Mars’a İnsanlı Görevlerin Önünü Açan Dönüm Noktası: Yeni Nesil Süper Soğutucu Başarıyla Test Edildi

NASA, gelecekteki insanlı Mars görevlerinin temel gereksinimlerinden biri olan yakıt muhafazasını mümkün kılacak bir tür süper soğutucuyu başarıyla test etti. Yeni kriyojenik soğutucu kullanılmadan yola çıkacak bir uzay aracının Kızıl Gezegen'e vardığında yakıt depolarının boş olacağı öngörülüyor ki bu durum görevin tamamı açısından felaket anlamına geliyor.

İnsanlı Mars görevleri, 70 yılı aşkın süredir gündemde ve artık birçok kurum için ciddi planlama aşamasına geçmiş durumda. Ancak, projenin en karmaşık noktalarından biri enerji yönetimi: Yani bir uzay aracının Dünya’dan Mars’a gidip geri dönebilmesi için gereken itkiyi sağlamak.

Derin uzay görevlerinde, yola çıkıldıktan sonra genellikle büyük itki gerekmez. Dünya’dan fırlatmayı sağlayan roketler bu görevi üstlenir; sonrasında ise küçük düzeltmeler, sıvı ya da gaz yakıtlı küçük iticilerle yapılabilir. Son dönemde daha sık tercih edilen iyon motorları ise ksenon gibi kararlı maddelerle çalışır ve aktif bakım gerektirmez.

Ancak insanlı görevlerde durum farklıdır. Uzay aracı büyük ve donanımlı olmak zorundadır; görevin süresi ise kısa tutulmalıdır. O yüzden en verimli yakıtlar tercih edilir: Sıvı hidrojen, sıvı oksijen veya sıvı metan gibi kriyojenik yakıtlar. Fakat bu yakıtların kaynama noktaları çok düşüktür — örneğin sıvı hidrojenin kaynama noktası -252.9 °C, sıvı oksijeninki -183 °C, sıvı metanınki ise -161.6 °C’dir. Boşlukta bile bu sıvılar buharlaşmaya devam eder ve oluşan gazlar tankların patlamasını önlemek için dışarı salınır.

Bahsi geçen durum, fırlatma sonrası birkaç gün süren görevlerde kabul edilebilir olsa da Mars gibi iki yılı aşan görevler için ciddi bir risktir. Örneğin, yalıtımı zayıf 38 tonluk sıvı hidrojen içeren bir tankta yılda 16 tonluk kayıp yaşanması öngörülmektedir. Böyle bir durumda, astronotlar Mars’a ulaştıklarında geri dönüş için yeterli yakıta sahip olamaz.

NASA bu sorunu çözmek için Kriyojenik Akışkan Yönetimi Portföy Projesi kapsamında “sıfır kayıplı” bir sistem geliştirmeyi hedefliyor. Bu sistem, aylarca hatta yıllarca kriyojenik yakıtları sabit sıcaklıkta tutmayı mümkün kılacak.

NASA’nın Alabama’daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi'nde gerçekleştirilen üç aylık testte, iki aşamalı bir soğutma sistemi kullanıldı. “Tank üstünde boru” adı verilen yöntemde, metalize yalıtım ve ısı kalkanı içerisine gömülü iki ayrı soğutma döngüsü bulunuyor.

İlk döngüde, -253 °C sıcaklıkta sıvı helyum dolaşan borular doğrudan yakıt tankının etrafına sarılarak tankı ve içeriğini soğutuyor. Bu yapının üstünde yer alan ikinci döngüde ise, daha sıcak olan -183 °C'lik helyum içeren borular ısı kalkanının arkasında konumlanıyor ve dış ortamdan gelen ısıyı engelliyor.

Testin sonucunda elde edilen sistem, yeterli güç sağlandığı sürece yakıtları süper soğuk derecelerde tutarak buharlaşmalarını tamamen engelliyor. Bu sayede yalnızca gereksiz yakıt taşımanın önüne geçilmiyor; aynı zamanda görevlerin süresi uzatılabiliyor ve yeni keşif senaryoları mümkün hale geliyor.

NASA Kriyojenik Akışkan Yönetimi Portföy Projesi geçici yöneticisi Kathy Henkel, konuyla ilgili açıklamasında şunları söyledi: “Yakıt kaybını azaltacak teknolojilerin, Ay ve Mars gibi uzak hedeflere yönelik uzun süreli görevlerde başarıya ulaşmak için mutlaka hayata geçirilmesi gerekiyor. İki aşamalı soğutma sistemi, yakıt kaybını önler ve taşıma esnasında ya da gezegen yüzeyinde uzun vadeli depolamayı mümkün kılar.”

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://newatlas.com/space/cryo-cooler-makes-crewed-mars-missions/