Astronotlar Artık SpaceX Dragon 2 Kapsülüyle Uçacak
NASA SpaceX şirketinin geliştirdiği Dragon 2 kapsülünün insan taşımasına izin verdi ve bu kapsülle uzaya çıkacak olan 4 astronotu seçti. Böylece Amerikalı astronotlar Rus Soyuz kapsülüyle uçmaktan kurtulacak ve Kazakistan yerine Amerika’dan havalanacaklar. Peki İnsanlı Dragon nasıl çalışıyor?
Elon Musk’ın rüyası gerçekleşiyor
NASA uzmanları 17 Ağustosta yaptıkları açıklamada, SpaceX üretimi Dragon 2 veya yeni adıyla İnsanlı Dragon kapsülünün insan taşımasını ve yeni yakıt doldurma prosedürünü onayladıklarını açıkladılar. Böylece SpaceX şirketinin uzaya insan taşıma konusunda karşılaştığı en büyük engel de ortadan kalktı. Neden derseniz:
SpaceX şirketi, yeniden kullanılabilen Blok 5 Falcon 9 roketleriyle insan ve yük fırlatma maliyetlerini azaltmak istiyor. Bunun için de hem rokete yakıt doldurma işini hızlandırmayı, hem de yakıt depolarını küçültmeyi planlıyor. Bunun en iyi yolu da hızlı soğutulmuş sıvı hidrojen kullanmak.
Sonuçta sıvı hidrojen ne kadar hızlı soğutulursa o kadar küçük depoya sığıyor (aşağıda göreceğiz). Bu da en azından yakıt deposunun üretim maliyetlerini azaltıyor ve deponun daha hafif olmasını sağlayarak fırlatma için gereken yakıtı da azaltıyor.
İlgili yazı: Gerçek Adem: İlk insan ne zaman yaşadı?
Astronotlar için şart
SpaceX tarafından uzaya yük fırlattıktan sonra dikiş iniş yaparak Dünya’ya geri dönmek üzere tasarlanan yeni Blok 5 Falcon 9 roketleri, en az 10 kez yeniden kullanılacak şekilde üretiliyor. Bu da astronotları uzaya gönderme maliyetlerini azaltıyor.
Ancak, uzaya astronot göndermek yük göndermekten her zaman daha pahalı; çünkü yaşam destek sistemleri, insanlı roketlerin genellikle daha ağır olmasına yol açıyor. Hızlı soğutulduğu için az yer kaplayan sıvı hidrojen işte bu sorunu çözüyor.
İlgili yazı: İstanbul’da Deniz En Az 6 Metre Yükselecek
Facebook uydusu neden patladı?
Oysa hızlı soğutulmuş hidrojen kullanıldığı zaman, yakıtı rokete son anda doldurmak gerekiyor. Yoksa hidrojen hızla ısınarak genleşiyor ve depoya daha çok yakıt doldurmak mümkün olmuyor. İşte NASA, SpaceX Dragon 2 kapsülüyle uzaya astronot göndermek için bu hızlı dolum prosedürünü onayladı.
Doğrusu NASA’yı ikna etmek de hiç kolay olmadı; çünkü Facebook’un internet uydusu Eylül 2016 yılında bu yüzden yerde alev aldı ve SpaceX de uçuşlarına 6 ay ara vermek zorunda kaldı.
Elon Musk hem Mark Zuckerberg’le tartışarak tazminat ödedi, hem de yangında hasar gören pistin onarım masraflarını karşılamaya mecbur oldu. Neden böyle oldu derseniz:
İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt
Basınç problemi
Dünya’da hava var ama uzayda hava yok. Bu yüzden roketler sıvı hidrojeni yakmak için gereken sıvı oksijeni de yanında taşımak zorunda ve işte bu noktada çıkan mühendislik sorunları Facebook uydusunun yerde yanmasına yol açtı. Sonuçta hidrojeni yakmak için oksijen tankından hidrojen tankına oksijen pompalanıyor. Bu da oksijen tankının daha hızlı boşalmasına yol açıyor.
