SpaceX’in Terk Edilmiş Projeleri

Yazar: Ömer Ünal
Editör: Taha Berk Arslan

 

SpaceX yaptığı pek çok çalışma ve özellikle de yörünge tipi bir roket olan Falcon 9’larını yeniden kullanmalarıyla, Falcon Heavy ile ve ISS’e insan taşıyan ilk özel şirket olarak bilinen bir şirket. Şirket bugünkü konumuna gelirken pek çok proje ve konsept ortaya atılmış, bazıları gerçekleştirilmiş bazıları ise bulunulan ortam koşullarının değişmesi ile çizimde kalmıştır. Bu yazıda proje olarak kalanlara bir bakış olacak.

 

Listeye Falcon 1 üzerine olan planlar ile başlayalım. Fakat önce Falcon 1 hakkında bilgi almak faydalı olacaktır.

Falcon 1, SpaceX’in ilk roketiydi ve o zamanlarda sadece “Falcon” olarak biliniyordu. Bugünkü bildiğimiz SpaceX roketlerinden çok daha küçüktü. İlk kademede 1 tane yakıt pompasıyla beslenen bir Merlin 1A/C (A versiyonu ilk uçuşlarda kullanıldı ve daha sonra ise daha gelişmiş olan C versiyonuna geçildi. İkinci kademesinde ise bir pompadan ziyade yüksek basınçlı gaz sistemi ile yakıtı motora besleyen bir Kestrel motoru vardı. Falcon 1, iki kademesinde de roket sınıfı kerosen (Basitçe rafine edilmiş jet yakıtı oluyor.) ve sıvı oksijen kullanıyordu. Fırlatmalar ise bilindik fırlatma bölgeleri olan Vandenberg veya Cape Canaveral gibi bölgelerden değil, Pasifik’teki bir adadan, Omelek Adası’ndan yapıldı. İlk üç fırlatması başarısız olan roket daha sonra 4. uçuşunda başarılı bir şekilde fırlatıldı ve SpaceX, bu fırlatma ile kapılarını kapatmaktan ucu ucuna kurtuldu.

Bununla beraber SpaceX daha Falcon 1 uçmadan önce iki versiyon daha uçurmayı planlamıştı “e” ve “Heavy” versiyonları.

Falcon 1e

Falcon 1e, isminden de anlaşılabileceği gibi, şirketin ilk roketi olan Falcon 1 üzerine bir geliştirme idi. Daha uzundu ve daha iyi bir yük performansı vardı. İlk kademedeki itki kuvveti daha fazlaydı. İkinci kademede geliştirmeler olacaktı ve yeniden kullanılabilir olması planlanmıştı. Aynı zamanda malzemelerde de gelişmeler planlanıyordu ve Alçak Dünya Yörüngesi’ne ise 1 ton yük koyabilecekti. İlk fırlatma için ise 2010 senesi için planlanmıştı. Fakat daha sonra SpaceX, NASA’nın programları için Falcon 9 geliştirmesine ağırlık vererek, Falcon 1e’yi geliştirme çalışmal

Falcon 1 Heavy.

Falcon 1 Heavy.

arını durdurdu. Falcon 1e için planlanan fırlatmalar ise Falcon 9’a kaydırıldı.

Falcon (1) Heavy

SpaceX’in 2003’te yaptığı bir açıklama ile şirket için bir sonraki adımın Falcon Heavy olacağı söylendi. Fakat bu Falcon Heavy bugün bildiğimiz o devasa roket değildi. 3 tane Falcon 1 birinci kademesinin ve bir tane Falcon 1 üst kademesinin oluşturduğu bir roketti.  Alçak Dünya Yörüngesi’ne 1.4 ton yük taşıma kabiliyetine sahip olacaktı. Fakat bu plan daha sonra SpaceX’in yeni çok motorlu Falcon versiyonlarını açıklamasıyla birlikte ortadan kayboldu. Ve bununla birlikte Falcon, Falcon 1 oldu.

