Cape Canaveral’daki fırlatma rampasının hiç de uzağında olmayan bir yerde, üzerinde delikler bulunan bir örgü çit var. Delikler şu mesajı veriyor: Dikkat! kaya düşebilir

Uzay mekiğinin en güçlü eksoza sahip katı yakıt itici roketleri çok yoğun bir alev püskürtüyorlar. Bazı fırlatmalarda bu yüksek basınçlı hava akımı 50cm genişliğindeki kayaları 500 m kadar öteye fırlatabiliyor ve bu kayaların bir kısmı çitleri delip geçecek kadar yüksek hızlara ulaşıyor.

Bu durum eğer insanlar ve ekipmanlar yeterince uzaktaysa ciddi bir sorun yaratmıyor. Kenedy Uzay Merkezinden (KUM) fizikçi Phil Metzger, roket eksozuyla etrafa saçılan toprağın Ay’da ne gibi sorunlara yol açabileceğini merak etmekte.

NASA gelecek on yılda Ay’a, ileri karakol olarak kullanılabilecek bir üs kurmak için geri dönmeyi planlıyor. Orada yaşam alanları, gezginler (rover), destek depoları ve maden çıkartma araçları bulunacak. Uzaygemileri gelecek ve gidecek, inişler ve yerdeki kaya parçalarının Cape Canaveral’dan çok daha uzağa fırlayacağı fırlatmalar olacak. Metzger bu problem üzerine yürüttüğü çalışmaları işinin bir parçası olarak KUM’daki Tanecik Mekaniği ve Yüzey Laboratuvarı’nda sürdürüyor.

Ay araçları uzay mekiklerinden çok daha hafif ve ay çekiminden kurtulmak için onlar kadar güçlü iticilere ihtiyaç duymuyorlar. Altı Apollo aracınca çekilen görüntüler, araçların iniş ve fırlatma sırasında eksoz gazlarının çakıldan daha büyük olmayan parçaları fırlattığını gösteriyor.

Buna rağmen, Metzger’i daha küçük şeyler terletiyor: “ay tozu.”

Dünya’da hiç kimse fırlatma sırasında uçuşan toza ya da kuma fazla önem vermez, çünkü “atmosferik sürtünme” düşük ağırlıklı parçacıkları yavaşlatır böylece fırlatma alanının az ötesinde zararsızca yere inerler. Peki ya Ay’da? Orda küçük parçacıkları yavaşlatacak atmosfer mevcut değil. Küçük kum taneleri çok büyük mesafeleri yüksek hızla kat eder, yollarına çıkan herşeyi tararlar.

Bu sadece bir teori değil. 1969′da Apollo 12 ay modülü, (Lunar Module: LM) 1967 Nisan’ında inmiş olan robotik sonda, Surveyor 3′ün 200 metre ilerisine indi. Apollo 12 astronotları Surveyor 3′e onu fotoğraflamak ve bazı parçalarını Dünya’ya geri götürmek üzere yürüdüler. Derken fırlatılışında beyaz olan sondanın büyük kısmının 2,5 yıl boyunca maruz kaldığı, Ay’ın aşırı şartları sebebiyle kahverengiye döndüğünü farkettiler.

Fakat Surveyor 3′ün LM’ye bakan yüzeyi eksozla kalkan tozlar sebebiyle siyahtan beyaza dönmüş. Aslında, her civata, kablo ya da destek kolu çok ince kum taneleriyle kaplanmıştı. Geri getirilen parçaları inceleyen bilim insanları bu kum tanelerinin 1 ila 10 mikrometre çapında olduklarını keşfetti.

Taranan yüzeyler aynı zamanda 30 ila 60 mikrometre çaplı yüzlerce mikroskobik kraterlere sebep olan yaklaşık aynı çaptaki yüksek hızlı parçacıklar tarafından delinmiş. Dahası, kum tanecikleri Surveyor’ın kamerasındakiler de dahil olmak üzere ince çatlak ve yarıklara girmiş.Bu kanıtlar Metzger’i terletiyor çünkü gelecekteki ileri karakolda, yüksek hızlı ince kum taneleri termal kontrol battaniyelerinin yansıtıcı yüzeylerini kazır, pencere ve diğer optik ekipmanların yüzeylerini pürüzlendirir ve maden araçlarının ya da uzaysüitlerinin üzerindeki bağlantıların ya da diğer mekanizmaların içine girerek mekanik arızalara sebep olabilir.Peki, neden sadece fırlatma alanının yeterince uzağında durmak sorunu çözmüyor?

