Türk mühendisler Mustafa Said Ay ve Hıdır İlyas Sezer, küçük uydulara manevra kabiliyeti kazandıracak çevre dostu elektrikli motor geliştirdi. Dört kilogramlık sistem, uyduları uzay çöplerinden kaçırmayı ve görev sonunda güvenli biçimde yörüngeden çıkarmayı hedefliyor.
Nüve Uzay, küçük uydulara manevra kabiliyeti kazandırmak için 60 wattla çalışan SBH-60 elektrikli itki sistemini geliştirdi. Dört kilogramlık prototip; uzay çöplerinden kaçınma, yörünge düzeltme ve görevini tamamlayan uyduları güvenli biçimde uzaklaştırma hedefiyle laboratuvar testlerinden geçiyor.
İstanbul Teknik Üniversitesi mezunları Mustafa Said Ay ve Hıdır İlyas Sezer’in kurduğu Nüve Uzay, giderek kalabalıklaşan Dünya yörüngesinde küçük uyduların karşılaştığı en önemli sorunlardan birine odaklandı.
Girişimin geliştirdiği SBH-60 adlı minyatür Hall etkili itki sistemi, düşük güç tüketimiyle uydulara yörüngelerini değiştirme kabiliyeti kazandırmak üzere tasarlandı. Sistem yalnızca uyduyu bulunduğu noktada tutmayı değil, yaklaşan uzay çöplerinden kaçırmayı ve görev sonunda kontrollü şekilde yörüngeden çıkarmayı da hedefliyor.
Ancak teknoloji henüz uzayda görev yapmaya başlamış hazır bir ürün değil. Nüve Uzay, tasarım ve üretim aşamalarının ardından donanımın laboratuvar testlerini yürütüyor. Projenin önündeki en kritik eşik, motorun ölçülen performansının gerçek uzay şartlarına taşınabilmesi olacak.
Nüve Uzay’ın motoru 60 wattla çalışıyor
SBH-60’ın toplam ağırlığı dört kilogram, azami itki gücü ise 5 milinewton olarak açıklandı. Sistem 60 watt elektrik gücüyle çalışıyor ve 1.000 saniyelik özgül itki değerine ulaşmayı hedefliyor.
Özgül itki, bir uzay motorunun taşıdığı yakıtı ne kadar verimli kullandığını gösteriyor. Değer yükseldikçe aynı miktardaki itici maddeyle daha uzun süre veya daha fazla yörünge manevrası yapılabiliyor.
SBH-60’ın oluşturduğu itme kuvveti, yeryüzündeki roket motorlarıyla karşılaştırıldığında oldukça düşük görünüyor. Ancak uzayda hava direnci bulunmadığı için küçük ve sürekli bir kuvvet, uyduya zaman içinde önemli hız ve konum değişiklikleri kazandırabiliyor.
Nüve Uzay sistemi özellikle standart ölçülerdeki mikro uydular için geliştiriyor. Projenin hedef pazarını, ağırlığı 500 kilogramın altında kalan ve sınırlı elektrik gücüyle çalışan uydu platformları oluşturuyor.
Hall etkili itki sistemi ne işe yarıyor?
Hall etkili motorlar, geleneksel kimyasal roketler gibi yakıtı yakarak ani ve güçlü bir itme üretmiyor. Bunun yerine gaz hâlindeki itici maddeyi elektrik ve manyetik alan yardımıyla hızlandırarak motorun dışına gönderiyor.
Bu yöntem yüksek kalkış gücü sunmuyor ancak yakıtın çok daha verimli kullanılmasını sağlıyor. Bu nedenle Hall etkili sistemler, uyduların yörünge yükseltme, yörünge koruma, konum düzeltme ve görev sonlandırma manevralarında kullanılabiliyor.
Elektrikli yapı, uyduya büyük yakıt tankları eklenmesi ihtiyacını da azaltıyor. Daha az yakıt, uydunun toplam ağırlığını ve fırlatma maliyetini düşürebiliyor. Kazanılan alan ise kamera, radar, haberleşme cihazı veya başka faydalı yükler için kullanılabiliyor.
Nüve Uzay’ın çözümü, kimyasal iticilerde kullanılan bazı zararlı maddelere ihtiyaç duymadan çalışacak sürdürülebilir bir sistem olarak konumlandırılıyor. Ancak kullanılacak itici gaz, çalışma ömrü ve uzay ortamındaki uzun süreli performans gibi ayrıntıların test sonuçlarıyla kesinleşmesi gerekiyor.
Yörüngedeki sayı 16 bine yaklaştı
Avrupa Uzay Ajansının güncel verileri, Dünya çevresinde işlevini sürdüren yaklaşık 16 bin uydu bulunduğunu gösteriyor. Uzay gözetleme ağları tarafından düzenli takip edilen insan yapımı cisimlerin sayısı ise 45 binin üzerinde.
Bunların yanında radarlarla sürekli izlenemeyecek kadar küçük milyonlarca parça bulunuyor. Birkaç santimetrelik metal parçası bile yörüngedeki yüksek hız nedeniyle çalışan bir uyduya ciddi zarar verebiliyor.
Özellikle alçak Dünya yörüngesine yerleştirilen geniş uydu ağları, trafik yoğunluğunu artırıyor. İnternet, radar, gözlem ve haberleşme amacıyla fırlatılan küçük uyduların bir bölümü sınırlı manevra kabiliyetiyle çalışıyor veya hareket ettirici sistem taşımıyor.
Bu durum, yaklaşan bir enkaz parçasından kaçma imkânını azaltıyor. İki uydu ya da bir uydu ile uzay çöpünün çarpışması, binlerce yeni parçanın oluşmasına ve başka uzay araçlarını tehdit eden zincirleme bir sürecin başlamasına yol açabiliyor.
Nüve Uzay yapay zekâyı devreye alacak
Nüve Uzay, yalnızca motor üretmekle yetinmeyen bir sistem üzerinde çalışıyor. Girişim, SBH-60’ı yapay zekâ tabanlı çarpışma tespiti ve manevra planlama yazılımıyla birlikte sunmayı planlıyor.
Yazılımın hedefi, uydunun yörüngesini ve çevresindeki nesneleri izleyerek muhtemel çarpışma riskini belirlemek. Risk kritik seviyeye ulaştığında uygun kaçış manevrasının hesaplanması ve motorun buna göre çalıştırılması öngörülüyor.
Sistem başarıya ulaşırsa bugün yer kontrol merkezlerinin yaptığı bazı hesaplamalar otomatikleştirilebilecek. Uydu, kendisi için güvenli rotayı seçerek konumunu değiştirebilecek ve tehlike geçtikten sonra görev yörüngesine dönebilecek.
Şirket ayrıca görev süresini tamamlayan uyduların daha alt yörüngelere indirilmesini amaçlıyor. Böylece kullanılamaz hâle gelen araçların yıllarca uzayda kalması yerine atmosfere kontrollü biçimde yönlendirilmesi mümkün olabilecek.
ABD Federal İletişim Komisyonunun alçak Dünya yörüngesindeki uydular için uyguladığı düzenleme, görev sonrası yörüngeden çıkarma işleminin mümkün olan en kısa sürede ve en geç beş yıl içinde tamamlanmasını istiyor. Manevra kabiliyeti, şirketlerin bu tür yükümlülüklere uyabilmesi açısından da önem taşıyor.
Büyük sistemlerle yarışmayacak
Türkiye, Hall etkili itki sistemleri konusunda sıfırdan başlayan bir ülke değil. TÜBİTAK UZAY bünyesinde geliştirilen HALE motorları daha yüksek güç ve itki sınıflarında çalışmalar yürütüyor.
Nüve Uzay’ın ürünü ise doğrudan bu büyük sistemlerle rekabet etmek yerine düşük enerji bütçesine sahip mikro uydulara odaklanıyor. SBH-60’ın 60 wattlık güç ihtiyacı, yüzlerce veya binlerce watt kullanan daha büyük uzay motorlarından farklı bir kullanım alanına işaret ediyor.
Bu ayrım girişimin potansiyel pazarını da belirliyor. Küçük uydu üreticileri için motorun yalnızca itme gücü değil; ağırlığı, enerji tüketimi, toplam maliyeti ve uyduya kolayca entegre edilmesi de belirleyici olacak.
Motorun dört kilogramlık toplam ağırlığı küçük uydular açısından önemli bir avantaj sağlayabilir. Bununla birlikte tank, güç elektroniği, kontrol sistemi ve diğer yardımcı ekipmanlar eklendiğinde toplam sistem ağırlığının nasıl değişeceği henüz açıklanmış değil.
Sırada uzay şartlarının sınavı var
Nüve Uzay için tasarımın tamamlanması projenin yalnızca ilk aşaması. Motorun vakum ortamında uzun süre çalışması, ortaya çıkan ısıyı yönetmesi ve çok sayıda ateşleme döngüsüne dayanması gerekiyor.
Fırlatma sırasındaki titreşimler, uzaydaki radyasyon, keskin sıcaklık değişimleri ve elektronik bileşenlerin dayanıklılığı da ayrı ayrı test edilecek. Laboratuvarda alınan olumlu sonuçların ardından sistemin bir uydu üzerinde yörünge testine çıkması gerekecek.
Bu nedenle SBH-60’ın ticari kullanıma ne zaman hazır olacağı henüz belli değil. Üretim takvimi, ilk müşteri, uzay testi ve motorun seri üretim maliyeti konusunda açıklanmış kesin bir tarih bulunmuyor.
Nüve Uzay’ın önündeki fırsat ise hızla büyüyen küçük uydu pazarı. Sistem beklenen teknik sonuçları verirse girişim, yalnızca yerli uydu projelerine değil, hareket kabiliyeti arayan yabancı mikro uydu üreticilerine de çözüm sunabilecek.
Asıl sınav artık motoru geliştirmek değil; dört kilogramlık sistemi uzayın ağır koşullarında güvenilir, uzun ömürlü ve ekonomik biçimde çalıştırabilmek olacak.
