NASA, gelecekteki uzayda yakıt ikmali görevleri için yeni yakıt ikmali cihazını test ediyor

NASA’nın yeni nesil derin uzay keşif misyonları için, uzay aracının güneş sistemine doğru ilerlemeden önce Dünya yörüngesinde yakıt ikmali yapması gerekebilir. Bir gaz pompasının yakıt deponuza uyacak bir nozüle ihtiyaç duyması gibi, gelecekteki uzay araçları da kalkıştan önce doldurmak için kriyo bağlayıcı olarak bilinen özel bir cihaza ihtiyaç duyabilir.

Kriyo bağlayıcılar, uzay aracının, uzayın benzin istasyonları olarak hizmet verecek gelecekteki yörünge yakıt depolarına bağlanmasına olanak tanıyacak. Teknoloji, kriyojenik veya süper soğuk sıvıları itici gaz veya performans kaybı olmadan güvenilir bir şekilde aktarma zorluğunu da beraberinde getiriyor. Sıvı hidrojen ve sıvı oksijen gibi kriyojenik itici gazlar, sıfır Fahrenheit’ın yüzlerce derece altına kadar soğutulmalı ve bunları hareket ettiren malzemeler, contalar ve mekanizmalar üzerinde katı talepler oluşturmalıdır.

NASA’nın Huntsville, Alabama’daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi’nde kriyocoupler proje yöneticisi Travis Belcher, “İki uzay aracı arasında yörüngede kriyojenik yakıt ikmali henüz yapılmadı ve uzay uçuşundaki en zorlu mühendislik zorluklarından biri olmaya devam ediyor” dedi. “Bu itici gaz transferleri, NASA’nın gelecekte uçmak istediği görevler için gereklidir, bu nedenle ultra soğuk itici gazlarla başa çıkabilen bir bağlayıcı geliştirmek, bu yeteneği gerçeğe dönüştürmeye yönelik kritik bir adımdır.”

Artemis görevleri için SLS’yi (Uzay Fırlatma Sistemi) doldurmak için kullanılanlar gibi yer bazlı kuplörler, yörüngesel yakıt transferleri için bir seçenek değildir. Bu bağlaştırıcılar roket fırlatılırken hızla serbest kalıyor ve bir sonraki uçuş için manuel olarak yeniden bağlanmaları gerekiyor. Ayrıca uzayın zorlu ortamında çalışmak üzere tasarlanmamışlardır ve yörüngedeki bir uzay aracının yakıt deposunu yeniden doldurmak için kullanılacak olandan çok daha büyüktürler.

Bu zorlukların üstesinden gelmek için NASA, L3Harris tarafından geliştirilen bir kriyo bağlayıcıyı test etti.

Belcher, “Üzerinde çalıştığımız kriyo bağlayıcılar birçok kez takılıp çıkarılabilir ve tamamen otomatiktir, bu nedenle astronotların yakıtı aktarmak için uzay yürüyüşü yapmasına gerek kalmayacak” dedi. “Bunlar, alana dayanacak şekilde titizlikle tasarlandı ve beklenen tank tasarımlarına göre boyutlandırıldı.”

Ortak bir NASA ve L3Harris ekibi yakın zamanda NASA Marshall’da iki tür test gerçekleştirdi. Kriyo bağlayıcının maruz kalacağı son derece soğuk sıcaklıklara dayanabilmesini sağlamak için, bağlayıcının termal büzülmeye, akışa ve itici madde ile malzemeler arasındaki önemli sıcaklık farklılıklarına nasıl tepki verdiğini gözlemlemek amacıyla birden fazla bağlı ve bağlantısız konfigürasyon aracılığıyla eksi 321 derece Fahrenheit’te sıvı nitrojen çalıştırdılar.

Ekip ayrıca performans sınırlarını belirlemek için kriyo bağlayıcıyı operasyonel testlere tabi tuttu. Bu kurulumda kuplörün bir yarısı, herhangi bir yönde hareket edebilen ve dönebilen bir robotik masaya monte edildi ve bu, masanın üzerinde sabit kalan diğer yarımla yanlış hizalanmış kenetlenmeyi simüle etmesine olanak tanıdı. Kriyo bağlayıcı, bir uzay aracının ve deponun yanaşma sırasında mükemmel şekilde hizalanmaması durumunda bir miktar yanlış hizalamayı telafi edecek şekilde tasarlanmıştır.

Belcher, “Bu kriyo bağlayıcılar geliştirme aşamasında çok erken olduğundan testler çoğunlukla temel işlevlere odaklanıyor” dedi. “Gelecekteki test kampanyaları, bunları belirli görevler için tasarlayacak ve o görevin gereksinimlerine göre daha titizlikle değerlendirecek.”

Kriyocoupler testi, NASA merkezlerinin seçkin şirketlere ücretsiz olarak uzmanlık, tesis, donanım ve yazılım sağladığı bir ortaklık olan 2022 İşbirliği Fırsatı Duyurusu’nun bir parçası olarak yapıldı.

NASA Marshall ve NASA’nın Cleveland’daki Glenn Araştırma Merkezi merkezli kurumlar arası bir ekip olan Kriyojenik Akışkan Yönetimi Portföy projesi, kriyo bağlayıcı gelişimini denetler.