Falcon 5

2003’te yapılan bir açıklama ile SpaceX, Falcon 5’i açıkladı. Bu tasarımda ilk kademede isimden de anlaşılabildiği gibi 5 tane Merlin motoru vardı. Üst kademede ise iki tane Kestrel motoru bulunacaktı. Yakıt ise yine aynı, roket sınıfı kerosen ve sıvı oksijen idi. 3.7 metre çapa sahip olacak roket günümüzdeki Falcon 9’lar ile aynı çapa

Falcon 1, Falcon 5, Falcon 9 ve diğerleri.

Falcon 1, Falcon 5, Falcon 9 ve diğerleri.

sahip olacaktı. Bu roket ile Alçak Dünya Yörüngesi’ne 4 ton yük taşınabilecekti. Fakat daha sonra tasarım değiştirildi ve daha gelişmiş motorlar kullanan ve ikinci kademede ise bir tane Merlin Vakum versiyonu motor kullanan bir Falcon 5 ortaya çıktı. 2005’te ise Falcon 9 ortaya çıktı (ve bu roket SpaceX’in günümüze kadar geldiği tasarım oluyor.) fakat Falcon 5 hemen kenara atılmadı. Onun yerine daha farklı bir Falcon 5 tasarımı ortaya çıktı. Falcon 9 ile aynı ilk kademe ve ikinci kademeyi biraz daha farklı bir şekilde kullanacaktı. Fakat tanklar tam dolu olmamakla beraber, ilk kademede 5 tane Merlin motoru bulunacaktı. Böylece farklı amaçlar için farklı roketler yapılabilirken, üretim hatları da daha basitleştirilecekti. Fakat daha sonra Falcon 5 planları 2007’den itibaren kayboldu ve bir daha da geri gelmedi.

Falcon 9-S5

Bu tasarımda Bir Falcon 9’un yanına iki tane Falcon 5 birinci kademesi konulacaktı.

Falcon 9-S9

Bu versiyonda ise S5’teki Falcon 5 ilk kademeleri yerinde Falcon 9 ilk kademeleri olacaktı. Ve bu version günümüzdeki Falcon Heavy’ye az çok benziyordu.

Falcon 9 Air

Stratolaunch uçağı ile fırlatılması planlanmış bu versiyondaki Falcon 9, her ne kadar isminde 9 yazsa da aslında 4 motora sahipti ve bununla beraber roketin uçaktan bırakılırken stabil kalabilmesi için bir kanadı olacaktı. Fakat daha sonra uçakla fırlatmanın roket tasarımına getirdiği gerekli modifikasyon sayıları arttıkça bu plan daha az ekonomik hale geldi ve SpaceX, plandan çekildi.

Eski Falcon Heavy Tasarımı

SpaceX, Falcon Heavy modelini ilk defa duyurduğunda, bugünkü bildiğimiz Falcon Heavy’den daha farklı bir tasarım mevcut idi. Motorların yerleşim şekli farklıydı, yük kapasitesi ve uzunluğu ise daha azdı. Bununla beraber iniş ayakları ve diğer iniş ekipmanları da rokette bulunmuyordu. Bununla beraber bu roket için daha önceden “cross-feed” adlı bir kabiliyet planlıyordu. Bu özellik ile roketin yan iticileri merkez iticiye sürekli yakıt iletecek, yan iticiler bundan dolayı daha erken ayrılacak fakat ayrılmadan sonra merkez roket tam dolu tanklarla devam edecek ve bu da roketi genel performansını arttıracaktı. Fakat bu özelliğin geliştirilmesi için gerekli olan sürecin bu özellikle gelen kazanımlara değmeyeceği için planlar iptal edildi.

Merlin 2 ve Uygulamaları

Eski Falcon Heavy.

Eski Falcon Heavy.

Merlin 2 kullanan roketler ve Saturn V ile diğer Merlin 1 serisi motor kullanan roketlerle karşılaştırmaları.

