzeltmeleri ve derin uzay görevlerinde kullanılabileceği değerlendiriliyor. Yeni sistem, küçük uydu operatörlerine daha düşük maliyetle daha esnek hareket kabiliyeti sunabilecek bir itki alternatifi olarak öne çıkıyor.
