On yıl kadar önce Starship gibi bir rokete SpaceX dışında kimsenin ilgi göstermediğini hatırlayanlar için, günümüzde uzay endüstrisinin bu aracı sabırsızlıkla beklemesi dikkat çekici bir dönüşüm.
100 metrik tonun üzerinde (yaklaşık 220.000 pound) düşük Dünya yörüngesi taşıma kapasitesiyle Starship, uzay endüstrisindeki herkesin bakış açısını değiştiriyor. Henüz tam olarak gerçekleştirilememiş olsa da, potansiyel olarak oyunun kurallarını değiştirecek yakıt ikmali avantajıyla Starship, daha yüksek yörüngelere, Ay'a veya Mars'a aynı miktarda yük taşıyabilir.
Starship'in hala deneysel aşamada olduğunu ve Elon Musk'ın iddialarını kanıtlamaktan uzak olduğunu belirtmek önemlidir. Buna rağmen, NASA ve ABD ordusu Starship'i Ay'a uçmak veya uzak savaş bölgelerine kargo taşımak için yenilikçi yollar düşünüyor. Bilim insanları, devasa hacmini büyük uzay teleskoplarını fırlatmak için kullanmak istiyor. Rakipler de bu gelişmeleri yakından takip ediyor. Çin, Amerika'nın karşılaştığı en güçlü stratejik rakip, kendi Starship'ini arıyor. Şimdi ise bazı ABD uydu üreticileri dünyanın en güçlü roketinin bu muazzam kapasitesine uyum sağlıyor.
Bu durum, fırlatma araçları ve uydu operatörleri arasındaki arz ve talep dengesinde alışılagelmişin dışında bir gelişme. Roket tasarımları uzun zamandır uydu endüstrisindeki eğilimlere göre şekillendiriliyordu. Tasarımlar, müşterilerin ihtiyaçlarına veya en azından müşterilerin ne istediğini söylediklerine göre yapılıyordu. Ancak 2026'da bolluk vadeden süper ağır yük fırlatma dönemi, uydular için yepyeni uygulamaların önünü açıyor.
Tarihsel olarak, mühendisler yeni bir roket tasarlarken birkaç temel varsayıma dayanıyordu. Bunlardan biri, fırlatma aracının uzaya tek bir yük veya az sayıda uydu teslim edeceğiydi. Bu yükler, doğru anda, doğru yörüngede serbest bırakılmak üzere fırlatma aracının üzerine istiflenirdi. Uydular ve roketler arasındaki eşleşme öngörülebilir ve düzenli bir deseni izliyordu. Küçük uydular küçük bir roket gerektirirken, daha büyük yükler daha ağır bir fırlatıcıya ihtiyaç duyuyordu.
Belki de en temel varsayım, bu uyduların roketin en üst kısmında, uçak hidroliklerinin kapakları gibi açılan aerodinamik bir örtüyle korunarak yörüngeye çıkacağıydı. Bu örtü, fırlatma aracı atmosferin üzerine çıktığında ve uzayın steril ortamına ulaştığında ayrılırdı.
Bu varsayımları zorlayan tek fırlatma aracı NASA'nın Uzay Mekiği idi. Mekiğin kariyerinin ilk yarısında çeşitli boyutlarda çok sayıda uydu konuşlandırdı, ancak daha sonra ticari bir başarısızlık olduğu kanıtlandı. NASA daha sonra Uluslararası Uzay İstasyonu'nun inşasına odaklandı; bu görev, 2011'de emekli olmasının ardından Uzay Mekiği tarafından başarıyla tamamlandı. Sonuç olarak Mekik, en azından ticari açıdan, daha düşük maliyetli harcanabilir roketler tarafından geride bırakıldı. Eşsiz özellikleri, mühendislerin uydularını tasarlama biçimini pek etkilemedi.
