Article Thumbnail

Elon Musk'ın Starship’i Nedir?

  • 26 Kasım 2021 13:08

Elon Musk, uzay yolculuğu için ezber bozan bir araç geliştiriyor. Starship, bilindiği gibi, Kızıl Gezegene 100 kişiye kadar taşıma kapasitesine sahip tamamen yeniden kullanılabilir bir ulaşım sistemi olacak. Elon Musk'ın özel uzay uçuşu şirketi SpaceX'in kuruluş felsefesi, yaşamı çok gezegenli yapmaktı. Eğer Dünya büyük bir asteroit çarpması gibi bir felaket yaşarsa, insanları Mars gibi diğer dünyalara yerleştirmenin medeniyeti koruyabileceğini söylüyor. 2016'da Musk, "Tarih iki yöne ayrılacak. Bir yol, sonsuza dek Dünya'da kalacağız ve sonunda bir tür yok olma olayı olacak" dedi. "Alternatif, uzayda yolculuk eden bir uygarlık ve çok gezegenli bir tür olmaktır, umarım kabul edersiniz ki doğru yol budur." SpaceX'in kurucusu, Mars'ta şehirler inşa etme hayalinden sık sık bahsetti. Yerleşimlerin kendi kendini idame ettirebilmesi için çok sayıda insana ihtiyaç duyacağına inanıyor.

 

Musk, Mars yüzeyinde şehirler inşa etmekten bahsetti.

 

Bu hayali gerçekleştirmek, göreve uygun bir araç gerektirir. Starship, Kızıl Gezegene bir seferde 100'den fazla insanı taşıyabilen bir roket ve uzay aracı kombinasyonudur. Sistem tamamen ve hızlı bir şekilde yeniden kullanılabilir olacak şekilde tasarlanmıştır. Tamamen yeniden kullanılabilir olmaları, diğer bazı fırlatma sistemlerinde olduğu gibi, temel donanım öğelerinin denize atılmadığı veya yanmasına izin verilmediği, ancak tekrar uçabilmeleri için yere geri döndüğü anlamına gelir. Hızlı yeniden kullanılabilirlik, uzaydan döndükten sonra, Starship'in itici yakıtla yeniden doldurulabilmesi ve kısa bir süre içinde yeniden fırlatılmaya hazır olması anlamına gelir - tıpkı bir uçak gibi. Bu, tüm işletmenin maliyetini azaltır.

 

Starship: Genel bakış

Lansmanda, Starship adlı uzay aracı, Süper Ağır adlı bir roketin üzerine oturacak. Kombine sistem 120m (394ft) boyunda duracak ve Starship olarak da anılacaktır. Önce uzay aracını ele alalım. Burun konisi ve iniş kanatları ile paslanmaz çelik araç, bilim kurgunun altın çağındaki roket gemilerini andırıyor. 50m (160ft) uzunluğundaki teknenin arkasında, SpaceX tarafından on yıl boyunca geliştirilen altı adet yüksek verimli Raptor motoru bulunur. Yanma aşamalar halinde gerçekleşir ve motorun tasarımı, boşa harcanan yakıt miktarını azaltır.

 

 

 

Aracın ortasına doğru itici tanklar var. Bunlar, Raptorlara sıvı metan (CH4) ve sıvı oksijen (O2) besler. Metan yakıttır ve oksijen oksitleyici görevi görür - yakıtın yanmasını sağlayan bir kimyasal. Kombinasyon metaloks olarak adlandırılır. Yakıt seçimi roket motorları için olağandışıdır, ancak metan bol miktarda itme üretebilir. Ayrıca Musk'ın Mars'taki tasarımları ışığında ihtiyatlı bir seçim. SpaceX'in kurucusu, CH4'ün Sabatier reaksiyonu olarak bilinen kimyasal bir işlem kullanılarak Mars'ın yeraltı suyundan ve atmosferik karbondioksitten (CO2) sentezlenebileceğini söylüyor. Mars kaynaklarını kullanarak Dünya'ya dönüş yolculuğu için Starship'e yeniden yakıt ikmali yapmak, bir düzeyde kendi kendine yeterlilik sağlayarak, yolculukları hem daha uygun hem de uygun maliyetli hale getirecektir. Uzay aracının ön tarafına doğru - bazen üst aşama olarak anılır - büyük kargoları veya insanları derin uzaydaki hedeflere çekebilecek devasa bir yük bölmesidir.

 

3

Starship, yakıt olarak metan yakan Raptor motorları tarafından desteklenmektedir.

