NASA'nın geçici lideri Sean Duffy, geçtiğimiz ay yaptığı bir açıklamayla uzay ajansının Ay yüzeyine insan gönderecek iniş aracı geliştirme yarışmasını daha da açtığını duyurdu. Bu adımın bir parçası olarak Duffy, mevcut Ay iniş aracı yüklenicileri SpaceX ve Blue Origin'den daha çevik planlar talep etti.
Şirketlerden henüz kamuoyuna detaylı bir açıklama gelmemiş olsa da, SpaceX'ten gelen son bilgiler, NASA'nın Ay'a dönüşünü kolaylaştırmak amacıyla geliştirdiği Starship sisteminin "basitleştirilmiş" bir versiyonuna işaret ediyor.
SpaceX yaptığı açıklamada, "Sözleşme imzalandığından bu yana, Artemis III gereksinimleri değiştikçe NASA'ya sürekli yanıt verdik ve ulusal önceliklerle uyumlu hale getirmek için görevi basitleştirme yolları hakkında fikirler paylaştık. En son çağrılara yanıt olarak, Ay'a daha hızlı dönüş sağlayacağına ve aynı zamanda mürettebat güvenliğini iyileştireceğine inandığımız basitleştirilmiş bir görev mimarisi ve operasyon konseptini paylaştık ve resmi olarak değerlendiriyoruz." ifadelerini kullandı.
Peki, bu basitleştirilmiş mimari nasıl bir şeye benzeyebilir? Kesin olarak söylemek zor olsa da, üzerinde durulan bazı ilginç fikirler bulunuyor.
Öncelikle, bazı varsayımlarda bulunalım. Artemis III takvimini kısaltacak herhangi bir yaklaşımın, büyük donanım değişiklikleri içermemesi gerektiği varsayılıyor. Bu, aracın iç yapısında önemli bir yeniden düzenleme gerektirecek "kısa" bir Starship versiyonunu dışlıyor. Temelde, yeni bir planın mevcut yapısal şekil ve formunu büyük ölçüde koruyan donanımları kullanması gerekiyor. SpaceX için ise "basitleştirilmiş" ifadesinin, halihazırda Artemis III'te yer alanlar dışındaki yüklenicilerle doğrudan çalışmamak anlamına geldiğini varsayacağız.
Bu temel kurallar çerçevesinde, SpaceX'in NASA ile birlikte Artemis'i basitleştirmek veya potansiyel olarak hızlandırmak için yapabileceği iki değişiklik öne çıkıyor: "Tek Kullanımlık Starship'ler" ve "Dragon ile Giriş".
Tek Kullanımlık Starship'ler
Mevcut plandaki en büyük zorluklardan biri alçak Dünya yörüngesindeki yakıt ikmali. Temel olarak SpaceX'in bir "depo" varyantı Starship fırlatması ve ardından bunu "tanker" Starship üst kademeleriyle doldurması gerekiyor. Bu depo dolduktan sonra, Starship'in "Ay iniş aracı" varyantı fırlatılıyor, yakıt ikmali yapılıyor ve Ay'a doğru yolculuğuna başlıyor. Burada, Orion uzay aracındaki astronot mürettebatını Ay'a indirmek ve Ay yörüngesine geri döndürmek için bekliyor.
Bir Ay görevi için depoyu doldurmak üzere kaç adet "tanker" Starship gerekeceği konusunda tahminler büyük ölçüde değişkenlik gösteriyor. Gerçekte, olgun bir Starship tasarımı, gerçek dünya performans verileri ve yakıt transferi ile depolamanın gösterilmiş verimliliği olmadan bu sorunun cevabını kimse bilemeyecek.
SpaceX planının çok sayıda eleştirmeni, görev mimarisinin hantal ve sürdürülemez olduğunu savunuyor. Uzay endüstrisinden tanınmış bir isim, bir depoyu doldurmak için 20 ila 40 "tanker" fırlatmanın gerekeceğini düşünüyor. Bu sayı yüksek görünse de, 12 ila 20 uçuşluk (muhtemelen yeni nesil V4 gemileriyle) bir rakam gerçekçi olabilir.
Bu kesinlikle çok sayıda fırlatma demek. Ancak, haftada üç Falcon 9 roketi düzenli olarak fırlatan bir şirketin, yakın gelecekte ayda bir düzineden fazla Starship fırlatması akıl almaz değil.
"Tanker" fırlatma sayısını azaltmanın nispeten basit bir yolu var. İlk Artemis görevleri için SpaceX, bunları indirmek ve yeniden kullanmak yerine tek kullanımlık "tanker" Starship'leri kullanabilir. Bunun Starship'in kapasitesini ne kadar artıracağı net değil, ancak muhtemelen önemli ölçüde olacaktır. SpaceX, muhtemelen ızgara kanatları (birkaç ton) ve söylentilere göre bütçelenenden önemli ölçüde daha ağır olan faydalı yük için tasarlanmış bir ısı kalkanını kaldırabilir. Ayrıca, yeniden giriş ve iniş yakıtları olmadan yakıt kütlesi tasarrufu da sağlanacaktır.
Optimize edilmiş, tek kullanımlık bir Starship kullanmak, tanker görevlerinin sayısını %50'ye kadar azaltabilir. Bunun dezavantajları arasında maliyetlerde önemli bir artış ve Starship'in temel amacının (tam ve hızlı yeniden kullanım) baltalanması yer alıyor.