Bugün, SpaceX'in Starship roketi yine fırlatma endüstrisini ve dolayısıyla uydu üreten ve sahip olanların geleceğini altüst etme vaadinde bulunuyor. Piyasaya başka süper ağır yük roketleri de geliyor. Blue Origin'in New Glenn roketi, özellikle daha fazla motora sahip henüz uçmamış bir varyantı, SpaceX'in işgücü olan Falcon 9 roketi ile Starship arasında yer alıyor.
Avantaj Sağlamak
Starship'in ilk gerçek yükleri, SpaceX'in kendi yeni nesil Starship V3 genişbant uydu olacak. Tek bir fırlatışta 60 taneye kadar taşıyabiliyor. Starlink V3'ler, SpaceX'in mevcut Starlink uydularıyla aynı istiflenebilir, düz uydu mimarisine dayanıyor.
SpaceX, diğer üreticilerin yarım yüzyıldan fazla süredir kullandığı geleneksel kutu şeklindeki uydu tasarımlarını büyük ölçüde reddetti. Falcon 9'da, Starlink uydularının yığınları hala roketin üstünde, bir kapak içinde uzaya gidiyor ve yörüngeye ulaştıklarında topluca serbest bırakılıyor. Şirket, düz paketlenmiş, istiflenebilir uydu mimarisinin kullanışlılığını ilk kez 2019'da Starlink ile gösterdi.
SpaceX, Starship'te farklı bir yaklaşım benimsiyor. Starlink'ler aracın gövdesinin içinde seyahat ediyor, ardından bir Pez dağıtıcısı gibi yan taraftaki küçük bir kapıdan dışarı atılıyor. Her uydu, birer birer konuşlandırılacak şekilde konumlandırılıyor, ardından roket Dünya'ya geri dönebilmesi için kapı kapanıyor.
SpaceX, bu yenilikçi mimariyi çeşitli nedenlerle seçti. Düz tasarım, her uydunun Dünya'ya bakan daha geniş bir yüzey alanına sahip olmasını sağlıyor. Ayrıca, en azından başlangıçta SpaceX'in büyük bir yük kapağı geliştirmesine odaklanma ihtiyacını ortadan kaldırıyor. Rocket Lab'in daha küçük orta sınıfı Neutron roketi, yük kapağı tasarımında benzer devrimci bir yaklaşım benimseyerek bunu Neutron'un yeniden kullanılabilir itici aşamasına entegre ediyor, harcanabilir üst aşamaya değil. Ancak Starship ile SpaceX, tüm aracı hızla yeniden kullanılabilir hale getirmeyi amaçlıyor.
Diğer uydu üreticileri de bunu dikkate almaya başlıyor, ancak hepsi değil. Çin'in Qianfan genişbant megakonseslasyonu için uydular düz panelli, istiflenebilir bir tasarım kullanıyor. Amazon'un genişbant konseslasyonu, Amazon LEO, daha geleneksel görünümlü bir uydu kullanıyor.
Muon Space, bir uydu üretim girişimi, bu ayın başlarında Starship'in yük kapasitesinden yararlanmak için yeni bir yüksek güçlü uydu tasarımı geliştirdiğini duyurdu. Muon Space, yeni platforma Condor-Ultra adını veriyor. Şirket, iletişim, algılama ve yörüngesel veri merkezi türü görevlerde potansiyel kullanım için bunu “SpaceX'in Starship'inden istiflenebilir kitle konuşlandırması için optimize edilmiş” olarak tanımlıyor.
Muon Space başkanı Greg Smirin, “Bütün kapağın açılmasına gerek kalmadan açıklıktan istiflenebilir konuşlandırmalar için tasarlandı. SpaceX'in kısa vadede, ’28 zaman diliminde sunacağı şeyler hakkında bizim ve diğer müşterilerin bir anlayışı var.” dedi.
Muon'un yeni uydu tasarımı, Falcon 9 ve Rocket Lab'ın Neutron'u gibi orta sınıf roketlere de uyuyor. Fırlatılacağı zaman yaklaşık 1,5 metrik ton veya 3.300 pound ağırlığında olacak.