Öte yandan, oksijen tankı boşalırken hem roketin hızlanarak uzaya yükselmesi nedeniyle, hem de hemen üstünde yer alan yüksek basınçlı sıvı hidrojen tankının ağırlığı nedeniyle eziliyor. SpaceX şirketi, oksijen tankının ezilerek patlamasını önlemek için tankın içine ayrı bir helyum tankı yerleştiriyor.
Kısacası oksijen tankı boşaldıkça içine helyum pompalanıyor ve böylece tankın basıncı korunuyor. İşte SpaceX bu tankı ucuz olması için tek parça halinde üretiyor ve aşınmaya karşı üzerini kompozit malzemelerle kaplıyor; fakat Facebook uydusunu fırlatırken bir talihsizlik oldu:
Zaten yanıcı bir gaz olan oksijen, yani sıvı halde daha da yanıcı ve asit gibi aşındırıcı olan oksijen; sıvı hidrojen nedeniyle iyice soğudu ve helyum tankının kenarında buz tuttu. Bu durumda süper güçlü asit etkisi yapan oksijen buzu, helyum tankını koruyan kompozit kaplamayı eriterek tankı deldi ve roketin alev olmasına neden oldu.
İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili
Tam yakıt doldururken
İşte şimdi NASA’nın, SpaceX şirketinin geliştirdiği Dragon 2 insanlı uzay kapsülüyle astronot fırlatmasına neden izin vermediğini görüyoruz: SpaceX hızlı soğutulmuş sıvı hidrojeni roketi fırlatmadan sadece 35 dakika önce, yani pratikte son anda dolduruyor (hızlı soğutma hidrojenin daha geleneksel soğutmaya göre daha hızlı ısınmasına yol açıyor).
Facebook internet uydusunu taşıyan roket tam da bu sırada çatlayan helyum tankı yüzünden alev aldı. Helyum tankı patlayınca oksijen tankı da yarılarak hidrojenle temas etti ve sıvılaştırılmış gazın tutuşmasına neden oldu. NASA, SpaceX şirketinin bu sorunu çözene kadar uzaya insan göndermesini yasakladı.
Nitekim NASA roket güvenliği uzmanı Thomas Stafford, SpaceX’in hızlı soğutulmuş sıvı hidrojen kullanması ve bunu da rokete 35 dakika önce doldurmasının insan hayatını tehlikeye attığını söyledi. Bunun NASA’nın 50 yıllık güvenlik uygulamalarına aykırı olduğunu belirtti.
İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem
Artık izin verdi
Eski astronot Stafford fikrini değiştirmedi; ama NASA’nın Havacılık ve Uzay Güvenlik Danışma Kurulu (ASAP) Mayıs 2018’de SpaceX şirketinin aldığı yeni güvenlik önlemlerini onayladı. ASAP başkanı Patricia Saunders, 17 Ağustos 2018’de yaptığı açıklamada, Dragon 2 kapsülüyle uzaya insan gönderilmesine izin verdiklerini duyurdu.
Ne zaman uçuyor?
Dragon 2 kapsülü dört NASA astronotunu Nisan 2019’dan itibaren Uluslararası Uzay İstasyonu’na (ISS) taşıyacak. Bu 14 günlük bir test uçuşu olacak. Yine de bu iş daha bitmedi:
NASA’nın Dragon 2 kapsülüne insanlı uçuş sertifikası vermesi için 5 astronot demosu yapılacak; yani astronotlar yakıt doldurulan bir rokete takılan kapsüle en az 5 kez binecekler. Bu sırada hiçbir sorun çıkmazsa İnsanlı Dragon astronot taşıma sertifikasını alacak.
