Güneş Panellerinin 3D Yazıcılarla Uzayda Üretiminin 2027’de Başlaması Planlanıyor

Ticari uzay uçuşu pazarı son yıllarda hızla büyüyor ve yakın gelecekte çok daha yoğun bir fırlatma trafiğine sahne olması bekleniyor. Fırlatma sayısındaki artış, alçak Dünya yörüngesinden jeosenkron yörüngeye kadar geniş bir yelpazede faaliyet gösteren uydu ve uzay araçları için sürekli yükselen bir güneş enerjisi ihtiyacını beraberinde getiriyor. Bu ortamda Dcubed, ARAQYS adını verdiği sistemle güneş paneli dizilerini doğrudan yörüngede üretmeyi hedefleyerek enerji altyapısına yeni bir yaklaşım getiriyor.

Günümüzde, askeri ve bilimsel amaçlı birkaç nükleer güç sistemi dışında, uzay araçlarının enerji kaynağı olarak neredeyse tamamen güneş panelleri kullanılıyor. Atmosferin bulunmaması, hava olaylarının yokluğu ve gece-gündüz döngüsünün yarattığı kesintilerin ortadan kalkması sayesinde sürekli gelen güneş ışığı uzay aracı güç sistemleri için son derece verimli bir çözüm sunuyor.

Yine de mevcut yaklaşımın belirgin bir zayıf noktası var. Güneş panelleri ve onları taşıyan destek kolları, fırlatma açısından ağır ve hacimli yapılar sayılıyor. Fırlatma öncesinde roketin içine sığmaları için panel dizilerinin katlanarak paketlenmesi gerekiyor. Böyle olunca iki temel engel ortaya çıkıyor: İlk olarak yörüngeye ulaşıldığında panelleri açıp kilitleyecek mekanik açılma düzenekleri gerekiyor ve bu düzenekler ek bir kütle ve hacim oluşturuyor. İkinci olarak aynı mekanizmaların roket fırlatması sırasında ortaya çıkan yüksek ivmeye, şiddetli titreşimlere ve yoğun akustik yüklere dayanabilecek kadar sağlam tasarlanması şart.

Mekanik karmaşıklık ve dayanım gereklilikleri, hem panel sistemlerinin üretim ve entegrasyon maliyetlerini yükseltiyor hem de roketin taşıyabileceği faydalı yük kapasitesinin bir kısmının bu donanımlara ayrılmasına neden oluyor. Sonuçta operatörler, aynı fırlatma için daha yüksek maliyet üstlenirken enerji altyapısı için ayrılan hacim ve kütle sınırlı kalıyor.

Dcubed, ARAQYS ile tam da bu denklemde fark yaratmayı amaçlıyor. Şirket, klasik anlamda açılan panel dizileri yerine güneş dizilerinin yörüngede imalatını hedefliyor. Böylece fırlatma anında yalnızca kompakt bir modül taşınıyor; panel yüzeyleri ve taşıyıcı yapı uzayda ortaya çıkarılıyor. Dcubed, kilovat başına maliyette kayda değer bir azalma sağlandığını, şirket sözcüsünün ifadesiyle maliyetlerin birkaç kat düşürülebildiğini belirtiyor.

Sistemin merkezinde, toplayıcı yüzey görevi gören ultra ince, esnek ve yumuşak bir güneş örtüsü yer alıyor. Uydu yörüngeye ulaştığında örtü, kompakt konumdan çıkarak geniş bir yüzey halinde açılıyor. Aynı anda devreye giren entegre bir 3D yazıcı sistemi, açılan örtünün arkasına, panel dizisini taşıyacak sert bir iskelet basıyor. Kullanılan reçinenin sertleşme aşamasında, uzay ortamında doğal olarak mevcut olan yoğun morötesi (UV) ışınımından yararlanılıyor; UV ışığı reçineyi çok kısa sürede sertleştirerek dayanıklı bir arka taşıyıcı yapı ortaya çıkarıyor.

Şirket, üretim zincirinin geleneksel panel açılma mekanizmalarına kıyasla daha az parça gerektirdiğini, fırlatma yükünü küçülttüğünü ve sonuçta enerji başına maliyeti anlamlı şekilde düşürdüğünü vurguluyor.

Planlanan yol haritası, ardışık bir dizi yörünge gösterim görevini içeriyor. İlk adımda, yılın ilerleyen dönemlerinde uzayda 60 cm’lik (2 ft) bir bom yapısının inşa edilmesi hedefleniyor. Ardından daha büyük ölçekli, 1 m’lik (3 ft) bir versiyonun test edilmesi planlanıyor. Takip eden aşamada ise 2027 yılında 2 kW gücünde operasyonel bir gösterim görevi gerçekleştirilmesi öngörülüyor. Gösterimlerin başarıya ulaşmasının ardından ARAQYS tabanlı ticari ürünlerin satışa çıkması bekleniyor.

Teknoloji olgunluk seviyesine ulaştığında, uydu ve uzay altyapısı tarafında geniş bir uygulama alanına hitap edebilecek. Potansiyel kullanım başlıkları arasında güç ışınlama dizileri, yörüngede manevra ve çekme operasyonları için uzay römorkörleri ve yüksek veri hacmini işleyen veri işleme takımyıldızları gibi platformlar yer alıyor.

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://newatlas.com/space/dcubed-solar-array-manufacture-orbit/