Smirin, gelecekteki uzay görevlerinin çeşitliliğinin, bazı uyduların daha geleneksel şekillere sahip olmasını gerektireceğini ve bazılarının daha geleneksel bir yük kapağına sahip bir roketle fırlatılması gerekeceğini belirtti. SpaceX'in, Pez dağıtıcısıyla uyumlu olmayan diğer yük türlerini barındırmak için farklı bir konuşlandırma sistemi sunması bekleniyor.
Smirin bir röportajda, “Muhtemelen başka konfigürasyonlar da olacaktır. Bu özel olan, Pez dağıtıcısı çerçevesiyle çalışmak üzere kesinlikle tasarlanmıştır. Dünya etkileşimi için istediğiniz yüksek nadir yönelimli yük yüzeyine uyuyor ve bu da istiflenebilir bir Pez dağıtıcısı tipi konuşlandırmayla da çalışabilir.” dedi.
Diğer uydu üretim girişimleri de düz panel tasarımlarında ilerleme kaydediyor. Geçen yıl Apex, Comet adında yeni bir düz uydu şasisi duyurdu. Şirket, web sitesinde “geleceğin Starship ve süper ağır fırlatıcıları için optimize edilmiş” Comet XL adında daha büyük bir versiyonunu tanıtıyor.
Lockheed Martin'e ait ticari bir uydu üreticisi olan Terran Orbital de “Enterprise” adını verdiği düz paketlenmiş bir uydu tasarımına sahip. Özel olarak finanse edilen bir uzay istasyonu kurma planlarıyla tanınan Vast, geçen ay uydu üretimine de girdiğini açıkladı. Vast Satellite adını taşıyan yeni girişim, “yüksek yoğunluklu fırlatma ve toplu konuşlandırma için” düz panel tasarımına dayanıyor.
Uzay altyapısı ve ulaşım şirketi Momentus'un CEO'su John Rood, uyduları roketleriyle daha iyi entegre etme konusunda yaratıcı düşünme “ileri görüşlülüğü” için SpaceX'e teşekkür ettiğini söyledi. Momentus, küçük deneyleri veya diğer müşteri yüklerini barındıracak uzay araçları inşa etme konusunda uzmanlaşmıştır. Örneğin, şirketin en yeni görevi, randevu navigasyon sensörlerini test etmek ve uzayda modüler yapıları robotik olarak monte etmenin nasıl yapılacağını göstermek için NASA ve ABD ordusu destekli deneylerle şu anda yörüngede bulunuyor.
Momentus'un uzay araçları, daha küçük uyduları veya deneyleri bir yörüngeden diğerine taşıyan uzay çekicileri olarak da hizmet verebilir. Bu tür görevler, düz panel uydular için en uygun olanı değildir.
Rood, “Düz panel mimarisinin yeni endüstri normu olacağını düşünmüyorum. SpaceX'in ağırlığı göz önüne alındığında, endüstrinin giderek daha büyük bir parçası haline gelecek bir şey olduğunu düşünüyorum, ancak her şeyin buna geçeceğinden emin değilim… Başka tür uydular için geçerli nedenler var.” dedi.
Sadece Bir Depo Benzin
Aerospace Corporation'dan gelen yeni bir rapor, uydu şirketlerinin neden Starship için optimize edildiğini açıklıyor. Bu, büyük ve yeniden kullanılabilir ve faaliyete geçtiğinde, bir kilogram yükü yörüngeye fırlatma maliyetini Falcon 9'dan bir büyüklük mertebesi azaltabilir. Bu, kilogram başına birkaç bin dolardan birkaç yüz dolara düşebileceği anlamına gelir.
Uzay ekonomisti ve makalenin baş yazarı Karen Jones, araştırmasının bu iyimser maliyet projeksiyonlarından bazılarını desteklediğini söyledi. İki tanesi, her tam yeniden kullanılabilir Starship ve Super Heavy iticisi için 100 milyon dolarlık bir başlangıç fırlatma maliyeti ve %20 veya %35'lik marjinal maliyet varsayan üç senaryo sunuyor. Bu, SpaceX'in özel bir Starlink görevi için 15 milyon dolar gibi düşük bir maliyetle fırlatabileceği daha küçük, kısmen yeniden kullanılabilir Falcon 9'un marjinal maliyetleriyle uyumlu.