Aslında SpaceX, eski model Dragon kapsülüyle 2012’den beri uzaya insan gönderiyor ve Dragon 2 de maksimum 7 kişi taşıma kapasitesine sahip bulunuyor (tıpkı uzay mekikleri gibi). Buna karşın, NASA uzaya yapılacak iki test uçuşunda ikişer astronot kullanmaya karar verdi. İlk iki astronot Robert Behnken ve Doug Hurley olacak.
İlgili yazı: Evren Bir Simülasyon mu?
Dragon 2 nasıl çalışıyor?
Dragon 2 kapsülleri de tıpkı Blok 5 Falcon 9 roketleri gibi, küçük onarımlarla defalarca kullanılmak üzere tasarlandı. Dragon 2 Dünya’ya geri dönmek için atmosfere girerken sürtünme yoluyla hız kesecek. Bu sırada alt kesiminde yer alan siyah ısı kalkanı aracı yanmaktan koruyacak.
Atmosferin alt katmanlarında paraşüt açacak olan Dragon 2, yere inmeden önce iniş roketlerini son anda kısa süre için ateşleyecek ve böylece çakılmadan iniş yapacak. Nitekim bu yöntemi 2011 yılından beri Amerikan astronotlarını uzaya taşıyan Rus Soyuz kapsülü de kullanıyor. SpaceX ise insanlı kapsülün kapsamlı bakıma alınmadan önce 10 kez uçacağını tahmin ediyor.
İlgili yazı: Kontrollü Güç >> Telefon pil ömrünü uzatmak için en iyi 5 yöntem
Limuzin gibi
SpaceX özel şirket olduğu için Dragon 2 kapsülünü lüks araç gibi tasarladı: Örneğin, fırlatma koltukları hafif karbon fiberden üretildi ve otomobillerde kullanılan Alcantara isimli özel bir mikro fiber kumaşla kaplandı. Elbette SpaceX sadece konfora odaklanmadı:
Aslında ta 2015 yılında acil kaçış sistemini test etti. Kapsülün üstüne takılan ve küçük bir TV kulesini andıran bu mini roket, Falcon 9 roketinin alev alması durumunda kapsülü roketten ayırıyor ve paraşütle Dünya’ya dönmesini sağlıyor.
Bunun için kaçış kulesinin altına yerleştirilen 8 adet SuperDraco roketi kullanılıyor. Bunlar 60 ton itiş gücü sağlayarak kapsülü roketten ayırıyor ve 2 saniyede 100 metre uzaklaştırıyor. Tabii yüksek ivmelenme astronotların bünyesini zorluyor.
Yine 2014’te bizzat Elon Musk’ın tanıttığı gibi, Dragon 2’nin gelişmiş tablet ekranlarına benzeyen detaylı bir cam kokpiti bulunuyor ve neredeyse tüm işlemler de dokunmatik ekranlarla yapılıyor. Ancak, SpaceX kapsülü Houston’dan değil, California Hawthorne’daki genel merkezinden kontrol edecek.
İlgili yazı: Renk Körlüğünü Düzelten Gözlük EnChroma
Hidrojen nasıl sıvılaştırılıyor?
Bu arada NASA da kendi hızlı hidrojen soğutma tesisini inşa etti. Bunun için de eski Titan Centaur roketlerinden alınan 125 metreküplük bir yakıt tankını kullandı. Hidrojeni sıvılaştırmak üzere derin dondurucudan alınma bir ısı değiştirgeci ve soğutucu kullanan NASA, tüm kontrolleri özel bir metal dolaba yerleştirerek tuzlu suyun aşındırıcı etkisinden korudu.
Sonuçta NASA’nın Cape Canevaral’daki fırlatma pistleri deniz kıyısında yer alıyor ve hidrojen sıvılaştırma sisteminin de hem deniz suyundan, hem de bölgeye hakim olan sıcak havadan korunması gerekiyor.
