NASA’nın Güçlü İyon Motoru

Bu güçlü iyon motoru NASA’nın bir asteroidin yönünü değiştirmeye çalışacak DART görevini uçuracak

52

Bu güçlü iyon motoru NASA’nın bir asteroidin yönünü değiştirmeye çalışacak DART görevini uçuracak

Görsel: NASA

İnsanlığın yeni koronavirüse karşı mevcut mücadelesine ve bu mücadelenin dikkatimizin çoğunu almasına rağmen, başka tehditler de hala varlıklarını koruyor. Gelecekte Dünya’ya gerçekleşebilecek muhtemel bir asteroid çarpma tehlikesi şimdilik geri planda kalsa da hala geçerli.

Bir asteroid çarpması şu an için geçici ve önemsiz görünse bile, koronavirüsün aksine, insanlığı yok etme potansiyeli bulunan gerçek bir tehlike. NASA ve ESA gibi ajanslar da hala bizi bu tehlikeden korumak için planları üzerinde çalışıyorlar.

NASA’nın DART (Çift Asteroid Yönlendirme Testi) görevinin 22 Temmuz 2021’de fırlatılması planlanıyor. Bu, bir asteroidi yolundan saptırmak için kinetik çarpışmanın kullanılmasını araştırmak üzere bir deneme görevi olacak. Görev Didymos (ya da 65803 Didymos) adı verilen küçük bir çift asteroid sistemine doğru gidecek. Bu çift asteroid sistemi Dünya için bir tehdit oluşturmuyor.

Çift asteroidde Didymos A adlı daha büyük olanın çapı yaklaşık 780 metreyken küçük olan Didymos B yalnızca 160 metre çapa sahip. DART kendisi Didymos B’ye çarpacak. Bu, Dünya’yı tehdit edebilecek bir asteroidin tipik boyutlarına yakın.

DART’ın Didymos’a ulaşmak için aşması gereken mesafe epey fazla. Temmuz 2021’de fırlatılmasından sonra 22 Eylül’de, çift asteroid Dünya’ya 11 milyon kilometre kadar mesafedeyken hedefine varacak. Ve görev buraya gitmek için NASA’nın NEXT-C adlı güçlü iyon motoruna güvenecek.

Didymos çift asteroidinin gözlemsel verilere dayanan temsili bir görüntüsü. Görsel: Naidu et al., AIDA Workshop, 2016

Motor iki ana bileşenden oluşuyor: itici ve güç işleme ünitesi (PPU). NEXT-C göreve, hem performans hem de çevresel, bir dizi testle hazırlanıyor. İtici PPU’yla birleştirilmeden önce titreşim, termal vakum ve performans testlerinden geçirildi. Aynı zamanda simüle edilen uzay uçuşu koşullarına, fırlatma sırasındaki aşırı titreşime ve uzayın aşırı soğuğuna maruz bırakıldı.

NEXT-C güçlü bir motor. Ve bir şeyleri kaldırıp Dünya’nın kütle çekiminden kurtarmak için çok büyük miktarda itişe ihtiyaç duyan bir rokete hiç benzemiyor. Ama iyon motorları açısından düşünülürse oldukça güçlü bir ünite. NASA’nın DAWN ve Deep Space 1 uzay araçlarındaki NSTAR iyon motorlarından yaklaşık üç kat daha güçlü.

NEXT 6,9 kW itiş gücü ve 236 mN itiş üretebiliyor. Motor, tüm iyon motorları arasında en yüksek toplam itkiyi üretti: 17 MN·s. Aynı zamanda, yakıtını ne kadar verimli kullandığının bir ölçüsü olan spesifik bir itkiye de sahip. NSTAR’da süre 3.120 saniyeyken bunda 4.190 saniye.

İticinin güç işleme ünitesi, başarılı bir testten sonra başka bir vakum odasından çıkarılıyor. Görsel: NASA/Bridget Caswell

İyon motorları bir roket gibi yakıt yakmıyor ama itici gaz kullanıyorlar. Genelde bu itici gaz, NEXT-C’de de olduğu gibi ksenon oluyor. NEXT-C iyon motoru çift ızgaralı bir sistem.

Ksenon ilk (veya yukarı akışlı) ızgarayla karşılaştığı bir odaya besleniyor. Güneş panelleri elektriği sağlıyor ve ilk ızgara pozitif yükleniyor. Ksenon iyonları yukarı akışlı ızgaradan geçerken pozitif yükleniyorlar. Bu da onları, negatif yüklenmiş olan ikinci ya da hızlandırıcı ızgaraya doğru çekiyor. Bu onları motorun dışına doğru atıp itkiyi sağlıyor. İtki, yukarı akan iyonlar ve hızlandırıcı ızgara arasındaki güce eşit.

DART Didymos çift asteroidine ulaştığında yalnız olmayacak. İtalyan Uzay Ajansı görev için LICIA uydusunu sağlayacak. LICIA, Didymos B ile çarpışmadan önce DART’tan ayrılacak olan 6 küçük küp uydudan oluşuyor çarpışmayla bundan dolayı atılan enkazın görüntülerini yakalayıp bunları Dünya’ya gönderecek.

NASA’nın Evrimsel Ksenon İtici’si (NEXT) bir vakumda test ediliyor. Görsel: NASA

Çarpışmanın, Didymos B’nin yörünge hızını saniyede yaklaşık yarım milimetre kadar değiştirmesi bekleniyor. Bu da onun dönme periyodunu, Dünya temelli teleskopların tespit etmesine yetecek kadar büyük bir miktarda değiştirecek. Aynı zamanda yüzeyde yaklaşık 20 metre genişlikte bir krater bırakacak.

DART çarptığında yok olacak olsa da ESA bir devam görevi de planlıyor. Hera adı verilen bu görevin 2024’te fırlatılması ve 2027’de varması planlanıyor. Hera yalnızca DART’ın çarpmasının etkilerini incelemeyecek, aynı zamanda çift asteroidler ve bu asteroidin içi hakkında daha çok şey öğrenmek adın bir dizi cihaz da taşıyacak.