Bu, 10 yeniden kullanım döngüsünden sonra tam yüklü bir Starship için kilogram başına fırlatma maliyetini 133 ila 233 dolara düşürecektir. 50 milyon dolarlık bir başlangıç fırlatma maliyeti ve %20 marjinal maliyetli daha iyimser bir senaryo, dokuz kullanım döngüsünden sonra tam kapasitede bir Starship/Super Heavy fırlatması için yük maliyetlerini kilogram başına 67 dolara düşürecektir. Bu, çoğu SUV'nin benzin depolarını doldurma maliyetinden daha az. SpaceX bu iyimser hedefleri gerçeğe dönüştürebilirse, Elon Musk'ın 2022'de yaptığı ve bir Starship uçuşunun sonunda 10 milyon dolar kadar düşük bir maliyete mal olabileceği iddiasını doğrulayacaktır.
Jones, “Aslında [iddiasını] çürüteceğimi düşünmüştüm ve ilk denememde, dokuz kullanım döngüsünden sonra kilogram başına 67 dolara ulaştım. Makaledeki önemli varsayımlara dayanıyor, ancak tamamen çılgınca bir şey değil. İlk birkaç denemede, ilk modellerinde bunu başarmazlardı; ancak zamanla ve bir öğrenme eğrisiyle, neden olmasın? Mümkün olduğunu düşünüyorum.” dedi.
Makalede Jones, SpaceX'in bu sayıları “üretim ve operasyonel öğrenme eğrileri, daha düşük marjinal maliyetler, tam yüklü bir roket ve yeterli yeniden kullanım kombinasyonu aracılığıyla” elde edebileceğini yazıyor. SpaceX, bunu Falcon 9 ile yapabildiğini gösterdi, ancak Starship ile bu bir gecede gerçekleşmeyecek. Bu ayın başlarında SpaceX, yeniden kullanılabilir Falcon 9 iticilerinden birini rekor kıran 35. kez fırlattı. Şirket, ilk Falcon 9 fırlatmasından yaklaşık 11 yıl sonra 2021'de bir itici için dokuz uçuşa ulaştı.
Sıradandan Olağanüstüye
Starship'in hizmet vereceği ilk bariz pazar megakonseslasyonlar olacak ve SpaceX'inkilerle başlayacak. Bu tür görevler, SpaceX'in henüz gerçekleştirilememiş Ay ve Mars'a rutin geziler, yörüngesel veri merkezleri veya Dünya'da noktadan noktaya ulaşım gibi pazarlar yaratmasına ve mümkün kılmasına yardımcı olacaktır.
Jones, “Şimdiki gelir elde etme fırsatları, genişbant konseslasyonları ve bağlantı oyunlarında, temel olarak mevcut konseslasyonlarını inşa etmekle yatıyor. Mega konseslasyonlara odaklanıyoruz. İşletmeyi büyütebilirler ve o platformdan ve o başarıdan, bu spekülatif girişimlerden bazıları fırlayabilir.” dedi.
Başka bir deyişle, sıradan olan olağanüstüyü ortaya çıkaracaktır, dedi Jones.
Bu nedenle, bazı uydu üreticilerinin mümkün olan en kısa sürede Starship'ten yararlanmayı ciddi şekilde düşündüklerine şaşırmamak gerekir.
Jones, “Bir FlatSat form faktörü bu geleneksel kutu şeklindeki uyduların yerini alacak ve bir FlatSat tipi form faktörü sürüklenmeyi azaltmaya ve manevra kabiliyetini artırmaya yardımcı olacaktır. Gerçek konuşlandırma mekanizması, yani Starship Pez dağıtıcısı, bence çok akıllı endüstriyel tasarım ve ölçek gösteriyor. Bu FlatSat'lar Pez dağıtıcısına uyuyor ve bu, belki de geleceğin uzay paylaşımlı ve seri üretim uyduları ve konseslasyonları için fiili standart olabilir.