Merlin 2, Merlin 1 serisi motorların bir sonraki jenerasyonu olarak planlanmıştı. Bir Falcon 9’daki birinci kademenin tüm 9 motorunu tek motorla yerleştirebilecek bir itki kuvvetine sahip olacaktı. Temel tasarım benzerdi ve kullanılan yakıt ve oksitleyici aynıydı, yani Merlin motorunun sadece büyütülmüş bir versiyonu demek pek de yanlış olmaz. İtki kuvveti olarak insanları Ay’a götüren Saturn V roketinin ilk kademesindeki F-1 roket motoru ile kıyaslanabilirdi. Falcon 9 ve Falcon 9 Heavy ile kullanımının planlamasıyla beraber, SpaceX’in Merlin 2 kullanacak daha büyük ve güçlü roketler de vardı. Falcon X adlı bir tasarım, altı metre çapındaki ilk kademesinde toplam 3 tane Merlin 2 kullanacaktı ve Alçak Dünya Yörüngesi’ne 38 ton yük bırakabilecekti. Falcon X Heavy vardı ve o tasarım ise merkezdeki bir Falcon X’in yanına iki tane Falcon X birinci kademesi ekliyordu ve bu roket Alçak Dünya Yörüngesi’ne 120 tona kadar yük taşıyabilecekti.  Merlin 2 kullanan tasarımlardan en büyüğü Falcon XX adlı bir roketti ve 10 metrelik bir ilk kademe ile beraber ilk kademe 6 tane Merlin 2 bulunduruyordu ve bu dev roket Alçak Dünya Yörüngesi’ne 140 ton yük taşıyabilmek üzere tasarlanmıştı. Fakat daha sonra Merlin 2 ortadan diğer planlar ile kayboldu ve SpaceX, Raptor roket motorunu ve Starship’i geliştirmeye odaklandı.

Raptor için Eski Planlar

SpaceX’in Raptor motoru her ne kadar bugünlerde Starship’in ana motoru olan ve Super Heavy iticisinde 31, Starship uzay aracının kendisinde ise 3 tane vakum, 3 tane deniz seviyesi versiyonu olmak üzere toplam 6 tane bulunacak olan ve sıvı metan/sıvı oksijen ile çalışan motor olarak bilinse de Raptor motoru ilk çalışmalar başladığında bir sıvı hidrojen/sıvı oksijen motoru idi ve çalışma şekli de daha farklı olan bir motordu. Bununla beraber ilk kullanım planları da farklı roketler içindi. Falcon 9’un ikinci kademe motoru olarak kullanılması planlanmıştı. Fakat bu planlar 2012’de kayboldu ve bugün bildiğimiz Raptor motoru ortaya çıkmaya başladı. Arada ufak değişimler olsa da Raptor az çok aynı motordu, sıvı metan/sıvı oksijen kullanıyordu ve çaılşma prensibi 2012’den sonra değişmemişti. Fakat 2016’da, ABD Hava Kuvvetleri yeni Raptor’un Falcon 9’un ikinci kademesindeki motor olarak kullanılması için SpaceX’i fonladı. Bu yeni ikinci kademeyle daha önceden fırlatılması pek mümkün olmayan yükler fırlatılabilecekti. Fakat daha sonra bu planlar hiç gerçekleşmedi ve bu konsept de ortadan kayboldu. Şu anki Raptor için planlar Starship/Super Heavy roketinde kullanımı.

Merlin 2 tasarımı.

Merlin 2 tasarımı.

Merlin 1B

Merlin 1A’dan sonra kullanılması planlanan Merlin motoru. Kullanımı Falcon 9’da olacaktı. Motorun tasarımında Merlin 1A’dan daha farklı bir ateşleme sistemi olacaktı ve genel olarak daha gelişmiş bir tasarımdı fakat bununla beraber Merlin 1A ile bazı temel benzerlikleri koruyordu. Fakat daha sonra Falcon 1’in Merlin 1A ile uçuşundan elde edilen bilgilerden ötürü Falcon 9 için motor geliştirmesi 1C modeline kaydı.

