Türkiye’nin uzay roketleri çalışmaları 30 Ağustos 2020 tarihinden itibaren kamuoyuna duyurulmaya başlandı. Uzaya ilk erişimi ülkemizde ROKETSAN’ın ürettiği sonda roketi başardı. 9 Şubat 2021’de açıklanan Milli Uzay Programı ile yapılan çalışmalar duyuruldu. Bu kapsamda milli roketler hakkında ilk bilgiler açıklanmaya başlandı. ROKETSAN; katı ve sıvı yakıtlı roketler ile ilgili çalışma yaparken DeltaV firması hibrit motorlu roketler hakkında çalışmalar yürütüyor. Bu yazımızda Türkiye’nin uzay roketi projelerine ve hibrit motor çalışmalarına değineceğiz.
Roketsan’ın Uydu Fırlatma Uzay Sistemleri ve İleri Teknolojiler Araştırma Merkezi ile Patlayıcı Ham Madde Üretim Tesisinin açılışında, 2017 yılında ilk Türk sonda roketiyle 130 km irtifaya çıkılarak uzaya ilk adımın atıldığı açıklandı. ROKETSAN sonda roketi TP-0.2.3, 21-22 Aralık 2018 tarihlerinde 100 km+ irtifaya çıktı ve bunu kontrollü şekilde gerçekleştirdi. Uzaya Türkiye’den erişim konusunda katkıda bulunan ROKETSAN her fırlatmada uzay roketini geliştirerek farklı teknolojileri deniyor. ROKETSAN, ODTÜ İVMER yapımı milli radyasyon ölçeri sonda roketi ile fırlatarak uzayda test yaptı. Bu sayede radyasyon ölçer gibi bir teknoloji ülkemize kazandırıldı. Ekim 2020’de sonda roketi SR-0.1 100 km uzay sınırını aşarak 136 km irtifaya ulaştı. Bu irtifada manevra kabiliyeti ve ayrılma testleri yapıldı.
DeltaV Uzay Teknolojileri
DeltaV Uzay Teknolojileri firması 2016 yılında Savunma Sanayi Teknolojileri AŞ, (SSTEK) iştiraki olarak kuruldu. Hibrit roket motorları üzerinde faaliyet gösteren firma 2017 yılından itibaren Hibrit Uzay Roket Motoru Geliştirme Projesi (HURM) gibi farklı teknolojileri ülkemize kazandırmayı hedefliyor. Firma sadece hibrit roket motoru alanında faaliyet göstermeyip motor alt teknolojileri, sonda ve fırlatma sistemleri ile bu sistemler için test ve fırlatma alt yapıları da geliştirmektedir. Ayrıca DeltaV firması yenilikçi bir yaklaşımla sıvı oksijen ve parafin yakıtlı hibrit motorunu geliştiriyor. DeltaV’nin Teknopark İstanbul’da yakıt, yalıtım ve aviyonik labovatuvarı bulunmaktadır. Yine küçük ve orta ölçekli roket motorlarının statik ateşlemesi Teknopark İstanbul’da yapılmaktadır. Ar-Ge Merkez binası, kompozit malzeme atölyesi ve talaşlı imalat altyapısı Kurtköy’dedir. Büyük ölçekli roket motoru statik ateşlemelerini de Şile’de yapmaktadır.
İlk fırlatmasını Ağustos 2018 Gösteri Sonda Roketi (GOSOR) ile yapan DeltaV Aralık 2018’de ikinci GOSOR roketini fırlattı.[1] 2019 yılında toplamda 11 adet Test Sonda Roketi (TESOR) fırlattı.[2] 2021’da ise Sonda Roket Sistemi’ni (SORS) ateşledi. Aynı boyutlara sahip diğer sonda roketleri ve hibrit roket motorları incelenmesi sonucu SORS için 100-150 km irtifa öngörülürken yetkililer tarafından herhangi bir açıklama yapılmaması irtifa bilgisini belirsiz bıraktı. Yeni SORS sonda roketinin 2021 yılının yazında fırlatılması planlanıyor. Aynı zamanda “2023’te Aya İlk Temas” hedefi kapsamında aya gönderilecek uzay aracı yakın dünya yörüngesinden itibaren DeltaV roketi ile aya taşınacak.
