Roket Laboratuvarı yapımı bir çift uzay aracı, iki adımlı bir yolculuğa çıkmak üzere. İlk adım, Kaliforniya’dan Cape Canaveral’daki fırlatma alanına kadar 55 saatlik, 2.500 millik bir mesafedir. İkinci adım mı? Mars’a sadece 11 ay ve 230 milyon mil.
Kaçış ve Plazma Hızlandırma ve Dinamik Kaşifleri (EscaPADE) misyonunun amacı, güneş rüzgarları ile Mars atmosferi arasındaki etkileşimi incelemektir. Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley Uzay Bilimleri Laboratuvarı (SSL) görev için bilimsel yükleri geliştirdi, ancak uydu otobüsü (uzayda seyahat edecek ve bu yükleri Mars etrafındaki bir yörüngede barındıracak gerçek platform) tamamen Roket Laboratuvarı. NASA’ya göre görev şu anda Blue Origin’in New Glenn roketinin ilk fırlatılmasıyla Ekim ayından daha erken olmayacak şekilde başlayacak.
Şirket, fırlatma sayısı açısından SpaceX’in Falcon 9’undan sonra ikinci sırada yer alan Electron roketiyle tanınsa da, gelirinin büyük kısmı aslında uzay aracı ve uzay aracı bileşenlerinin inşası ve satışından geliyor. Rocket Lab, ESCAPADE ile hem uzay ajansına hem de dünyaya güneş sistemi boyunca seyahat edebilen son derece yüksek performanslı uzay aracı üretebileceğini göstermeyi amaçlıyor.
Şirket, NASA’nın 2022’de Ay’a yapacağı Cislunar Otonom Konumlandırma Sistemi Teknoloji Operasyonları ve Navigasyon Deneyi (CAPSTONE) misyonu için uydu otobüsünü inşa ederek kendini bir kez daha kanıtladı. Bu uzay aracı, ay yörüngesine girmeden önce derin uzayda yaklaşık beş ay konakladı. Ancak Mars’a gitmek çok daha uzun sürüyor ve tarihsel olarak da çok ama çok pahalıydı. Kızıl Gezegenin çevresine yörünge araçları gönderen son iki görev, 2005’teki Mars Keşif Yörünge Aracı ve 2013’teki MAVEN, NASA’ya yarım milyar dolardan fazlaya mal oldu.
Bu nedenle 2019’da uzay ajansı, derin uzaya yönelik küçük uzay aracı görevlerini finanse etmek için Gezegensel Keşifler için Küçük Yenilikçi Görevler (SIMPLEx) programını kurdu. Son yıllarda oluşturulan diğer NASA programları gibi, bu aynı zamanda kurumun riski benimseme çabasıdır. NASA, derin uzaydaki bir göreve 550 milyon dolar harcamak yerine bunun yalnızca onda birini harcamayı hedefledi ve her SIMPLEx görevine fırlatma hariç 55 milyon dolarlık bir tavan fiyat verdi. ESCAPADE, ajansın SIMPLEx programı kapsamında seçtiği üç görevden biri ve büyük olasılıkla fiilen başlayacak ilk görev.
Bu fonlar, iki uydu otobüsü için Rocket Lab ile sözleşme yapan SSL görevinin Baş Araştırmacısı’na gitti. Rocket Lab, bu 55 milyon doların ne kadarının kendilerine gittiğini söylemiyor ancak ESCAPADE’in lider sistem mühendisi Christophe Mandy, şirketin “diğer her şeyden iki kat daha ucuz” olduğunu söyledi.
Blue ve Gold adlı uzay aracı, bu tür görevleri desteklemek için yüksek delta-v yetenekleriyle bilinen Rocket Lab’ın (CAPSTONE sırasında uçuş mirası kazanan) Explorer platformunu temel alıyor. Roket Laboratuvarı mühendisleri için en büyük zorluklardan biri, Dünya yörüngesinden Mars’a kadar gidebilecek bir uzay aracı tasarlamaktı; bu nedenle ESCAPADE uzay aracının kütlesinin yaklaşık %70’i yakıttır. Bu yakıt, uzay aracının saniyede yaklaşık 3 kilometre delta-v veya hız değişimi yapabilmesini sağlayacak ki bu, bu büyüklükteki bir uydu için çok yüksek bir rakam.