Üçüncü bir dezavantaj var ve belki de en önemlisi bu. "Tek kullanımlık" bir Starship planı, kurucu Elon Musk'ı da içeren SpaceX liderliği için kabul edilemez olacaktır. Yetkililer, uzay endüstrisinin Starship'in fırlatma endüstrisini nasıl dönüştüreceğini henüz tam olarak anlamadığına inanıyor.
SpaceX'ten üst düzey bir kaynak, "Henüz ne kadar Starship fırlatılacağını anlamıyorsunuz" dedi. Şirket, yılda yörüngeye 1 milyon ton yük fırlatmayı hedefliyor, bunun büyük çoğunluğu yakıt olacak. SpaceX, Starship operasyonlarını bir kez kilitlediğinde, ayda bir düzine veya daha fazla roket fırlatmanın büyük bir sorun olmayacağına inanıyor. Öyleyse neden tek kullanımlık roketlerle zaman kaybetsinler ki? O dönem bitti.
Dragon ile Giriş
İkinci bir seçenek ise sadece SpaceX donanımına güvenmek olabilir.
NASA'nın bu fikre ilgi göstereceğini beklemiyorum, ancak tartışmaya değer. Yaklaşık bir yıl önce, başkanlık seçimlerinin hemen ardından, Cumhuriyetçi uzay yetkilileri Artemis'i iptal edip Ticari Kargo programına benzer bir "rekabet" ikamesi yapmayı düşünüyordu. Hem SpaceX hem de Blue Origin'in Ay'a insan indirme planlarıyla teklif vereceği ve NASA'nın her ikisini de finanse edeceği düşünülüyordu.
Ancak bu planlar son 12 ayda büyük ölçüde göz ardı edildi. NASA (ve belki de en önemlisi, Kongre'deki ödeme yapanlar) ilk Artemis görevleri için Uzay Fırlatma Sistemi roketi ve Orion uzay aracı ile ilerlemeyi tercih ediyor.
Ancak baskı altında kalınırsa, SpaceX daha az yakıt ikmali gerektiren basitleştirilmiş bir Ay iniş mimarisi oluşturabilir. Bunun birden fazla yolu var, bu yüzden burada sadece bir varyant sunacağım:
- SpaceX, "Ay iniş aracı" varyantı Starship'i insansız olarak alçak Dünya yörüngesine fırlatır.
- SpaceX, iki adet "depo" varyantı Starship'i yörüngeye fırlatır.
- Her iki depo da yakıtla doldurulur (muhtemelen her biri için 3-5 "tanker" fırlatması gerektirir).
- Bu depolardan biri alçak Ay yörüngesine uçar, diğeri ise daha önce alçak Dünya yörüngesine fırlatılmış olan Ay iniş aracı Starship'i yakıtla doldurur.
- Dört astronottan oluşan bir mürettebat Crew Dragon ile fırlatılır, bu araç Ay iniş aracı Starship ile kenetlenir.
- Mürettebat Dragon'dan Starship'e geçer, Dragon'dan ayrılan Starship Ay'a uçar ve iner.
- Yüzeyde geçirilen günlerin ardından, bu Starship Ay'dan fırlatılır ve Ay yörüngesindeki ikinci depodan yakıt ikmali yapar.
- Starship, alçak Dünya yörüngesine geri döner, Dragon ile kenetlenir ve Dragon Dünya'ya döner.
Bu karmaşık mı geliyor? Elbette. Ancak tartışmasız bir Orion tabanlı görevden daha az karmaşık ve muhtemelen daha az yakıt ikmali gerektirecektir. Bunun nedeni, Starship'in Orion ile neredeyse dairesel haluka yörüngesinde buluşmasına gerek olmaması ve Ay'da tam yakıtlı bir Starship için 100 günlük bekleme gereksiniminin olmamasıdır.
Ancak bu çözüm, mürettebat görevdeyken Ay yörüngesinde yakıt ikmali yapma gerekliliği nedeniyle NASA'nın güvenlik topluluğu tarafından muhtemelen toksik kabul edilecektir. On yıl önce, SpaceX, Falcon 9 aracını astronotlar gemideyken yerde yakıtla doldurmayı önermişti - bu işleme "load-and-go" deniyordu - ve mürettebatın güvenliğinden sorumlu mühendisler çıldırdı.
NASA'nın o dönemki ticari uzay uçuşları şefi Phil McAlister, "SpaceX bize önce mürettebatı sonra yakıtı yüklemek istediğini söylediğinde, güvenlik topluluğumuzda mantarlar patladı. Saç baş yolma vakasıydı. Yakıtı önce yüklemek ve termal olarak stabil hale getirmek geleneksel bilgeliğiydi. Yakıt ikmali çok dinamik bir operasyondur. Araç tıkırdıyor ve tıslıyor. Güvenlik topluluğu buna kesinlikle karşıydı." dedi.
Muhtemelen, SpaceX'in ilk sunulan çözümden memnun olmayacağı ve NASA'nın ikincisinden memnun olmayacağı söylenebilir. Bu nedenlerden dolayı, SpaceX'in mevcut mimarisi, Artemis III için varsayılan mimari olmaya devam edebilir.
