Intuitive Machines’in aya ilk inişi aynı zamanda daha güvenli, daha ucuz roket tarzı itiş gücüyle çığır açtı

Intuitive Machines’in Ay’a ilk inişi bugün resmen güç kaybetti Ay’da yedi gün geçirdikten sonra. İniş aracı, 1972’den beri ay yüzeyine ulaşan ilk Amerikan donanımı ve aya inen ilk özel yapım uzay aracı olarak tarih yazdı. Ancak Odysseus adı verilen iniş aracı başka bir nedenden dolayı hatırlanacak: itiş sistemi.

Kriyojenik sıvı oksijen ve sıvı metanın bir kombinasyonunu kullanan bu tahrik sistemi, uzayda yeni yeteneklerin kilidini açabilir ve diğer ticari sağlayıcıların gelecekteki misyonlarının risklerini ortadan kaldırabilir.

Intuitive Machines’in IM-1 görevinden önce hiçbir iniş bu itici yakıt kombinasyonunu kullanmamıştı. Tanıdık geliyorlarsa bunun nedeni SpaceX’in Raptor’u, Blue Origin’in BE-4’ü ve Relativity Space’in Aeon R’si gibi yüksek performanslı roket motorlarında kullanılıyor olmalarıdır.

Ancak iniş araçları ve günümüzün çoğu uzay aracı, pasif olarak depolanabilen ancak oldukça toksik olan hidrazin veya nitrojen tetroksit gibi “uzayda depolanabilir” veya hipergolik itici gazlar kullanıyor. Buna karşılık, “kriyojenler” daha verimli, daha yüksek enerjiye sahip ve çok daha az tehlikelidir, ancak aktif olarak çok çok düşük sıcaklıklara soğutulmaları gerekir.

Bu, bazı benzersiz zorluklar sunar. Yakıtların çok soğuk tutulması gerektiğinden, kalkıştan önce ancak çok kısa bir süre depolanabiliyor. Bu sorunu aşmak için Intuitive Machines ve SpaceX, Nova-C sınıfı iniş aracının VR900 motoruna (IM tarafından inşa edilmiş) kalkıştan sadece üç saat önce, roket fırlatma rampasındayken ve uzay aracı zaten fırlatma rampasının içindeyken yakıt doldurmaya başladı. yük kaplaması. Bu hiç de tipik bir durum değil.

SpaceX’in inşa ve uçuş güvenilirliğinden sorumlu başkan yardımcısı Bill Gerstenmaier, 13 Şubat’ta düzenlediği basın toplantısında, SpaceX’in iniş aracını beslemek için tamamen yeni yetenekler geliştirmesi gerektiğini söyledi. Bu, fırlatma rampasının değiştirilmesini de içeriyordu. Falcon 9 roketinin ikinci aşaması ve araçla zaten eşleştirilmiş durumdayken yük kaplamasına erişim için bir adaptör eklenmesi.

İki şirket, lansman öncesinde iki ıslak kostümlü prova gerçekleştirdi; İtici gaz yüklemesiyle ilgili sorunlar, ilk fırlatma girişiminin bir gün ertelenerek 15 Şubat’a ertelenmesine neden oldu. Başarılı fırlatmanın ardından Intuitive Machines’, sıvı oksijen besleme hattını soğutmada da kısa bir sorunla karşılaştı ve bu, beklenenden daha uzun sürdü. İtici gaz yeterince soğuduktan sonra, uçuş kontrolörleri ertesi gün motoru uzayda ilk kez başarıyla ateşlediler.

Şirket, son derece verimli olan sıvı oksijen ve sıvı metan kullandığından, aya daha doğrudan bir yörüngeye ulaşabildiler. Uzay aracının, Dünya çevresindeki yüksek radyasyon bölgesi olan Van Allen kuşağından yalnızca bir kez geçmesi gerekiyordu, bu da uzay aracının zararlı yüksek enerjili parçacıklara maruz kalmasını azalttı.

Ay’a 500-750 kilogramlık yük taşımak için Intuitive Machines’in çok daha büyük “Nova-D” uzay aracında da iki VR900 motoru kullanılacak. (Nova-C iniş aracının taşıma kapasitesi 100 kilogramdır.)

Nova-C ve Nova-D iniş araçları, uzayda kriyojenik itici gaz kullanan son uzay aracı olmaktan çok uzak olacak. CEO Tom Mueller, Ocak ayında verdiği bir röportajda, Impulse Space’in yüksek enerjili tekme aşaması Helios’un, yükleri doğrudan sabit yörüngeye iletmek için kriyojenleri kullanacağını açıkladı.

“İnsanlar daha önce hipergollerle büyük vuruş etapları yapmaktan bahsetmişti ve ben sadece tonlarca itici gazdan bahsettiğinizi ve güvenlik ve güvenlik maliyetlerinin çok fahiş olduğunu düşünüyorum” dedi. “Dolayısıyla sıvı oksijen ve sıvı metan gibi çok düşük maliyetli, çok yüksek enerjili itici gazların kullanılması, hiç düşünmeden yapılır.”

Odysseus’un yüzeye taşıdığı altı NASA bilim ve araştırma yükünden biri de doğrudan kriyojenik tahrik sisteminden yararlanıyordu. Ajansın Glenn Araştırma Merkezi’nin Radyo Frekansı Kütle Ölçer beyanı, motorun tanklarında ne kadar itici gaz bulunduğunu ölçmek için radyo dalgasını ve anteni kullanıyor. Uzun süreli uzay görevleri sırasında uzay aracının yakıt seviyelerini ölçmek için hayati önem taşıyan bir teknolojidir, çünkü özellikle “çalkalanma”, mikro yerçekiminde sıvıların ölçülmesini zorlaştırabilir.

Bu konu NASA için özel bir önem taşıyor çünkü ajansın insanları ay yüzeyine geri döndürmeye yönelik Artemis misyonları, kriyojenik itici gazlar kullanan uzay araçlarına (özellikle SpaceX’in Yıldız Gemisi İnsan İniş Sistemi ve Blue Origins’in Blue Moon) bağlı. Bu görevler, büyük miktarlarda kriyojenik sıvının yörüngedeki depolardan uzay aracına aktarılmasını gerektirecektir; Bu sıvıların Odysseus’un aya yolculuğundan çok daha uzun bir süre boyunca yörüngede kalması gerekecek olsa da, IM-1 misyonu hala uzayda kriyojenik kullanım için kapıyı tekmeliyor.