Diğer büyük zorluk ise Rocket Lab’ın, NASA’nın Şubat 2023’te New Glenn’i seçtiği tasarım sürecinin oldukça geç zamanlarına kadar fırlatma sağlayıcısını tanımamasıydı. Bu bilinmeyen, uzay aracı için “sürüş kısıtlamaları” olarak adlandırılan şeyleri veya faktörleri etkiledi. Bunlar mühendisin tasarım kararlarını şekillendirir.
Mandy, “Şimdiye kadar gördüğüm hemen hemen her uzay aracında sürüş kısıtlaması olarak fırlatma aracı vardı, ancak fırlatma aracının ne olacağını bilmediğimiz için bunu farklı şekilde yaptık” dedi. “Bu yüzden fırlatma aracının kullanılmamasını sağlamak için çok büyük çaba harcadık. [a] sürüş kısıtlaması çok alışılmadık bir durum.”
Bunun yerine, Rocket Lab mühendisleri, uzay aracı tasarımının çoğunu başka bir değişkene dayandırdılar: uzay aracının, uzay aracının derin uzayda gerçekleştireceği manevra olan Mars yörünge yerleştirmesi (MOI) adı verilen kritik bir manevra yoluyla alabileceği maksimum kütle miktarı. Mars yörüngesine girmek için.
Mandy, “Dolayısıyla sistem üzerinde sahip olduğumuz kütle miktarı, fırlatma aracı gibi insan yapımı bir şey tarafından değil, fizik tarafından yönlendiriliyor” dedi. Ancak fırlatma aracı seçildikten sonra “yeniden tasarım yapmamıza gerek kalmadı çünkü tasarımımız başka gereksinimlere dayanıyordu.”
Bu kısıtlamalar mühendisleri yenilik yapmaya itmeye yardımcı oldu. Bir kutu yerine, iki uzay aracı temelde Mandy’nin dediği gibi “tank sandviçleri”; iki güverte payandalarla birbirine bağlanmış ve yakıt depoları ortada. Tipik olarak bir uydunun birincil yapısı, toplam kütlesinin yaklaşık %20-22’sini oluşturur; ESCAPADE’te sandviç tasarımı sayesinde bu rakam sadece %12’dir. Mandy, bu değişikliklerin artan etkileri olduğunu söyledi: Ana yapıda daha az kütle, bunun için daha az yakıt anlamına gelir, bu da farklı bir tank boyutu anlamına gelir, vb. Mühendisler ayrıca uzay aracını, uçuş bilgisayarı ve radyo gibi ısınma eğilimi gösteren tüm bileşenlerin uzay aracının bir güvertesine yakın olacağı, itme sistemi gibi soğuma eğilimi olan tüm bileşenlerin ise uzay aracının bir güvertesine yakın olacağı şekilde tasarladı. diğerinin yakınındadır. Bu değişiklikler, uzay aracının daha az güce, daha küçük güneş panellerine, daha az ısıtıcıya ve diğer birçok etkiye ihtiyaç duyacağı anlamına geliyor.
Fırlatmanın ardından uzay aracı, kritik MOI yakma işlemini gerçekleştirmeden önce Mars’a yolculuk için on bir ay harcayacak. Ancak uzay aracının yakma işlemini gerçekleştirmesi beklendiğinde güneş, Dünya ile Mars arasında olacak ve onlarla zamanında iletişimi imkansız hale getirecek. Roket Laboratuvarı mühendislerinin, uzay aracına yörüngesini daireselleştirmeye başlaması için bir komut göndermeden önce yaklaşık üç ay daha beklemesi gerekecek. Daha sonra uzay aracı yaklaşık on bir ay boyunca bilimsel verileri toplayacak ve Dünya’ya iletecek.
Mandy, görev için kesin fırlatma aralığını söylemeyi reddetti ve bunun Blue Origin’e bağlı olduğunu söyledi, ancak şu anda uzay aracının yolculuğu için verimliliğin zirvesi olduğunu ve bu aralığın “zirveden birkaç ay sonrasına kadar” uzandığını söyledi. ” Blue Origin bu pencereyi kaçırırsa, iki şirket ve NASA, ESCAPADE uzay aracının Mars’ın sırlarını çözmeye başlaması için 26 ay daha beklemek zorunda kalacak.
Kaynak: https://techcrunch.com/2024/08/15/nasa-and-rocket-lab-aim-to-prove-we-can-go-to-mars-for-1-10-the-price/