Bu “FlatSat”ler sihirli bir çözüm değil. Bazı görevlerin düz panel tasarıma uymasını hayal etmek zor. Jones, “Bu, başka tür uydular, teleskopları fırlatmanın yolları ve diğer form faktörlerinin olmayacağı anlamına gelmiyor.” dedi.
Ancak düz paketlenmiş, istiflenebilir uydular, operatörlerin daha fazla yeteneği daha hızlı yörüngeye indirmelerini sağlıyor. Starship, daha güçlü Starlink V3'lerini fırlatma kapasitesiyle bunu bir sonraki seviyeye taşıyacak.
Jones, “Falcon 9'da bu daha büyük V3'lerden 60 tanesini fırlatabiliyorlar. Starship, bu daha büyük V3'lerden 60 tanesini fırlatabilir. Bunun anlamı, Starship'te fırlatma başına bant genişliğinin saniyede 61.000 gigabit, Falcon 9 ve V2 uydularında ise saniyede 2.600 gigabit olmasıdır. Başka bir deyişle, Starship'te Falcon 9 ve V2 uydularına kıyasla fırlatma başına konuşlandırılabilen bant genişliği neredeyse 24 kat daha fazladır. Bu çok büyük.” dedi.
Elbette, maliyetler fiyatlarla aynı değildir. SpaceX, ticari müşterilerden özel bir Falcon 9 fırlatması için 74 milyon dolar talep ediyor, bu da dahili fırlatma maliyetinin yaklaşık beş katıdır. Bu hala Falcon 9'u Batı dünyasındaki en uygun fiyatlı ve güvenilir fırlatma seçeneği yapıyor. SpaceX'in Starship fırlatma fiyatlarını nerede ve ne zaman belirleyeceğini bilmek için henüz erken. Hesaplamanın bir kısmı, Blue Origin gibi SpaceX'in rakiplerinin ilerlemesine bağlı olacaktır.
Jones, “Kesinlikle endüstrinin görmek istediği şey, iki eşit oyuncunun olmasıdır. Bu, kilogram başına fiyat açısından ekonomiye kesinlikle katkıda bulunur.” dedi.
Jones bir röportajda, “Bu konumlarda rekabet eden iki roket şirketimiz var. Burada rekabetin olmasının önemli olacağını düşünüyorum ve bir şirket şu anda önde görünüyor, ancak pazara ilk giren olmak veya hızlı takipçi olmak fark etmeksizin, bu iki şirket, Blue Origin ve SpaceX arasındaki rekabeti görmekten hepimiz fayda sağlayacaktır. Bence bu kritik.” dedi.
Bazı ekonomistler, Starship'in SpaceX'in iddialı hedeflerinin tamamını gerçekleştirmek için fazla büyük olduğunu düşünüyor, ancak Jones buna katılmıyor.
Jones, “Bazen herhangi bir ulaşım sisteminin boyutunu artırdığınızda, marjinal maliyetlerin artmaya başladığı ölçek ekonomisi dışı denilen bir şey yaratır. Şimdi, Starship'in yeni bir fiyat noktası oluşturacağını düşünüyorum, ancak bazıları çok büyüdüğünde, 747 ile rekabet etmeye çalışan [Airbus] A380 uçağı gibi, her türlü talebi ve bakım türünü yarattığını düşünüyor.
“Starship de bu yolu izleyip alakasız hale gelebilir mi? Ben pek inanmıyorum. Kanıtlamak zorunda kalacaklar. Zamanla Starship'i uçurabileceklerini ve marjinal maliyetlerin azalmaya devam ettiğini görmeleri gerekecek ve umarım uzay sektörü yeni bir tatlı nokta keşfedecektir, ancak şu anda Falcon 9.” dedi.
