Perşembe günü erken saatlerde Virginia'dan havalanan bir Rocket Lab Electron roketiyle yörüngeye dört küçük uydu fırlatıldı. Bu fırlatma, yeni bir uzay aracı tasarımının performansını test etmek amacıyla devlet destekli bir teknoloji gösterim görevinin başlangıcı oldu.
59 fit (yaklaşık 18 metre) yüksekliğindeki Electron roketinin tepesindeki silindirik bir dağıtıcı içinde yer alan uydular, NASA'nın Wallops Uçuş Tesisi'nden sabaha karşı 05:03'te (UTC) havalandı. Bir saatten biraz daha uzun bir süre sonra, roketin üst kademesi uyduları yaklaşık 550 kilometre yükseklikten tek tek serbest bıraktı.
Bu fırlatma, DiskSat adı verilen yeni nesil uyduların potansiyelini test etmeye yönelik bir "kavram kanıtlama" görevinin başlangıç işaretiydi. Bu uydular, kar amacı gütmeyen ve devlet destekli bir araştırma ve geliştirme merkezi olan Aerospace Corporation tarafından tasarlandı. Proje, NASA ve ABD Uzay Kuvvetleri tarafından ortaklaşa finanse ediliyor; Uzay Kuvvetleri DiskSat'ın geliştirilmesini ve NASA ise fırlatılmasını üstlendi.
Aerospace Corporation'dan yapılan açıklamada, "DiskSat, gelecekteki uydu taşıma fırlatmalarını optimize etmek için tasarlanmış, hafif, kompakt ve yassı disk şeklinde bir uydu" deniyor.
DiskSat'lar 1 metre genişliğinde, kalınlıkları ise yalnızca 2,5 santimetre. Kompozit karbon fiberden üretilen her uydu, güneş hücreleri, kontrol aviyonikleri, tepki çarkları ve yörüngeyi değiştirmek ve korumak için bir elektrikli itici içeriyor.
Projenin baş mühendisi Darren Rowen yaptığı açıklamada, "Fırlatma kusursuz geçti ve DiskSat dağıtıcısı beklendiği gibi çalıştı. Dört DiskSat ile de iletişimi kurduğumuz için mutluyuz ve gösterim görevinin geri kalanını sabırsızlıkla bekliyoruz." dedi.
Yeni Bir Form Faktörü
Aerospace Corporation, 1960'taki kuruluşundan bu yana ABD ordusu ve NASA'ya destek verme konusunda uzun bir geçmişe sahip. Birkaç yıl önce, bu merkezdeki mühendisler, devletin uzay uçuşu alanındaki gelişen ihtiyaçlarını değerlendirdikten sonra DiskSat konseptini ortaya attılar.
CubeSat'lar (Küp Uydular) yaklaşık çeyrek yüzyıldır uydu endüstrisinin vazgeçilmez bir parçası haline geldi. Kenar uzunluğu yaklaşık 10 santimetre olan küp şeklinde bir tasarıma dayanan bu uydular, görev gereksinimlerine bağlı olarak tek bir "birim" küpten üç, altı, on iki veya daha fazlasına kadar ölçeklenebiliyor. CubeSat standardı, bütçesi kısıtlı olan ticari şirketler, askeriye, NASA ve üniversiteler için küçük uydular inşa etmede popüler bir seçenek haline geldi.
Bir ölçüme göre, ilk CubeSat'ın 2003 yılında yörüngeye girmesinden bu yana yaklaşık 3.000 CubeSat fırlatıldı. Başlangıçta alçak Dünya yörüngesiyle sınırlı kalan bu uydular, artık yüksek irtifa yörüngelerine, Ay'a ve Mars'a kadar ulaştı.
CubeSat'lar artık yaygın olsa da, Aerospace Corporation mühendisleri bu konsepti iyileştirme fırsatı gördüler. Aerospace'in teknoloji sorumlusu Debra Emmons, fikrin merkezin xLab (Deney Laboratuvarı) bölümünden yeni emekli olan bilim insanı Rich Welle'den çıktığını belirtti.
Emmons, bir röportajda, "Sorular soruyorlardı. CubeSat çalışmalarını ve bazı alternatifleri inceliyorlardı. Tipik CubeSat aslında bir küp. Yani fikir, daha fazla güç üretebilecek ve belirli görev uygulamaları için fayda sağlayabilecek farklı form faktörlerine bakıp bakamayacağımızdı." dedi.
Aerospace'in araştırma ekibi DiskSat tasarımına ulaştı. Emmons, istiflenebilir yassı panel formatının, bir CubeSat'tan daha kolay paketlenebildiğini söyledi. Konsept, SpaceX'in istiflenebilir Starlink İnternet uydularını fırlatma konusundaki öncü yaklaşımına benzer, ancak DiskSat'lar önemli ölçüde daha küçük, daha hafif ve farklı görev türlerine uyarlanabilir.