Cevap: Kaçabilirsin ama saklanamazsın. Bir roketin eksozuyla ivme kazanan toz parçacıkları, teorik olarak Ay’ın etrafında her yönüne doğru gidebilirler.

Metzger’in ekibi Surveyor 3′ün üzerinde oluşan kraterlerin nasıl oluştuklarını analiz etmiş ve patriküllerin saniyede 400 ila 1000 metre hız yapması gerektiğini ortaya çıkarmış. “Gerçekte, ay modülünden çıkan eksoz gazları kadar hızlı olabilirler -bu da saniyede 1 – 2 kilometre.” Parçacıklar yatay düzlemde saniyede 1,7 kilometre hızla hareket ederek neredeyse Ay’ın yarısını kat edecekler. Bu hız 2 kilometre/saniyeye çıkarsa ay etrafında tam bir çember çizebilirler. Onları engelleyecek dağ benzeri bir yapı olmadığı taktirde, kum taneleri roket fırlatma noktasında hız kazandıktan sonra, Ay’ın etrafında tamamen dolaşıp fırlatma alanına geri dönecektir.

Şimdi Metzger NASA’daki diğer takımların mühendislerine, ay iniş ve kalkış etkilerinin nasıl azaltılabileceğini ortaya ortaya çıkartabilmek için yardım ediyor. Bir çözüm uzaylimanlarını dağlar ve tepelerin doğal toz engelleri olacağı yerlere konuşlandırmak. Yapay banketler ya da diğer maharetli yapılar da çözüm sunabilir.

Metzger ve ekibi çalışmaya devam ediyor.

50 yıl önce, Sovyetler’in nükleer başlıklarını fırlatmak amacıyla tasarlanan R-7 roketi, Rusça’da uydu / yoldaş anlamına gelen Sputnik’i (Спутник) uzaya fırlatmak için kullanılıdı. 41 uydudan oluşan Sputnik serisinin ilk uydusu olan Sputnik 1 , insan yapımı ilk uydu ve uzay çağının başlangıcı olarak tarihteki yerini alırken, dünyaya yalnızca “bip” sinyalleri yollayabiliyordu.

3 Kasım 1957 yılında fırlatılan Sputnik 2 ise uzaya ilk köpeği (Laika) yollama başarısını erişti; Dünya yörüngesindeki ilk canlı ı aynı zamanda ilk ölü de oldu, çünkü Sputnik 2 Laika’yı salimen dünyaya getirebilme kabiliyetinden yoksundu.

Sputnik 3 için 3 Şubat 1958′deki ilk deneme başarısız olurken, 15 Mayıs günü coğrafi araştırma araçları taşıyan uydu yörüngeye yerlştirildi.

1960′a gelindiğinde, Sputnik 5 ile, iki köpek, 40 fare ve çeşitli bitkiler yörüngeye çıkartılıp, dünyaya güvenli bir şekilde geri döndüler.

Soğuk savaşın başlamış olduğu bu dönemde, komünistlerin uzaydaki başarıları karşısında, sovyet nükleer silahlarının Amerika’yı vurabileceği düşüncesi Amerikan halkı arasında bir kriz doğururken, teknoloji alanında geri kaldığını anlayan ABD, NASA‘nın kuruluşu gibi önemli adımlar atarak uzay yarışı için daha fazla kaynak ayırmaya başladı.

Arama motoru google bu güne özel bir logo kullanıyor:

Kaynak: first-sputnik.blogspot.com | bulutsu.org/ggg | amsat.org

Alice’in her aynaya bakışında, yeni bir dünya ortaya çıkıyordu.

Aynalar gerçek dünyada da özel güçlere sahiptirler, özellikle de astronomların ellerinde. Aslında, çağdaş astronomi aynalara bağlıdır. Hemen hemen bütün teleskoplar yıldızların ışıklarını toplayıp, nefes kesici görüntülerin şekillendirildiği süper-duyarlı alıcılara yönlendirmek için bir, bazen de birden fazla ayna kullanır. Aynalar olmaksızın evreni araştırmak neredeyse imkansız olurdu.

Üstte: Astronomlar, Hubble Uzay Teleskobu‘nun kalbindeki, 2.4 metre çapındaki aynayı dikkatle incelerken.