Katı ve Sıvı Yakıtlı Motorlar
Roket motorları, tepki motorlarıdır. Newton’un üçüncü yasası doğrultusunda itme kuvveti sağlarlar. Genellikle uzay roketlerinde katı, sıvı veya hibrit yakıtlı motorlar kullanılır. Motorlar temel olarak yanıcı (yakıt), yakıcı (oksitleyici) ve lüleden (nozül) meydana gelir. Katı yakıtlı motorların üretimi diğer motor tiplerinden daha basittir. Sıvı tankları, basınçlandırma sistemleri ve pompalar gibi parçalar kullanılmadan üretilir. Bu parçaların kullanılmaması maliyeti azaltır. Fakat tepkimeyi başlattıktan sonra durdurmak neredeyse imkansızdır. Ayrıca elde edilen itkinin kontrolü imkansıza yakındır çünkü katı halde depolanan yakıt ve oksitleyici tükenene kadar yanar. Bu duruma fitil için kullanılan barut örnek verilebilir. Katı yakıtlı motorların hem yakıtı hem de oksitleyicisi belli bir oranda katı olarak depolanır. Motorun ortasında yer alan ve motorun başından sonuna kadar uzanan silindir boşlukta yanma gerçekleşir. Tepkime sonucu oluşan sıcak gaz lülede hızlandırılır ve itki kuvveti elde edilir.
Sıvı yakıtlı motorların hem yakıtı hem de oksitleyicisi sıvı olarak depolanır. Yakıt ve oksitleyici tanklarının ekstrem şartlara karşı dayanıklı olması gerekir. Genellikle tanklar çok düşük derecelerdeki sıvıyı muhafaza eder. Sıcaklığın yükselmesi tepkimenin verimini düşürebilir. Bu tip motorlar çok verimli olmalarına karşılık bir o kadar da karmaşıktır. Sıvı yakıtlı motorlar içerisinde birçok sistem barındırır. Bu sistemlerin fırlatma esnasında kendi aralarında sorunsuz bir şekilde çalışması gerekir. Bahsi geçen sistemler ise sıvı yakıt ve oksitleyici tankları, pompalar, enjektör, yanma odası ve lüledir. Sıvı yakıt ve sıvı oksitleyici pompalar sayesinde belli oranla yanma odasında karıştırılır. Yanma odasında belli oranlarda karıştırılan sıvılar yanarak sıcak gaz oluşturur. Bu gaz lüleden yüksek bir hızda geçerek itki kuvveti oluşturur.
Hibrit roket motorları
Hibrit roket motorlarının yakıtı katı ve oksitleyicisi sıvı olarak depolanır. Üretimi katı yakıtlı motorlara göre karmaşık olup sıvı yakıtlı motorlara göre basittir. Üretim maliyeti sıvı yakıtlı motorlara göre bir hayli düşüktür. Hibrit motorlar temel olarak 4 kısımdan meydana gelir. Roketin burnundan gövdesine doğru basınçlandırma tankı, sıvı oksitleyici, katı yakıt ve lüle olarak sıralanır. Sıvı oksitleyici, katı yakıtın içinde karışarak sıcak gaz oluşturur. Sıcak gaz lüle içinde yüksek hızlara ulaştırılır. Basınçlandırma tankı, zamanla azalan sıvı oksitleyicinin gaz haline geçmesini engeller ve oksitleyiciyi ittirerek daha iyi yanmasını sağlar. Hibrit roket motorları diğer tip roket motorlarına göre daha az yaygındır. Bu yüzden ticari fırlatmalarda belli bir know-how’ı (teknik bilgi birikimi) yok denilecek kadar azdır. Firmalar tamamen kendi teknolojilerini geliştirmektedir. Hibrit roket motorları uzay roketlerinde daha yeni yeni kullanılmaya başlanmıştır.