Aerospace Corporation'a göre DiskSat'ların CubeSat'lara göre çeşitli avantajları bulunuyor. Perşembe günü fırlatılan dört DiskSat'ın her biri yaklaşık 16 kilogram kütleye sahip; bu da tipik bir 12U CubeSat'tan daha az. Ancak bir DiskSat, tek bir tarafta 13 kattan fazla yüzey alanına sahip, bu da geliştiricilere uyduyu enerji üreten güneş panelleri, sensörler, antenler veya basitçe bir CubeSat'a sığmayacak diğer yüklerle doldurmaları için değerli bir alan sağlıyor.
Karşılaştırma yapmak gerekirse, SpaceX'in mevcut nesil seri üretilen Starlink V2 uydularının her biri 500 kilogramın üzerinde kütleye sahip.
Aerospace Corporation, DiskSat'ın tasarımının "geleneksel alüminyum uyduların eşsiz bir güç-ağırlık oranı sunduğunu" belirtiyor. Bu yılın başlarında yayınlanan bir araştırma makalesinde, Aerospace Corporation mühendisleri DiskSat'ın bir CubeSat'tan beş ila on kat daha fazla güç üretebileceğini iddia ettiler.
Yıkıcı Bir Çözüm mü?
DiskSat ne tür görevler için faydalı olabilir? Bir fikir, diğer düşük kütleli uydulara sığmayacak kadar büyük bir radar antenini bir DiskSat'ın geniş yüzeyine yerleştirerek her türlü hava koşulunda gözetleme görüntüleri toplamayı içeriyor. Benzer boyutlardaki antenler, yüksek bant genişlikli iletişimleri destekleyebilir.
Bu gösterim göreviyle Aerospace Corporation, DiskSat platformunun uzaydaki performansını ilk kez test edecek. Mühendisler öncelikle uyduların 550 kilometre yükseklikte nasıl çalıştığını gözlemleyecek, ardından elektrikli iticilerini kullanarak kademeli olarak daha alçak irtifalara inecekler; burada DiskSat'ın tasarımının bir başka yönü öne çıkacak.
Kenarları üzerine uçan uydu, 250 milin altındaki daha kalın havayla karşılaştıkça aerodinamik sürüklenmeyi en aza indirecek. Uyduların elektrikli iticilerinden gelen sürekli darbeler, DiskSat'ların atmosferin en üst katmanlarında süzülürken irtifalarını korumalarına olanak tanıyacak.
DiskSat'ın baş araştırmacısı Catherine Venturini, "Temel görev, özellikle alçak Dünya yörüngesi (LEO) ve çok alçak Dünya yörüngesi (VLEO) içinde DiskSat platformlarının yörüngedeki performansını, işlevselliğini ve manevra kabiliyetini göstermek ve anlamaktır." dedi.
Emmons, "Teorik olarak, elektrikli itki ile 200 kilometreye (124 mil) kadar inebileceğinizi düşünüyorum." dedi. Bu, çoğu ticari radar görüntüleme uydusundan iki ila üç kat daha yakındır. Diğer uydu operatörleri de VLEO'da uzaktan algılama görevleri uçurmanın fizibilitesini değerlendiriyor.
Yere daha yakın uçmak, şehirleri, gemileri, havaalanlarını ve askeri üsleri daha keskin bir şekilde göstererek daha yüksek çözünürlüklü görüntüler sunar. Bu nedenle Uzay Kuvvetleri'nin DiskSat konseptine neden ilgi duyduğunu anlamak kolaydır.
DiskSat mühendisleri, bu formatın dezavantajları olduğunu kabul ediyor. Bu kadar büyük bir yüzey alanıyla, geleneksel küp şeklindeki bir uyduya göre alçak Dünya yörüngesinin sıcaklık aşırı uçlarını yönetmek daha zordur. DiskSat'lar irtifa değiştirmek için bol miktarda güce sahip olsa da, şekilleri onları biraz hantal ve dönmesi zor hale getiriyor ve mühendisler, çevik yönlendirme gerektiren görevler için uygun olmadıklarını belirtiyor.
Aerospace Corporation ticari bir uydu üreticisi değil, bir araştırma merkezidir. Kar amacı gütmeyen kuruluşun yetkilileri, DiskSat tasarımını bir teknoloji transfer anlaşması yoluyla sektöre devretmeyi hedefliyor. Aerospace Corporation web sitesinde, "Plan, teknoloji uçuşla kanıtlandıktan sonra ortaklara lisanslamak veya devretmek" ifadesi yer alıyor.
DiskSat'ın program yöneticisi Eric Breckheimer, "Bu yeni teknolojinin küçük uzay aracı girişimi ve ekosistemi için yıkıcı olacağını düşünüyoruz." dedi.
Emmons'a göre DiskSat'ın istiflenebilir tasarımı, tek seferde yüksek güçlü, düşük kütleli bir uydu filosunu fırlatmayı mümkün kılıyor.
Daha büyük CubeSat'lara yönelik eğilimi takip eden DiskSat formatı, daha ağır roketlerden yararlanmak için daha da büyüyebilir. Breckheimer, "Önemli bir ölçeklenebilirlik yönü var ve bunu akılda tutarak, tek bir fırlatmada bir DiskSat takımyıldızının tamamını getirebilirsiniz." dedi.
