GELİŞMİŞ KOMPOZİT GÜNEŞ YELKEN SİSTEMİ: DERİN UZAY KEŞFİ İÇİN GÜNEŞ IŞIĞINI KULLANMAK
NASA, gelecekteki düşük maliyetli derin uzay görevlerine yönelik güneş yelkenli tahrik sistemleri için yeni konuşlandırılabilir yapılar ve malzeme teknolojileri geliştiriyor. Bir yelkenlinin rüzgarla çalıştırılması gibi, güneş yelkenleri de tahrik için güneş ışığının basıncını kullanır ve geleneksel roket yakıtına olan ihtiyacı ortadan kaldırır.
NASA’nın Gelişmiş Kompozit Güneş Yelken Sistemi (ACS3) teknoloji gösterimi, bir CubeSat’ tan açılan yeni, hafif direklerinde kompozit malzemeleri veya farklı özelliklere sahip malzemelerin bir kombinasyonunu kullanır. ACS3’ten elde edilen veriler, uzay havası erken uyarı uyduları, Dünya’ya yakın asteroit keşif misyonları veya mürettebatlı keşif misyonları için iletişim röleleri için kullanılabilecek gelecekteki daha büyük ölçekli kompozit güneş yelken sistemlerinin tasarımına rehberlik edecektir.
ACS3 teknolojisi gösteriminin birincil amacı, düşük Dünya yörüngesinde kompozit direkli güneş yelkeninin başarılı bir şekilde yerleştirilmesidir. Uzaya ulaştıktan sonra, ACS3 uzay aracı güneş enerjisi dizilerini yerleştirecek ve daha sonra karenin köşegenlerini kapsayan dört direk aracılığıyla güneş yelkenini açmaya başlayacak ve 7 metre (yaklaşık 23 fit) uzunluğa ulaşacak şekilde makarayı çözecektir. Güneş yelkeni tamamen açıldığında yaklaşık 20 veya 30 dakika sonra, kare şeklindeki güneş yelkeni kenar başına yaklaşık 9 metre (yaklaşık 30 fit) veya küçük bir daire boyutundadır. Bir dizi yerleşik dijital kamera, şeklini ve hizalamasını değerlendirmek için açılma sırasında ve sonrasında yelkenin görüntülerini alacaktır.
Fırlatma hizmetleri ve uzay sistemlerinde lider olan Rocket Lab, Elektron fırlatma aracında NASA’nın Gelişmiş Kompozit Güneş Yelken Sistemini (ACS3) başlatmak için seçilmiştir.
ACS3’ün 2022’nin ortalarında Rocket Lab Launch Complex 1’den kalkması planlanmaktadır. Electron fırlatma aracının Kick Stage’i, roket laboratuvarının fırlatma sağlayıcısı olarak seçilmesinde önemli bir faktör olan bir araç paylaşımının parçası olarak uçarken bile ayrı uyduları benzersiz yörüngelere dağıtma yeteneğine sahiptir. ACS3, aynı görevde başlatılan diğer araç paylaşım yüklerinden daha yüksek bir irtifa gerektirir; bu nedenle, ilk yükleri yerleştirdikten sonra Kick Stage, yörüngeyi yükseltmek ve ACS3’ü dağıtmak için 3D baskılı Curie motoruyla başka bir yakma işlemi gerçekleştirecektir.
ACS3’ün yelkenleri, bir yelkenlinin direğine bağlanan ve yelkeni gergin tutan direk gibi işlev gören direklerle uzay aracına desteklenir ve bağlanır. Kompozit direkler, esnek ve karbon fiber ile güçlendirilmiş bir polimer malzemeden yapılmıştır. Bu kompozit malzeme, kompakt istifleme için yuvarlanabilir, ancak açıldığında güçlü ve hafif kalır. Aynı zamanda çok serttir ve sıcaklık değişimlerinden dolayı bükülmeye ve eğilmeye karşı dayanıklıdır. Güneş yelkenleri süresiz olarak çalışabilir, sadece güneş yelken malzemelerinin uzay ortamı dayanıklılığı ve uzay aracı elektronik sistemleri ile sınırlıdır. ACS3 teknolojisi gösterimi ayrıca, yerleştirme sırasında sarmal direklerin sıkışmasını en aza indirmek için tasarlanmış yenilikçi bir bant makaralı direk çıkarma sistemini test edecektir.
Kimyasal ve elektrikli tahrik sistemlerine alternatif olarak güneşle yelkene ilgi artmaya devam etmektedir. Küçük uzay aracını itmek için tüketilebilir yakıtlar yerine güneş ışığını kullanmak birçok görev profili için avantajlı olacak ve NASA’nın misyonlarının hedeflerini en verimli şekilde yerine getirmesine yardımcı olmak için uzay aracı tasarımında esneklik sunacaktır.
Rocket Lab’ın kurucusu ve CEO’su Peter Beck, “NASA’nın Gelişmiş Kompozit Güneş Yelken Sistemini, dünyanın ilk tam karbon fiber kompozit yörünge fırlatma aracı olan Electron’da başlatmak uygun görünüyor. Uzayda yeni yeteneklerin kilidini açmak için kompozitlerin bir kez daha kullanıldığını görmekten heyecan duyuyoruz.” sözleri ile heyecanını dile getirmektedir.