Dragon 2 Yeni teknoloji
Normalde hidrojen gazını soğutmak için uzun ve yavaş bir yöntem kullanılır. Bu yöntemde hidrojeni biraz soğutur ve kendiliğinden ısınarak genleşmeye bırakırsınız. Hidrojen genleşirken ısı kaybeder ve bu şekilde gittikçe soğuyarak sıvılaşır. Ancak, bu yöntem hidrojenin periyodik olarak ısınmasını gerektiriyor ve soğutma masraflarını artırıyor. Artık NASA hidrojeni tek adımda sıvılaştırmak istiyor.
İlgili yazı: Mobil İnternette Video İzleme Rehberi
Elon Musk gibi
Hidrojenin doğrudan sıvılaştırılması, SpaceX şirketinin de kullanacağı çok yeni bir teknoloji ve bunun üç aşaması var: Hidrojenin sıvılaşırken tekrar kaynamasının önlenmesi (sıfır kaynama), sıvılaştırma ve nihayetinde de yakıtın yoğunlaştırılması.
-252 derece
Sonuçta NASA, SLS roketi ve Orion kapsülü ile 2025’te Ay’a ve 20 yıl sonra da Mars’a insan göndermeyi planlıyor. SLS roketi -252 derecede hızlı soğutulmuş hidrojen kullanacak ve bunun için yeni testler yapılması gerekecek.
NASA 2018 sonunda bunun için daha büyük bir test yapacak ve bu kez 5300 metreküplük bir yakıt tankını sıvı hidrojenle doldurmayı deneyecek. Bu amaçla da testte kullanılacak olan 39B no’lu fırlatma kulesini yeni ekipmanlarla donatması gerekecek.
Nitekim hidrojen soğutmada en zor aşama sıvılaştırma değil. En zor olanı, sıvı hidrojeni yüksek yoğunluklu olarak; yani yanlışlıkla ısınıp kaynamadan yakıt tankına doldurmak. Bunu başarınca yakıt maliyeti büyük ölçüde azalıyor; ama bu aşamada kaza riski de artıyor (Facebook uydusunu fırlatacak olan Falcon 9 roketinin 2016’da alev alması gibi).
İlgili yazı: Falcon Heavy Başarıyla Fırlatıldı
Uzaya yerleşmek
Her durumda elimizdeki kimyasal roket teknolojisiyle Mars’a Elon Musk’ın hayal ettiği gibi 1 milyon insan göndermemiz imkansız: Yol çok uzun ve kaza riski çok yüksek. Öte yandan, hızlı sıvılaştırılmış hidrojen yakıtıyla çalışan Blok 5 Falcon 9 gibi roketler, uzay istasyonu ve Ay yörüngesine insan göndermeyi kolaylaştıracak.
Bu sayede SpaceX şirketi, Dragon 2 insanlı uzay kapsülü ile rakibi Boeing’i geride bırakacak ve Amerikan milyarderi Bigelow ile işbirliği yaparak Bigelow şişme uzay modüllerini uzaya taşıyacak. Böylece Dünya ve Ay yörüngesine yerleştirilen şişme uzay otelleri çağı başlayacak. Her şey yolunda giderse uzay otelleri 2020’de ilk turistleri konuk edecek.
Peki ya Türkiye?
Biz de Türk donanmasının basınçlı dalış odası teknolojisini kullanarak 3D printerda kapalı balon gondolu basabiliriz. Böylece roketimiz olmasa da Kapadokya’dan 30 km irtifaya uzay turistleri gönderebiliriz. Siz de balonla uzayın kıyısına turist gönderme teknolojisini Uzay Balonu ve Bloostar yazılarında okuyabilirsiniz. Eğlenceli bir hafta sonu geçirmeniz dileğiyle keyifli okumalar.
İşte SpaceX ile uzaya uçacak astronotlar
1Safety panel considers SpaceX “load-and-go” fueling approach viable
2Ultra-Cold Storage – Liquid Hydrogen may be Fuel of the Future