 

Şimdi rokete dönelim. 70m (230ft) uzunluğundaki Super Heavy, 3.400 ton (6.8 milyon lbs) kriyojenik (soğutulmuş) metaloks ile doldurulacak. Yaklaşık 32 Raptor motoruyla güçlendirilecek (bu özellik birkaç kez değişti) ve 70 Meganewton'dan (16 milyon lbs) fazla maksimum itme gücüne ulaşacak. Alçak Dünya yörüngesine en az 100 ton ve muhtemelen 150 ton kadar yük kaldırabilmelidir. Bu, Süper Ağır'ı 1960'larda ve 70'lerde Apollo Ay misyonları için kullanılan devasa Satürn V fırlatıcıdan daha güçlü hale getirecek.

 

Teksas'taki Starbase'te bir Star Heavy güçlendirici üzerinde çalışılıyor

 

Başlatma ve yeniden doldurma

Fırlatma rampasından yükselirken, birleşik Starship sistemi amaçlanan yörüngeye doğru ilerlemeye başlayacak. Üst aşama uzayda ayrıldığında, Süper Ağır, Dünya'ya geri düşerken ters döner. Super Heavy alçalırken, güçlendiricinin yanlarından biraz patates gofreti şeklinde "ızgara yüzgeçleri" adı verilen çelik yapılar yerleştirecek. Bunlar roket aşamasını fırlatma rampasına geri döndürmeye yardımcı olacak, böylece tekrar uçulabilecek. SpaceX'in fırlatma kulesini kullanarak düşen güçlendiriciyi yakalamak için iddialı bir planı var. Bu kule, mühendislere ve mürettebat üyelerine, fırlatmadan önce ped üzerinde otururken uzay aracına ve rokete erişim sağlar. Fırlatma kulesinden bir çift çelik kol uzayacak. Izgara kanatçıklar, harcanan güçlendirici bu kolların üzerine düştüğü için yükü alacaktır. Kule, Godzilla filmlerindeki bir yaratığa benzediği için "Mechazilla" olarak adlandırılmıştır.

 

Starship'in Super Heavy'de istiflendiği andıran bir fotoğraf. Güçlendiriciden dışarı çıkan ızgara kanatçıkları, onu Dünya'ya geri yönlendirmeye yardımcı oluyor

 

Bu arada, Starship üst aşaması, ayrıldıktan sonra bir "park yörüngesine" yerleştirilebilir ve böylece itici yakıtla yeniden doldurulabilir. Musk, 2017'de "Yörüngeye sadece [Starship] uçarsanız ve herhangi bir yeniden doldurma yapmazsanız, bu oldukça iyi - düşük Dünya yörüngesine 150 ton alırsınız ve başka hiçbir yere gidecek yakıtınız olmaz" dedi. Tankerler gönderir ve yörüngeyi yeniden doldurursanız, tankları en tepeye kadar yeniden doldurabilir ve Mars'a kadar 150 ton [yük] alabilirsiniz." Yeniden yakıt ikmali yapmak için uzay aracı, yalnızca bir yakıt deposu görevi gören başka bir Starship ile - zaten Dünya'nın etrafında dönüyor - kenetlenecek veya çiftleşecekti.

 

Super Heavy'den ayrıldıktan sonra Starship

 

Starship ne için kullanılacak?

Mars'a ve her yöne dokuz aya kadar sürebilen uzun mesafeli yolculuklar için Musk, üst aşamanın ön tarafındaki faydalı yük alanına yaklaşık 40 kabin kurmayı planlıyor. Musk, "İnsanları gerçekten içeri almak isteseydiniz, kabin başına beş ya da altı kişiye sahip olabilirsiniz. Ama bence çoğunlukla kabin başına iki ya da üç kişi ve dolayısıyla Mars'a uçuş başına nominal olarak yaklaşık 100 kişi görmeyi beklerdik." dedim. Yük bölmesi ayrıca, Güneş'in zararlı yüklü parçacıkları uzaya püskürttüğü, insanların güneş fırtınalarından korunmak için toplanabilecekleri ortak alanlar, depolama alanı, bir mutfak ve bir barınağa da ev sahipliği yapacak. Starship, NASA'nın Ay'da uzun vadeli bir insan varlığı kurmayı amaçlayan Artemis programında da önemli bir rol oynayacak. Nisan 2021'de ABD uzay ajansı, Starship'i bu on yılda ay yüzeyine astronot gönderebilecek bir arazi aracına dönüştürmek için SpaceX'e 2.89 milyar dolarlık bir sözleşme verdi.

 

Starship, 1972'den beri ilk kez insanları Ay'a indirecek

 

Artemis uçuşları için tasarlanan versiyon, Dünya'ya dönüş yolculuğu için gerekli olan ısı kalkanına veya kanatlara sahip olmayacaktı. Bunun yerine, Starship İnsan İniş Sistemi, Dünya'dan ilk fırlatılışından sonra uzayda kalacaktı, böylece sonunda ay yörüngesi ve Ay'ın yüzeyi arasında çoklu yolculuklar için kullanılabilecekti. Starship'in mürettebatsız veya kargo versiyonu, bir timsahın ağzı gibi açılan bir yük bölmesine sahiptir. Bu, uyduların fırlatılması için kullanılmasına izin verecektir. SpaceX, devasa yük kapasitesinin, Hubble'ın gelecekteki halefi olan James Webb gözlemevinden daha büyük teleskoplar da dahil olmak üzere yeni tür robotik bilim misyonları için olanaklar açtığını söylüyor. Sistem uzay turizmi için de kullanılabilir: Elon Musk, 2023'te Japon çevrimiçi perakende milyarder Yusaku Maezawa'ya Ay çevresinde bir gezi sözü verdi. Aynı zamanda Dünya üzerindeki farklı destinasyonlar arasında yüksek hızlı yolculuklar gerçekleştirebilir. Musk, Starship'in sonunda insanları Jüpiter gibi gaz devleri de dahil olmak üzere "daha büyük Güneş Sistemindeki" hedeflere taşıyabileceğini söylüyor. Ancak bu uzun vadeli bir hedef olmaya devam ediyor.

 

Üst aşama nasıl iniyor?

Diğer uzay aracını yere geri getirmek için mühendisler paraşütlere güvendiler veya aracı bir piste inebilecek şekilde tasarladılar. Ancak Starship üst aşaması farklı bir yaklaşım benimsiyor. Dünya'ya inmeye hazır olduğunda, gemi önce atmosfere 60 derecelik bir açıyla tekrar girer ve ardından yatay pozisyonda yere "göbek estirir". Bu geri dönüş modu, aracın inişini yavaşlatmak için tamamen atmosfere dayanır. Dezavantajı, bu konfigürasyonda Starship'in doğası gereği kararsız olmasıdır.

 

Starship, dikey konuma çevirmek için motorlarını ateşlemeden önce Dünya'ya geri döner

 

Bu nedenle araç, inişini kontrol etmek için aracın önüne ve arkasına yakın yerleştirilmiş dört adet çelik iniş kanadı kullanır. Bu, bir paraşütçünün serbest düşüşü kontrol etmek için kollarını ve bacaklarını kullanmasına benzer. Elon Musk, “Her şeyden oldukça farklı… kontrollü bir düşüş yapıyoruz” diyor. "Kaldırma yerine sürükleme yaratmaya çalışıyorsunuz - bu gerçekten bir uçağın tam tersi." Starship yere yaklaşırken, aracı dikey konuma çeviren bir motor yanması gerçekleştirecek kadar yavaş olmalıdır. Ardından, aracı iniş ayakları üzerinde güvenli bir inişe yönlendirmek için Raptors'u retro roketler olarak kullanır. Musk, bu genel yaklaşımın Starship'i Güneş Sistemi'ndeki herhangi bir gezegen yüzeyinde güvenle indirmek için kullanılabileceğini söylüyor. Bununla birlikte, nihayetinde, Dünya'ya ve belki de diğer hedeflere dönen Starship'ler, çevirme manevrası yapmak zorunda kalmayabilir. Bunun yerine gemiler, fırlatma kulesinin çelik kolları tarafından yere yaklaştıkça ele geçirilebilir - tıpkı Süper Ağır güçlendirici gibi. Musk, Twitter'da yaptığı açıklamada, "Gemi Mechazilla tarafından da yakalanacak. Booster'da olduğu gibi, iniş ayakları yok. Bunlar yerel altyapı olana kadar sadece Ay ve Mars için gerekli."

 

Ne zaman uçacak?

Son birkaç yılda SpaceX, Teksas Boca Chica'daki Starbase tesisinde üst aşamanın çeşitli prototiplerini test etti. Şirket, 2019'da Starhopper adlı 39 metre yüksekliğinde bir su kulesine benzeyen bir "test makalesi" ile yola çıktı ve yerden 150 metre yüksekliğe uçtu. Burun konisi ve kanatçıklara sahip ilk prototip - Starship seri numarası (SN8) - Aralık 2020'de 12,5 km yüksekliğe uçtu. Göbeği Dünya'ya geri döndü ve SpaceX'e aracın uzaydan dönüşünün son kısmı hakkında değerli mühendislik verileri verdi. . Ancak, SN8 iniş pistine biraz fazla hızlı ve sert bir şekilde yaklaşarak buruşmasına ve patlamasına neden oldu. Starship SN15, Mayıs 2021'de yumuşak bir inişle başarıya ulaşmadan önce üç test makalesi daha patladı. SpaceX, 2022'de ilk yörünge test uçuşu için Starship'i Super Heavy'de başlatmayı planlıyor.

 

-

Referanslar: https://www.bbc.com/news/science-environment-55564448