Paraşütle Roket Kurtarma

Yeniden kullanılabilirlik fikri şirketin ilk günlerinden beri vardı ve SpaceX aslında roketlerinin ilk kademesini roketli indirmeden önce paraşütlerle roketleri suya indirip kurtarmak ve daha sonra yeniden kullanmak için çeşitli çalışmalar yürütmüştü. İlk Falcon 1 uçuşlarındaki roketlerin ilk kademelerinde paraşütler de bulunuyordu ve bunlar uzay mekiklerinin katı yakıt iticilerinin okyanusa yumuşak iniş yapmasını sağlayan aynı şirket tarafından tasarlanan paraşütlerdi. İlk uçuşta paraşütler denenemedi çünkü roketin ilk kademesi ayrılmadan bir kaza olmuştu ve fırlatma başarısız olmuştu. İkinci fırlatma da başarısız bir fırlatma idi fakat bu sefer kademe ayrılması gerçekleşmişti. Bir gemi roket kademesinin paraşütlerle inmesi beklenen bölgeye geldi fakat ne bir birinci kademe ne de kademeden gelen sinyal bulunmuştu. Başarılı geçen dördüncü uçuştan alınan veriler, roketin atmosfere girerken zaten hasar aldığını ve paraşütleri açma aşamasına bile gelinemediğine işaret ediyordu. Yani bu halde kurtarma imkansızdı. Falcon 9’un ilk iki uçuşunda da roketin ilk kademesinde paraşütler bulunuyordu. Fakat bu roketler de atmosfere girişten sonra fazla hasar aldığı için kurtarılamıyordu. Bununla birlikte SpaceX’in roketleri paraşütle kurtarma planları sona geldi.

Crew Dragon için Roketli İniş Planları ve Red Dragon             

Red Dragon Mars’a iniyor.

 

SpaceX, 2014 senesinde Crew Dragon’u ilk defa tanıttığında aracın Dünya’ya dönerken yumuşak inişi, kapsüllerde genelde bulunan paraşütler yerine aracın yanında bulunacak 8 tane SuperDraco iticileri ile olacaktı. Bununla beraber araçta acil durum için bir paraşüt de bulunacaktı. Eğer aracın roketle fırlatmasında bir problem olursa da bu iticiler tahliye sistemi olarak kapsülü roketten uzaktaştırmak için kullanılacaktı. Normalde pek çok insanlı uzay aracında tahliye sistemi kapsüllere entegre değil, araç tepesinde bir roketli kule olarak bulunuyordu. SpaceX’in roketli iniş planı için gereken bir başka ekipman ise iniş ayakları idi ve tasarım gereği ısı kalkanının içinden uzatılacaktı. Ve insanlı uzay araçlarının en kritik ekipmanlarından birisi olan ısı kalkanını etkileyecek bir ekipmanın, NASA’daki araç güvenliği ile ilgilenen kişileri pek memnun etmeyeceği belli idi. Fakat bu planı bitiren şey güvenlik gerekçelerinden daha çok, araçta her türlü paraşüt bulunacaksa roketli iniş sistemine pek de gerek olmadığını savunan bir argümandı. Dragon kapsülleri için roketli iniş kullanan başka bir konsepti ise Red Dragon idi. Deneysel yükleri Mars’a ulaştırması planlanan bu kapsül, bir Falcon Heavy ile Mars’a gönderilecek, daha sonra ise ısı kalkanı ve son aşamada ise SuperDraco iticilerini kullanarak yumuşak inişi gerçekleştirecekti. Fakat daha sonra Red Dragon projesi SpaceX’in daha sonra Starship olarak bilinecek ITS’i tanıtmasıyla sona geldi.