Hibrit roket motoru hakkında çalışmalar
Norveçli Nammo Space’in hibrit roket motoru 27 Eylül 2018’de Nucleus Sonda Roketinde kullanıldı. Sonda roketi 107 km irtifaya ulaştı. Nucleus Sonda Roketi, hibrit motoru sayesinde 30kN itki elde etmiştir. Firmanın aktardığı üzere roketin yük taşıyabilen versiyonu 75-100 kN itki kuvveti elde edebilecek.[3] HyImpulse firması, Eylül 2020’de Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nin Lampoldshausen tesisinde hibrit motorunu ateşledi. HyPLOX-75 hibrit motoru testte 75 kN itki kuvvetine ulaştı. Testin ardından HyImpulse firması, hibrit motorunu “Dünyadaki en büyük hibrit motorlarından biri” olarak nitelendirdi.[4]
Bahsi geçen firmaların çalışmaları yeni olmakla beraber amaçları yüksek performanslı ve düşük maliyetli hibrit motorlar üretmek. Bu sayede mikro uydu ve hafif uzay yüklerinin fırlatılmasını çok daha ucuza sağlayacaklar. Bu hedefler DeltaV içinde geçerli olmakla beraber bu firmalarla rekabet edecek kadar teknolojik açıdan gelişmiştir. Fakat henüz DeltaV tarafından hibrit roket motorları hakkında teknik bir veri paylaşılmamıştır. DeltaV hakkında Sanayi ve Teknoloji Bakanı Mustafa Varank ile DeltaV Genel Müdürü Arif Karabeyoğlu’nun yaptığı açıklamalara ve DeltaV tanıtım videosundaki fırlatmaya bakarak bu yarışta bir adım önde olduğunu söylemek yanlış olmaz.
Son olarak
Türk uzay roketleri ile ilk olarak 100 kilogram ve altındaki mikro uydular ve hafif uzay yüklerinin taşınması hedefleniyor. Konulan hedeflerin ise birkaç sene içinde operasyonel hale gelmesi planlanıyor. Şu an da test için kullanılan sonda roketlerinin ileri ki yıllarda mikro uydu taşıyıcı roketlere evrilmesi gerekecek. Savunma Sanayi Başkanlığı (SSB) ve ROKETSAN arasında 2018 yılında imzalanan sözleşme kapsamında Mikro Uydu Fırlatma Sistemi’ni (MUFS) geliştirecek. ROKETSAN, MUFS’un operasyonel versiyonunu 2025 yılında fırlatmayı planlıyor. MUFS’dan sonra ise 100 kilogramdan ağır yükler için ŞİMŞEK Uydu Fırlatma Aracını (UFA) operasyonel hale getirilmesi planlanıyor. DeltaV, Hibrit Uzay Roket Motoru Geliştirme Projesi (HURM) üzerinde halihazırda çalışmalarını yürütüyor. Aya gidecek aracı, dünya dışında motorunu ateşleyerek götürecek olan DeltaV, uydu sistemlerini fırlatmak için DeltaV NSL’yi yapacağı bazı sosyal medya hesaplarınca iddia ediliyor.[5]
Mikro uyduların, ülkemizde kurulacak olan Mikro Uydu Fırlatma Tesisi’nden alçak dünya yörüngesine fırlatılması bekleniyor. Ağır yüklerin ise ekvatora yakın olarak inşa edilecek Uzay Limanı’ndan fırlatılması bekleniyor. Konulan hedeflerin gerçekçi ve yapılabilir olması nedeniyle ilerleyen yıllarda uzay alanında büyük projelerin operasyonel hale gelmesini göreceğiz. Fakat büyük projelerde özellikle havacılık ve uzay projelerinde bir takım aksilikler yüzünden teslim tarihi uzayabilir. Bu durum, daha önce uzay roketleri alanında çok fazla tecrübesi olmayan ülkemizin başına da yüksek ihtimalle gelecektir. Bu anda sakin kalınmalı ve başarısızlıkların bütününün başarı olduğu hatırlanmalıdır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder