Elon Musk’ın Yıldız Gemisi nedir?

Elon Musk, uzay yolculuğu için oyunun kurallarını değiştirebilecek bir aracın prototipini yakında piyasaya sürmeyi planlıyor. Starship, bilindiği üzere 100 kişiyi Kızıl Gezegene taşıyabilen, tamamen yeniden kullanılabilir bir taşıma sistemi olacak.

Elon Musk’ın özel uzay uçuşu şirketi SpaceX’in kurucu ahlakı, hayatı çoklu gezegen yapmaktı. Bu kısmen, insanlığı yok edecek kadar büyük bir asteroit çarpışması gibi varoluşsal tehditler tarafından motive ediliyor.

Diğer gezegenleri yerleştirmek, yumurtaların bir kısmını diğer sepetlere yerleştirir ve eğer biri bir felaket yaşarsa insan uygarlığını korur.

Girişimci , 2016 yılında Meksika’daki uluslararası bir konferansta mantığını özetledi : “Tarih iki yönde ikiye ayrılacak. Bir yol sonsuza kadar Dünya’da kalacağız ve sonra nihai bir yok olma olayı olacak” dedi.

“Alternatif, uzay yolculuğuna çıkan bir medeniyet ve çok gezegenli bir tür olmaktır, umarım bunun doğru yol olduğunu kabul edersiniz.”

Musk, sık sık Mars’ta şehirler inşa etme hayalinden bahsetti. Yerleşimlerin kendi kendini idame ettirebilmeleri 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 yeniden kullanılabilir olacak şekilde tasarlanmıştır, yani temel donanım öğeleri, diğer bazı fırlatma sistemlerinde olduğu gibi denize atılmaz veya yanmalarına izin verilmez, bunun yerine uzaydan kurtarılır. Daha sonra yenilenebilir ve tekrar uçurulabilir, bu da tüm işletmenin maliyetini düşürür.

Starship: Genel bir bakış

Sistemin roket kısmı Süper Ağır, uzay aracı kısmı ise Yıldız Gemisi olarak adlandırılıyor.

Kombine sistem 120m (394ft) uzunluğunda olacak ve aynı zamanda Starship olarak da anılacaktır.

Önce uzay gemisini alalım. Paslanmaz çelik araç, burun köşesi ve iniş kanatları ile bilim kurgunun altın çağından kalma roket gemilerini andırıyor.

Üst kademe olarak da bilinen 50 m (160 ft) uzunluğundaki tekne, ön tarafa yakın, büyük kargoları veya insanları derin uzaydaki varış noktalarına taşıyabilecek büyük bir yük bölmesine sahiptir.

Geminin ortasına doğru itici tanklar bulunur. Bunlar, aracın arkasındaki altı Raptor motoruna sıvı metan (CH4) ve sıvı oksijen (O2) besler.

Metan yakıttır ve oksijen, yakıtı yakan bir kimyasal olan oksitleyici görevi görür. Kombinasyon methalox olarak adlandırılır.

Yakıt seçimi roket motorları için alışılmadık bir durumdur, ancak metan bol miktarda itme kuvveti oluşturabilir. Ayrıca Musk’ın Mars’taki tasarımları ışığında akıllıca bir seçim. SpaceX’in kurucusu, CH4’ün Sabatier reaksiyonu olarak bilinen kimyasal bir işlem kullanılarak Mars’ın yeraltı sularından ve atmosferik karbondioksitten (CO2) sentezlenebileceğini söylüyor.

SpaceX, yüksek verimli Raptor motorunu geliştirmek için on yıldan fazla zaman harcadı. Yanma aşamalar halinde gerçekleşir ve motorun tasarımı, boşa harcanan itici gaz miktarını azaltır.

Mars kaynaklarını kullanarak Dünya’ya dönüş yolculuğu için Starship’i yeniden yakıt haline getirmek, yolculukları hem daha uygun hem de uygun maliyetli hale getirerek, kendine yeterlilik düzeyi sağlayacaktır.

Şimdi rokete dönelim. 70m (230ft) uzunluğunda olan Super Heavy, 3,400 ton (6,8 milyon lbs) kriyojenik (soğutulmuş) methalox ile doldurulacaktır.

Yaklaşık 28 Raptor motorla çalıştırılacak (bu özellik birkaç kez değişti) ve yaklaşık 16 milyon lbs (72 Meganewton) maksimum itme sağlayacak. Düşük Dünya yörüngesine en az 100 ton ve muhtemelen 150 ton kadar yük kaldırabilmelidir.

Bu, Super Heavy’yi 1960’larda ve 70’lerde Apollo Ay görevleri için kullanılan devasa Saturn V fırlatıcıdan daha güçlü hale getirecek.

Uzaya nasıl giriyor?

Fırlatma rampasından yükselirken, birleşik Starship sistemi amaçlanan yörüngeye doğru ilerlemeye başlayacak.

Üst sahne uzayda ayrıldığında, Süper Ağır, Dünya’ya doğru düşerken ters dönüyor.

Alçalırken, Super Heavy, güçlendiricinin yanlarından biraz patates waffle’ları gibi şekillendirilmiş “ızgara kanatları” adı verilen çelik yapıları yerleştirecek. Bunlar, roket aşamasının fırlatma rampasına geri dönmesine yardımcı olacak, böylece inip tekrar uçabilecektir.

SpaceX daha önce Super Heavy’nin Raptor motorlarını ateşleyerek altı çelik ayak üzerinde hassas bir inişe yönlendirmek istemişti. SpaceX, Falcon 9 roketlerinin ilk aşamalarına benzer bir şey yaparak onları bir fırlatmadan sonra iniş pistlerine ve drone gemilerine güvenle indiriyor.

Ancak Musk geçtiğimiz günlerde tweet atarak bu düşüncenin değiştiğini söyledi. SpaceX artık fırlatma kulesindeki bir kolu kullanarak düşen güçlendiriciyi yakalamayı planlıyor.

Bu, mühendislere ve mürettebat üyelerine fırlatmadan önce pad üzerinde otururken uzay aracına ve rokete erişim sağlayan yapıdır. Bununla birlikte, bu “yakalama mekanizmasının” tam olarak nasıl çalışacağını göreceğiz.

Super Heavy’den ayrıldıktan sonra Starship

Bu arada, Starship’in üst aşaması, ayrıldıktan sonra bir “park yörüngesine” yerleştirilebilir ve yakıtın yeniden doldurulmasına izin verilir.

Musk, bir konferans açılış konuşmasında “[Starship] ‘i yörüngeye uçurursanız ve herhangi bir yeniden doldurma yapmazsanız, oldukça iyi – 150 ton alçak Dünya yörüngesine gidecek ve başka hiçbir yere gidecek yakıtınız olmayacak,” dedi. 2017’de konuşma.

“Tankerler gönderir ve yörüngeyi yeniden doldurursanız, tankları en üste kadar yeniden doldurabilir ve Mars’a kadar 150 ton [faydalı yük] elde edebilirsiniz.”

Yeniden yakıt doldurmak için, uzay aracı, yalnızca bir itici deposu görevi gören – zaten Dünya’yı çevreleyen – başka bir Yıldız Gemisi ile yanaşacak ya da eşleşecek.

Musk, 2017’de “İki gemi aslında arka bölümde çiftleşecek. Kalkışta güçlendiriciye bağlanmak için kullandıkları aynı eşleşme arayüzünü kullanacaklardı” dedi.

“İtici yakıtın aktarılması çok basit hale geliyor: Boşaltmak istediğiniz yönde hızlanmak için kontrol iticileri kullanırsınız.”

SpaceX, Nasa Artemis’in Ay’a uçuşları için Starship’in bir versiyonunu tasarlıyor

Starship ne için kullanılacak?

Musk, Mars’a ve her yönden dokuz aya kadar sürebilen uzun mesafeli yolculuklar için, üst etabın ön tarafına yakın yük alanına yaklaşık 40 kabin kurmayı planlıyor.

Musk, “İnsanları gerçekten içeri sokmak istiyorsanız, kabinde başına beş veya altı kişi olabilir. Ama bence çoğunlukla kabin başına iki veya üç kişi görmeyi beklerdik ve bu nedenle nominal olarak Mars’a uçuş başına yaklaşık 100 kişi,” Musk dedim.

Yük bölmesi ayrıca ortak alanlar, depolama alanı, bir mutfak ve insanların güneş fırtınalarından korunmak için toplanabilecekleri ve Güneş’in zararlı yüklü parçacıkları uzaya fırlattığı bir sığınağa da ev sahipliği yapacak.

Starship, Ay’da uzun vadeli bir insan varlığı oluşturmayı amaçlayan Nasa’nın Artemis programında da rol oynayabilir. SpaceX, 2020’de Starship’in mürettebatlı bir ay iniş aracı olarak kullanılabilmesi için tasarımını ilerletmesi için Nasa tarafından 135 milyon dolar ödüllendirildi.

Musk, Starship’in “daha büyük Güneş Sistemi” ne yolculuklarda kullanılacağını öngörüyor, ancak bu daha uzun vadeli bir hedef.

Artemis uçuşları için uyarlanmış versiyon , Dünya’ya dönüş yolculuğu için gerekli olan ısı kalkanına veya kanatlara sahip olmayacaktı. Bunun yerine, Starship İnsan İniş Sistemi, Ay yörüngesi ile Ay’ın yüzeyi arasında çoklu yolculuklar için kullanılmak üzere, Dünya’dan ilk fırlatılmasından sonra uzayda kalacaktı.

Starship’in vidasız veya kargo versiyonu, bir timsahın ağzı gibi açılan bir yük bölmesine sahiptir. Bu, uyduları başlatmak için kullanılmasına izin verecektir. SpaceX, devasa yük kapasitesinin, Hubble’ın gelecekteki halefi James Webb gözlemevinden daha büyük teleskoplar da dahil olmak üzere yeni robotik bilim misyonu türleri için olanaklar açtığını söylüyor.

Sistem, Dünya üzerindeki farklı hedefler arasında yüksek hızlı yolculuklar için bile kullanılabilir.

Musk, Starship’in sonunda insanları Jüpiter gibi gaz devleri de dahil olmak üzere “daha büyük Güneş Sistemi” ndeki hedeflere taşıyabileceğini söylüyor. Ancak bu uzun vadeli bir hedef olmaya devam ediyor.

Üst sahne nasıl iniyor?

Diğer uzay araçlarını Dünya’ya geri getirmek için, mühendisler paraşütlere güvenmiş veya aracı bir piste inebilecek şekilde tasarlamışlardır.

Ancak Starship’in üst aşaması farklı bir yaklaşım sergiliyor. İnişe hazır olduğunda gemi önce 60 derecelik bir açıyla atmosfere yeniden girer ve ardından yatay konumda yere “göbek atar”.

Bu dönüş modu , aracın inişini yavaşlatmak için tamamen atmosfere dayanır . Olumsuz tarafı, bu konfigürasyonda Starship’in doğası gereği kararsız olmasıdır.

Starship, dikey konuma çevirmek için motorlarını ateşlemeden önce Dünya’ya “göbek atıyor”

Bu nedenle araç, inişini kontrol etmek için aracın önüne ve arkasına yakın yerleştirilmiş dört çelik iniş kanadı kullanır. Bu, bir paraşütçünün serbest düşüşü kontrol etmek için kollarını ve bacaklarını kullanması gibidir.

Elon Musk, 2019’daki bir Starship güncellemesi sırasında “Her şeyden oldukça farklı … kontrollü bir düşüş yapıyoruz” dedi.

“Kaldırma yerine sürükleme yaratmaya çalışıyorsunuz – bu gerçekten bir uçağın tam tersi.”

Starship yere yaklaşırken, aracı dikey bir konuma çeviren bir motor yanması gerçekleştirmek için yeterince yavaş olmalıdır . Daha sonra aracı güvenli bir inişe yönlendirmek için Raptors’ı retro roketler olarak kullanıyor.

Musk, bu genel yaklaşımın, Mars dahil Güneş Sistemindeki herhangi bir gezegen yüzeyinde Starship’i güvenli bir şekilde indirmek için kullanılabileceğini söylüyor.

Ne zaman uçacak?

SpaceX, son birkaç yılda, Starship’in üst aşamasının çeşitli prototiplerini Teksas’taki Boca Chica tesisinde test etti.

Şirket, bir su kulesine geçici bir benzerlik gösteren, 39 metre uzunluğundaki Starhopper adlı bir “test makalesi” ile yola çıktı. SpaceX, bu aracı yerden 150 m yükseğe uçurduğundan beri, giderek daha karmaşık olan Starship prototipleri geliştiriyor.

Aralık 2020’de SpaceX, burun konisi ve kanatlara sahip ilk SN8 (Starship numarası 8) adlı bir test makalesi yayınladı. 12,5 km yüksekliğe ulaştıktan sonra, SN8 göbeği Dünya’ya geri döndü ve SpaceX’e Starship’in uzaydan dönüşünün son kısmı hakkında değerli mühendislik verileri verdi.

Starhopper, SpaceX tarafından yapılan erken bir prototipti

Neredeyse ders kitabı uçuşuydu, ancak araç iniş pistine biraz fazla hızlı ve sert yaklaşarak buruşmasına ve patlamasına neden oldu. SpaceX, SN9 prototipini fırlatma rampasına çoktan taşıdı ve bu sefer inişi sabitlemeyi hedefliyorlar.

Ekim 2020’de Elon Musk, SpaceX’in 2024’te Mars’a mürettebatsız bir uçuşta Starship’i fırlatmayı hedeflediğini söyledi .

Bazı gözlemciler, Musk’ın zaman çizelgelerinin bazen iyimser olduğunu belirtiyor. Ancak, ne kadar hırslı olursa olsun, sonunda hedeflerine ulaşmak için bir ün de geliştirdi.