X-ışını astronomları için, işler birazcık daha karışık. Brian Ramsey: “Evren üzerine araştırma yapmakta kullanılan X-ışınları, o kadar enerjiktirler ki sıradan bir aynanın içinden geçip giderler.”

Bu yüzden Ramsey ve çalışma arkadaşları, yüksek-enerji X-ışınlarını toplayabilecek sıradışı bir ayna yaptılar.

Ramsey’sin takımı geçtiğimiz günlerde bir balonla, New Mexico’dan fırlatılan HERO (High Energy Replicated Optics) kod adlı cihazı denediler. Balon HERO’yu Dünya atmosferinin %99′una kadar taşıdı; Uzaydan gelen X-ışınlarını bu noktadan toplaması mümkün. Veri analiz ediliyor ve sonuçlar yakında açıklanacak; takım dört gözle, daha önce görülmemiş kozmik görüntüleri bekliyor.

HERO takımı, Fort Sumner’daki Columbia Bilimsel Balon Servisi uzmanlarından, bu devasa balonları fırlatmak için destek alan pek çok bilimsel grupatan bir tanesi. Helyum gazı kullanılan, HERO’nun balonu yükseldikçe şişiyor. Tam şişme durumuna ulaştığında 240 metre genişliğe ulaşıyor ve kargodan 480 metre yukarıda yükseliyor. Balonları, balon hizmet mürettebatı şişirip fırlatıyor, izliyor ve iş bitince paketliyor. İdeal rüzgar durumu (az ya da hiç) mayıs ve eylül aylarında sağlanabiliyor. Fort Sumner bu zamanlarda balon işi için mükemmel bir bölge.

Üstte: HERO stratosfere giderken.

HERO’nun aynasının garip bir şekli var. 96 adet tüpe benzer ayna, belli yerlerden sıyırılarak, soğan katmanları gibi yerleştirilmiş. Bu özel şeklin nedeni, yüksek enerjili X-ışınlarının bizim hergün diş fırçalarken karşısına geçtiğimiz aynaların içinden geçip gitmeleri. Yüksek enerjili protonları geçerken yakalamak amacıyla, aynalar açılı olmalı.

Kaynak: science.nasa.gov

0′dan 60′a hızlanıp, ardından kırmızı ışık yandığında da durmak, sıradan bir otomobil için sorun değildir. Ama eğer bir roket pilotuysanız, bu hiç de kolay olmayacaktır. Çoğu roket motoru tam açılıp, tam kapanacak şekilde tasarlanır.

Gaz gezegene inecek olan için kritiktir. Yörüngeden alçalmak eşsiz bir dengeleme işi, motorun gücünün kesilmesiyle eksozun sağladığı itki kaybolur ve bu aracı yavaşlatır. Bu iniş takımları yer ile buluşuncaya dek böyle sürer.

Apollo Ay Modülü iniş motoru, tüm zamanların gaz şampiyonu, 1968-72 arasında başarılı şekilde 6 iniş gerçekleştirdi. Basit olan bu motor, biraraya gelince tutuşan korozif yakıt ve oksitlendirici yakıyor ve pompa gereksinimini ortadan kaldıran basınçlı tanklarla besleniyordu.

Geliştirilmekte olan CECE roket motoru. Soldaki küçük resimlerde roketin gaz seviyesindeki değişimler gözüküyor

NASA gelecek on yılda Ay’a dönmeyi planlıyor. Bunu da Apollo’nun Ay yüzeyine götürdüğü kütleden daha azını götürerek yapmak istiyor. Bu da daha yüksek başarımlı motorlar demek. Marshall Uzay Uçuş Merkezi’nden Tony Kim Apollo Ay Modülü iniş motorlarının çok iyi olduğunu fakat yine de gelecekte planladıkları uçuşlar için yeterli başarıma sahip olmadığını söylüyor.

Gelecek kuşak ay iniş araçları teknolojileri geliştirmek için, NASA’nın iki merkezindeki (Alabama’daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi ve Ohio’daki Glenn Araştırma Merkezi) mühendisler, Genel Genişletilebilir Kriyojenik Motor (Common Extensible Cryogenic Engine): CECE’nin geliştirilmesine destek veriyorlar.