 

Falcon 9’un İkinci Kademesini Kurtarmak

SpaceX’in bugün uçan Falcon 9’larının ilk kademeleri büyük bir başarıyla kurtarılsa da her fırlatan yeni bir ikinci kademe gerekli oluyor. Yük kaplamaları (Roketin en tepesinde bulunan ve roket atmosferde yükselirken içindeki yükü koru

2011’de yayınlanan videodaki ikinci kademe inişi.

yan kaplama, daha sonra belli bir yükseklikte ayrılıp Dünya’ya düşüyor.) da SpaceX’in bazen kurtarmaya çalıştığı ve bazen başarılı olduğu bir roket parçası. Fakat SpaceX bunlarla beraber daha önceden ikinci kademeleri de kurtarmayı düşünmüştü. Bununla beraber üst kademeleri kurtarmak çok daha zordu çünkü yörünge hızı ile atmosfere sağlam bir şekilde giriş yapmak oldukça zorluydu. SpaceX tarafından 2011’de yayınlanan bir videoda roketin üst kademesinin nasıl kurtarılacağı da gösteriliyordu. Bunun için üst kademenin ana motoruna modifikasyonlar yapılacak, ek iticiler, atmosfere giriş için ise kademenin tepesine bir ısı kalkanı ve iniş ayakları konulacaktı. Daha sonra 2014’de bu planların az çok yapılmayacağı belli oldu. Fakat 2017’de Elon Musk tarafından atılan bir seri Twitter mesajları ile ikinci kademeyi bir hipersonik paraşüt ile hava yastıkları/yakalama ağı ile kurtarmak tekrar gündeme gelse de daha sonra Starship’e odaklanmanın artmasıyla birlikte bu planlar da yavaşça ortadan çekildi.

Grey Dragon

Resmi olmayan adıyla “Grey Dragon” olarak bilinen proje, SpaceX’in geliştirilmiş bir Crew Dragon ile Ay çevresine turist göndermek için tasarlanmış bir araçtı. Fırlatmak için Falcon Heavy kullanılacaktı. Bu turist gönderme planı 2017 senesinde açıklandı ve SpaceX 2019 yılında turistleri Ay çevresine göndermeyi planladıklarını söyledi. O an için anonim bir yolcu (Daha sonra Yusaku Maezawa olduğu ortaya çıkacaktı.) bu sefere katılacaktı. Fakat daha sonra, Falcon Heavy’nin ilk uçuşundan bir gün önce bu planların iptal edildiği açıklandı. Sırf bir tek uçuş için Falcon Heavy gibi kompleks roketi insanlı uçuşlar için onaylatmak çok zorlu için değmemesi ana sebep olarak söylenebilir. Yusaku Maezawa’nın Dragon uçuşu ise daha sonra Starship’e kaydırıldı.

 

Karbon Fiber Kompozit Starship

Bugünkü bildiğimiz Starship, ilk çıktığındaki hali olan ITS’ten veya daha sonra gelen BFR’den çok farklı. En temel farklardan birisi ise malzeme idi. İlk tasarımlarda karbon fiber kompozit malzeme kullanılması planlanırken, daha sonra, 2019’da Elon Musk tarafından yapılan bir açıklamayla bu malzemeden vazgeçildiğini  onun yerine ise paslanmaz çelik kullanılacağını açıklandı. Bunun iki ana sebebi var. Bunlar:

-Paslanmaz çelik genel olarak kompozit malzemeye göre daha ucuzdu ve eğer Starship tasarımında bir değişiklik olursa daha rahat yapılabilirdi.

SpaceX’in ürettiği büyük karbon-fiber kompozit tanklardan birisi.

-Kullanılması planlanan alaşım, hem soğuk roket yakıtı ve oksitleyicisinin çok düşük sıcaklığına, hem de atmosfere girişin yüksek sıcaklıklarını karbon kompozitlerden çok daha iyi dayanabiliyordu.

 

 

Referanslar:

https://www.spacelaunchreport.com/falconH.html

https://space.skyrocket.de/doc_lau/falcon-1.htm

https://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX_launch_vehicles#Falcon_1e

http://www.astronautix.com/f/falcon5.html

https://space.skyrocket.de/doc_lau_det/falcon-1e.htm

https://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX_Red_Dragon

https://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX_reusable_launch_system_development_program

https://www.space.com/43101-elon-musk-explains-stainless-steel-starship.html

You may also like...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir