SpaceX'in Starship'i 2023 yazında Teksas kıyılarından havalandığında, havacılık mühendislerinin onlarca yıldır tartıştığı ancak çok azının bu kadar erken görmeyi beklediği bir dönüm noktası yaşandı. 30 kattan daha yüksek olan paslanmaz çelik roket, 33 motorunun tamamını ateşleyerek gökyüzüne yükseldi. Görev mükemmel bir şekilde ilerlemese de, konseptin uçabileceğini kanıtladı.
Starship aracının Super Heavy güçlendiricisinden ayrılışını gösteren sanatçı illüstrasyonu. Kredi: SpaceXBu önem, Starship'in beşinci entegre uçuş testinde, dönen Super Heavy güçlendiricisinin fırlatma kulesinin dev mekanik kolları tarafından havada başarıyla yakalanmasıyla daha da netleşti. Bu gösteri, yeniden kullanılabilir uzay uçuşunda yeni bir dönemin başladığını işaret etti.
Starship'in nihai hedefi, tamamen yeniden kullanılabilir kalırken 100 tondan fazla yükü alçak Dünya yörüngesine taşımak. SpaceX bu hedefe ulaşırsa, şimdiye kadar yapılmış en güçlü ve en uygun maliyetli fırlatma aracı olabilir. Bu nedenle, uzay ajansları ve havacılık şirketleri artık Starship'in sektörü yeniden şekillendirip şekillendirmeyeceğinden çok, buna nasıl yanıt vermeleri gerektiğine odaklanmış durumda.
Bağımsız Analiz Starship'in Yeteneklerini Doğruluyor
Alman Havacılık ve Uzay Merkezi'ndeki (DLR) araştırmacılar, Starship'in bugüne kadarki en kapsamlı bağımsız değerlendirmelerinden birini tamamladı. Ekip, SpaceX'in yayınladığı teknik özelliklere güvenmek yerine, roketin ilk dört entegre uçuş testinin halka açık videolarından telemetri çıkararak performansını yeniden oluşturdu. Verileri saniye saniye analiz ederek kendi performans modellerini oluşturdular ve doğruladılar.
Bulguları, Starship'in yeteneklerinin hem gerçekçi hem de etkileyici olduğunu gösteriyor.
Analize göre, mevcut tamamen yeniden kullanılabilir Starship versiyonu, alçak Dünya yörüngesine yaklaşık 59 ton taşıyabilir. Bu, Falcon Heavy'nin güçlendiricilerinden hiçbiri kurtarılmadığında fırlatabildiği miktarla kabaca karşılaştırılabilir.
Araştırmacılar ayrıca SpaceX'in planlanan, daha büyük yakıt tanklarına ve daha güçlü Raptor 3 motorlarına sahip olması beklenen yeni nesil Starship'ini de değerlendirdi. Modelleri, alçak Dünya yörüngesine yaklaşık 115 ton yeniden kullanılabilir yük ve tek kullanımlık konfigürasyonda 188 tona kadar yük öngörüyor. Bu, NASA'nın efsanevi Satürn V roketinin kaldırma kapasitesini aşacaktır.
Avrupa'nın RLV C5'i Farklı Bir Yaklaşım Benimsiyor
Çalışma ayrıca RLV C5 adlı bir Avrupa süper ağır fırlatma aracı konseptini de tanıtıyor. Tasarım, en başından tamamen yeniden kullanılabilirlik hedeflemek yerine, verimliliği en üst düzeye çıkarırken kısmi yeniden kullanıma odaklanıyor.
Konsept, DLR'nin uzun süredir devam eden SpaceLiner programından yeniden kullanılabilir kanatlı güçlendiriciyi tek kullanımlık bir üst aşamayla birleştiriyor. Starship'in Raptor motorlarının kullandığı metan ve oksijenden daha verimli bir yakıt kombinasyonu olan sıvı hidrojen ve sıvı oksijen kullanıyor.
Starship'ten farklı olarak, RLV C5 güçlendiricisi motorlu bir dikey iniş yapmayacak. Atmosfere yeniden girdikten sonra kanatları üzerinde süzülecek ve büyük bir ses altı uçak tarafından havada yakalanacak. Kurtarma yöntemi bilim kurgu gibi görünse de, araştırmacılar bunun önemli avantajlar sunduğunu savunuyor. Güçlendiricinin iniş için yakıt ayırması gerekmediğinden, yakıtının daha büyük bir kısmı yörüngeye ulaşmak için kullanılabiliyor.
Verimlilik ve Maksimum Yük Kapasitesi
Çalışma, iki aracın arkasındaki farklı mühendislik önceliklerini vurguluyor.
Starship, kalkışta önerilen RLV C5'ten üç kattan daha ağır. Bu ekstra kütlenin büyük kısmı, ısı kalkanı karoları, iniş yakıtı, yapısal takviyeler ve diğer kurtarma sistemleri dahil olmak üzere tamamen yeniden kullanılabilirlik için gereken donanımdan geliyor.
Sonuç olarak, Starship'in yörüngeye yerleştirdiği kütlenin yalnızca yaklaşık %40'ı faydalı yük. Buna karşılık, kısmen yeniden kullanılabilir RLV C5, kütlesinin yaklaşık %74'ünü yüke ayıracak. Starship'in devasa kaldırma kapasitesine ulaşamasa da, çok daha yüksek bir verimlilik elde ediyor.
Farklı Görevler, Farklı Çözümler
DLR araştırmacıları, iki roketin doğrudan rakip olmaktan çok, farklı sorunlara farklı çözümler olduğunu vurguluyor.
Starship'in muazzam yük kapasitesi ve planlanan hızlı yeniden kullanımı, onu Ay üsleri, Mars görevleri ve devasa uydu takımyıldızları gibi iddialı projeler için çok uygun hale getiriyor.
Öte yandan RLV C5, Avrupa'ya tamamen yeniden kullanılabilir bir sistem geliştirmenin muazzam maliyeti olmadan bağımsız bir süper ağır fırlatma yeteneği sağlamayı amaçlıyor. SpaceLiner programı aracılığıyla halihazırda üzerinde çalışılan teknolojiler üzerine inşa edildiğinden, araştırmacılar bunun Avrupa'nın nihayetinde tamamen yeniden kullanılabilir bir fırlatma aracı geliştirmesinden önce bir ara adım olarak hizmet edebileceğine inanıyor.
Bir Konsept ve Uçan Bir Roket
Çalışma ayrıca önemli bir gerçeği de kabul ediyor.
Starship, devam eden teknik zorluklara rağmen halihazırda uçuş testleri yapıyor. RLV C5 ise kağıt üzerinde bir konsept olarak kalıyor ve onu işlevsel bir fırlatma aracına dönüştürmek yıllarca sürecek ek geliştirme gerektirecek.
Starship'in kendisi hala büyük mühendislik engelleriyle karşı karşıya. Dördüncü entegre uçuş testinde, termal koruma sistemindeki hasar o kadar şiddetliydi ki tasarımın önemli ölçüde revize edilmesi gerekti. Hızlı, güvenilir ve tamamen yeniden kullanılabilir operasyonlara ulaşmak, roketin uzun vadeli ekonomik modelinin arkasındaki en büyük çözülmemiş zorluklardan biri olmaya devam ediyor.
Yine de, başyazar Moritz Herberhold ve meslektaşları, "RLV C5'in Avrupa'nın kısmen yeniden kullanılabilir süper ağır fırlatma yeteneklerini bağımsız olarak geliştirmesi için etkili bir yol sunduğu" sonucuna varıyor.
Gelecek ister Starship gibi tamamen yeniden kullanılabilir devlere ister daha verimli kısmen yeniden kullanılabilir sistemlere ait olsun, çalışma, bir sonraki nesil uzay uçuşuna giden birden fazla başarılı yol olabileceğini gösteriyor.
