Uzay Araçlarında İnce Manevra Yapma
1--Avrupa Uzay
Ajansı (ESA) uzay görevleri için tasarlanmış en küçük ve kusursuz kontrol
edilebilen motoru test ediyor. Bu küçük motor o kadar hassas ki uzay aracının
konumunu sabit tutmaya çalışırken güneş ışınlarının araç üzerinde oluşturduğu
kuvveti bile dengeleyebiliyor.
2--Field
Emission Electric Propolsion (FEEP) adlı motor 10 santimetre büyüklüğünde bir
iyon motoru, çalışırken soluk mavi bir ışık yayıyor ve düşen bir saç telinin
uyguladığı kuvvete denk itiş gücüne sahip.
3--FEEP, bu
küçücük itiş gücüne karşın kusursuz kontrol edilmesi ve itiş gücü
çeşitliliğiyle gerçekleştirilmesi düşünülen uzay görevlerinde çok kuvvetli
motorların önünde yer alıyor.
4--Çoğu itki
sisteminin bir aracı bir yerden başka bir yere götürmek amacıyla kullanıldığını
belirten ESA yetkilileri FEEP’in amacının uzay aracını sabit tutmak olduğunu
söylüyorlar.
5--FEEP’in
görevini yerine getirirken uzay aracının konumunu bozabilecek en küçük
kuvvetleri bile karşılayıp onlara karşı koyacağını belirtiyorlar.
6--ESA,
önümüzdeki on yıl içerisinde gerçekleştirmeyi hedeflediği LISA Pathfinder
göreviyle bu gözlemleri uzayda gerçekleştirmek istiyor.
6.1--LISA
Pathfinder’ı 1,5 milyon kilometre ötedeki Lagrange noktası L1’e taşıyacak bu
çalışmayla serbest uçan iki deney kütlesinin davranışları kusursuz olarak
incelenebilecek.
6.2--Deneyi
gerçekleştirebilmek için bu iki deney kütlesini evrendeki çeşitli kuvvetlerin
etkilerinden korumak gerekiyor. Güneş’in ve Dünya’nın yerçekimi alanlarının birbirlerini
dengeleyerek yerçekimsiz bir ortam sunduğu L1 bu deney için uygun bir alan
olarak seçilmiş. Yine de deneyi tehdit eden bir etken var: Güneş ışınlarının
araçlar üzerinde yarattığı basınç.
6.3--FEEP işte
bu noktada harekete geçiyor diyor ESA’daki araştırmacılar. Diğer iyon
motorlarının itiş güçleri milinewtonlarla ölçülürken FEEP’in itiş gücünün
mikronewtonlarla ölçülebildiğini, bir mili saniyede 0,1 mikronewton hassaslıkla
itiş sağlayabildiğini ve itiş gücünün 0,1 ile 150 mikronewton arasında değişebildiğini
anlatıyorlar.
6.4--Bu sayede
uzay aracının konumunda çok hassas ayarlamalar yapılabilecek ve Güneş
ışınlarının yarattığı bu basınç karşılanabilecek.FEEP yakıt olarak sıvı halde
metal sezyum kullanıyor. Yakıt iki metal yüzey arasına çekilerek yüzeylerin
sonundaki 1 mikron (bir saç telinin yüzde biri) genişliğindeki bir açıklığa
geliyor.
7--Yüzey
gerilimi sezyumun burada kalmasını sağlıyor, bir elektrik alanı
oluşturulduğundaysa açıklıktaki sıvı metalin içinde minik koniler oluşuyor, bu
konilerin uçlarından pozitif metal iyonları ateşlenirken itki gücü sağlanmış
oluyor.
8--Dörder
motordan oluşturulmuş 3 set FEEP kümesi yanında, LISA Pathfinder’ın gövdesine
NASA tarafından geliştirilen bir başka itki sistemi de yerleştirilecek.
9--Bilim insanları,
bu iki itki sistemiyle uzay aracının yön kontrolünü en azından iki doğrultuda,
daha önce hiçbir uzay aracında olmayan bir kesinlikle -milimetrenin milyonda
birine kadar inen bir duyarlıkla- sağlayacağını belirtiyor.
10--ESA Mart
ayında FEEP geliştirme modellerini son kez denedi, artık gerçek uçuşta
kullanılacak parçaların üretimine başlanacak. FEEP’i denemek çok da kolay değil
diyor testin yürütüleceği laboratuvardan bir araştırmacı: “Motorun elektriksel
olarak test ortamından ve Dünya’dan tamamen yalıtılması gerekiyor, bu
elektriksel itki testleri söz konusu olduğunda sıra dışı değil ama çok küçük
mikroamperler seviyesindeki elektrik akımıyla çalışan alt sistemlerini test
etmek oldukça zorlayıcı.”
11--Test bir
vakum odasının içerisinde motor pillerle çalışırken yürütülüyor. Burada ölçümü
yapacak olan donanımlar elektriksel yalıtımı sağlamak amacıyla seramik
yalıtkanların arkasında tutuluyor. Araştırmacılar bu testle motorun mikro
parçacıklarının beraber nasıl çalıştıklarını gözlemleyecek:
11.1--Yakıtın
çekildiği dar aralık, güç kontrol ünitesi ve termiyonik yüksüzleştirici.
FEEP’in çalışırken metali iyonlaştırmak için güçlü elektriksel yüklemeler
(binlerce volt ölçeğinde) yaptığını belirten araştırmacılar bu elektrik yükünü
dengelemek gerektiğini, uzay aracı üzerindeki büyük bir elektrik potansiyelinin
oluşmasının onu tehlikeye atacağını (araca yıldırım çarpmasına benzer)
belirterek termiyonik yüksüzleştiricinin görevinin araç üzerindeki potansiyeli
düşük seviyelerde tutmak olduğunu söylüyorlar.
12--LISA
Pathfinder üzerinde ESA’ya ait FEEP’in yanında NASA’nın geliştirdiği benzer bir
sistem de yer alacak. LISA’nın L1’e yerleştirilecek olan üç uydudan oluşacağını
söyleyen bilim insanları bu uyduların birbirlerinden beş milyon kilometreye
kadar uzaklaşacağını ve uzayda inşa edilen en büyük yapı olacağını ekliyorlar.
Kaynakça:
1--Bilim ve
Teknik Mayıs 2009--tp://www.esa.int/esaCP/SEMMY3XX3RF