CECE’nin çekirdeği Ay’a 1966-68 arasında yedi Surveyor’u uçurmak için daha sonra da başka görevlerde 2.2 milyon saniye toplam çalışma süresine sahip RL10 motoruna dayanıyor. RL1, Ay Modülü motorundan çok daha güçlü ve karmaşık. Süper soğuk izole edilmiş tanklarda sıvı halde saklanan hidrojen ve oksijeni yakıyor. Bunlar yalnız yüksek enerjili iticiler değil aynı zamanda da orjinal Ay Modülüne göre çevre dostu yakıtlar.

Şimdi talep edilen motorlarda bazı yeni şeyler aranıyor: uzayaracı kaptanının itkiyi %100′den %10′a ayarlayabilmesi. Fakat bunu yapmak arabanızın gaz pedalını indirip kaldırmak kadar kolay değil. Çoğu roket motorunda olduğu gibi RL10 tam güç için tasarlandı. Neredeyse yaşayan bir organizma gibi, bir bölgedeki değişimler vücudun diğer bölgelerinde de hissediliyor. Örnek olarak, düşük güçte, sıvı hidrojen yavaşlayabilir ve soğutma hattında* buharlaşır, muhtemelen motor stop eder.

Yapılan çalışmalar gazı ayarlamanın mümkün olduğunu gösterdi.

Temel mesele “sarsıntı”. Bir şeyler motorun saniyede 100 defa titreşmesine neden oluyor. Araştırmacılar sorunu inceleyip gidermek amacıyla Deneme 1.5‘i gerçekleştirdiler: bu deneme enjektör plağında hal değiştiren ve düşük gaz seviyelerinde normal akışı engelleyen, oksijen buharını kesiyor.

Enjektör ve valflerin performansını artırıcı modifikasyonlar üzerine çalıştıklarını söyleyen Kim, CECE’nin aynı zamanda 1/5 gaz seviyesinde kararlı (sarsıntısız), 1/11 gaz seviyesinde ise işletilebilir (biraz sarsıntılı) olduğunu kanıtladı.

CECE uzay için hazır değil, fakat teknoloji geliştirmek için önemli bir test alanı. Bu çalışma gelecek ay araçlarının tasarımını etkileme potansiyeline sahip.

kaynak: science.nasa.gov

Yeni gelişmeler olduğu için biraz eskimiş bir yazı sayılabilir belki, ama insan operatörler olmaksızın iş yapabilen uzayaraçları hakkında aydınlatıcı olabileceği için geç de olsa çevirip yayınlamaya karar verdim. Yazının kaynağı science.nasa.gov

Yıl 2020, ve uzay hiç bu kadar hareketli olmamıştı:

Dünya yörüngesinde, robotik bakım gemisi bir hava gözlem uydusundan diğerine koşturarak, meteorologlara tehlikeli fırtınaları takip etmekte yardımcı olacak güçlü optikleri kuruyor.

Dört yüz bin kilometre yukarıda, bir kargo taşıyıcısı Ay’a varıyor. Bir yörünge deposuna yöneliyor, ona yaklaşıp kusursuzca eşlik ediyor, Ay’ın güney kutbundaki bilimsel keşif istasyonu için matkap başlıklarını, güneş panellerini ve diğer ihtiyaçları boşaltıyor.

Bu arada, ay yüzeyinde, istasyon ve bazı yakın tepeler arasında maden araçları “alıcı otoyolu” boyunca ilerliyor. Derin, soğuk bir kraterde gölgeler içinde saklanmış ay buzullarını hasat ediyorlar.

Bu kuramsal senaryoda tek bir insan operatör yok.

Bunlar, sandığınız kadar uzakta değil. NASA ve ortaklarının geliştirdiği bütün bu uzay araçları ve uydular, hatta madenci böcekler, bir gün kendi kendilerini işletebilecek, insanların yönlendirmesiyle değil; kendiliğinden yol alacaklar.

MSFC Otomatikleştirilmiş Buluşma ve Yükleme Projesi lideri olan James Lee görevlerinin yörüngede insan müdehalesi olmadan yakıtın yeniden doldurulması, parça değişimi, uydu tamirinin yapılabileceğini kanıtlamak olduğunu söylüyor.

ASTRO, NextSat’la kenetlenecek ve bakımını sağlayacak.

ASTRO’yu kim kumanda edecek? Cevap birisi değil fakat bir şey: Gelişmiş Video Yönlendirme Algılayıcısı (Advanced Video Guidance Sensor) ya da kısa adıyla AVGS. ASTRO’ya yerleştirilmiş olan AVGS, NextSat üzerindeki geriyansıtıcılara kızılötesi lazer demetleri gönderecek. Yansımaların analizi, ASTRO’nun hızını ve güvenli mesafeden yaklaşma açısını ve kenetlenmeyi ayarlayacak.

Sekiz test dizisi üç aylık görev süresi boyunca devam edecek. Testler başladığında araçlar birbirlerinden 6,9 km uzaklıkta olacak. Astro ve NextSat çeşitli manevralar, parça değişimi ve pil kurulumu yapacaklar. Denemeler dünyanın gölgesine girip, hiçbir görüntü alınamadığında da sürecek. Bu operayon uzay araştırmaları tarihinde bir ilk olma özelliği taşıyor.

Eğer Yörünge Ekspresi başarılı olursa, otonom buluşmalar ve yükleme sistemleri gelecek on yılda insan kontrollü görevlerin önemli bir alternatifi olabilecek.

Otomatikleştirilmiş sistemler iki araç arasındaki kenetlenme işlemlerinde meşgul uçuş mürettebatının omuzlarından elle kontrolün yükünü alacak. Aynı zamanda Ay ya da Mars yörüngesindeki kalıcı uyduların zorlu tamir ve destek sorununa maliyet yönünden verimli bir seçenek olacaklar.

Otomatikleştirilmiş sistemler aynı zamanda yüzey operasyonlarını gerçekleştirebilir. Bilhassa küresel yönlendirme sistemlerinin çalışmadığı havasız Ay’da. Bu “alıcı otoyolu”, yansıtıcı işaretlerle yüzeyde, robotların görebileceği, yol gösterici noktalar oluşturabilir.

Sıra yeni dünyalar keşfetmeye geldiğinde, robotlar insanları deneyim kazanmakta geçemez; fakat insanlı görevleri mümkün kılar. Otomatikleştirmenin hayati önemi var.

NASA’nın Orbital Express görevi hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın.

Uzay mekiği termal koruma sistemi (TPS) mekiği atmosfere geri girişte ortaya çıkan 1649° C ‘daki yakıcı sıcaklıktan koruyan bir bariyer.

Yüksek sıcaklık yeniden kullanılabilir izolasyon (HRSI) seramikleri 1260° C sıcaklığa kadar koruma sağlıyor. Yörüngecin ??? yüksek atmosfer direncine maruz kaldığı iniş takımı kapakları, Dış Tank bağlantı kapıları ve altta bulunan geri kalan kısımların yüzeyinde 20.548 adet HRSI seramiği var. 15,2 x 15,2 cm boyutlarında olan seramiklerin her birinin kalınlığı, ne kadar ısındığına bağlı olarak 2,54 cm’den 12,7 cm’e kadar değişiyor. HRSI temel olarak yüksek saflıkta (%99,8) silika fiberler (%10) ve boşluklardan oluşuyor (%90). Yüksek orandaki boşluklar uzayaracı için gereken hafifliği sağlayan düşük yoğunluğu ve G kuvvetlerine karşı gereken dayanıklılığı sağlıyor. Seramiklerin siyah gözükmesinin sebebi ise su geçirmezliği sağlayan tetrasilikat ve borosilikat camdan yapılan kaplama malzemesi. Her seramik bulunduğu yeri belirten bir kimlik numarasına sahip.

1 Şubat 2003 tarihinde, Coloumbia uzay mekiği kalkış sırasında termal koruma seramiklerinden oluşan bu bariyerin zarar görmesi nedeniyle, Dünya’ya dönüş sırasında yüksek sıcaklıkktaki gazlar aracın sol kanadının içine sızmış, sızan sıcak hava da mekiğin yapısına zarar verip havada parçalanmasına yol açmıştı. Olayda 7 Astronot hayatını kaybetti

Uzay araçlarıyla ilgili hemen her şey çok büyük maliyete sahiptir. NASA’nın Ruslar’dan aldığı tuvalet teknolojisi de 19 milyon dolarlık etiketiyle bu duruma güzel bir örnek teşkil ediyor. Mekiklerde bulunan eski teknoloji tuvaletlerde, atıklar depolanıp, dünyaya giriş anında boşaltılıp bertaraf ediliyor. Ruslar’ın tuvaleti ise bu atıkları arıtıp astronotlar için temiz su elde etme yeteneğine sahip. Tuvalet Uluslararası Uzay İstasyonunda kullanılacak.