Teknolojinin sınırlarını zorlayan astrodinamik bilimi, bazen bir sihirbazın şapkasından çözüm çıkarması gibi görünebilir. NASA'nın bir sonraki Mars görevi olan ESCAPADE, tam da böyle bir durumla karşı karşıya kaldı.
ESCAPADE, yani Kaçış ve Plazma Hızlandırma ve Dinamikleri Kaşifleri, aslında geçen yıl belirlenen fırlatma penceresinde Mars'a doğru yola çıkacaktı. Ancak roketi zamanında hazır olmayınca görev, uzun süreli bir erteleme ve hatta iptal riskiyle karşı karşıya kaldı. Şimdi ise, tamamı aynı olan iki uydu, Pazar günü Blue Origin'in devasa New Glenn roketiyle Kızıl Gezegen'e doğru yolculuğuna başlayacak.
Görev baş araştırmacısı Rob Lillis, 'ESCAPADE, Mars'a ulaşmak için oldukça sıra dışı bir yörünge izliyor' diyor. 'Tipik olarak her 25-26 ayda bir gerçekleşen Hohmann transfer pencerelerinin dışında fırlatıyoruz. Esnek bir görev tasarım yaklaşımı kullanarak, Dünya etrafında bir bekleme yörüngesine girip, Dünya ve Mars'ın gelecek yıl Kasım ayında doğru şekilde hizalanmasını bekleyeceğiz.'
Bu, başlangıçtaki plan değildi. Tasarım aşamasında, ESCAPADE'in Dünya'dan Mars'a doğrudan bir rota izlemesi öngörülüyordu. Bu yolculuk genellikle altı ila dokuz ay sürer. Ancak ESCAPADE, Mars'ın Güneş Sistemi'nin karşı tarafında, 220 milyon milden fazla uzakta olduğu bir zamanda Dünya'dan ayrılacak.
En son Mars fırlatma penceresi geçen yıl idi ve bir sonraki ancak 2026'nın sonlarında açılacak. Gezegenler şu anda hizalı değil ve ESCAPADE uyduları ile New Glenn roketinin bu hafta sonuna kadar fırlatma rampasında olması için yıldızlar pek de hizalanmamıştı.
Bu Durumda Bir Sakınca Yok
NASA için bunun birkaç geçerli sebebi var. New Glenn roketi, bu görev için gereğinden fazla güçlü. İki aşamalı fırlatıcı, Mars'a tonlarca kargo taşıyabilirken, NASA sadece yaklaşık bir ton yük göndermeyi talep ediyor. Bu yük, gezegenin üst atmosferinin güneş rüzgarıyla nasıl etkileşime girdiğini incelemek üzere tasarlanmış iki özdeş bilimsel uydu.
Ancak NASA, Blue Origin ile iyi bir anlaşma yaptı. Uzay ajansı, Jeff Bezos'un uzay şirketine, ESCAPADE görevini Mars'a gönderebilecek herhangi bir roketle yapılacak özel bir fırlatmadan daha az, yaklaşık 20 milyon dolar ödüyor. Karşılığında NASA, fırlatma başarısızlığı riskini olağandan daha yüksek kabul ediyor. Nihayetinde, bu, 321 feet (98 metre) yüksekliğindeki New Glenn roketinin sadece ikinci uçuşu ve henüz NASA veya ABD Uzay Kuvvetleri tarafından sertifikalandırılmadı.
ESCAPADE görevi, en azından gezegenler arası keşif standartlarına göre mütevazı bir bütçeyle geliştirildi. Görevin toplam maliyeti 80 milyon dolardan az, bu da NASA'nın son Mars görevlerinin tamamından bir büyüklük mertebesi daha düşük. NASA yetkilileri, New Glenn roketinin ikinci uçuşuna milyar dolarlık bir uzay aracını emanet etmeyeceklerdi, ancak maliyet düştükçe risk hesaplaması değişiyor.
NASA, 2023'te Blue Origin ile ESCAPADE görevi için bir fırlatma sözleşmesi imzalarken tüm bunları biliyordu. Yetkililerin bilmediği tek şey, New Glenn roketinin 2024'ün sonlarında ESCAPADE'in ihtiyaç duyduğu fırlatma için hazır olmayacağıydı. Blue Origin, ilk New Glenn test uçuşunu ancak bu yılın Ocak ayında gerçekleştirdi. Bu, başarılı bir uçuş oldu. İkinci New Glenn aracının fırlatma rampasına getirilmesi ise tam 10 ay sürdü.
Yüksek Hedefler
İşte roketin bu hafta sonu Cape Canaveral Uzay Kuvvetleri İstasyonu'nda bulunduğu yer burası. Her şey plana uygun giderse, New Glenn Pazar öğleden sonra EST'ye göre 14:45'te (19:45 UTC) başlayacak 88 dakikalık bir fırlatma penceresinde havalanacak. Blue Origin'e göre hava koşullarının uygun olma olasılığı %65.
Blue Origin'in fırlatma direktörü Megan Lewis liderliğindeki ekibi Pazar günü geri sayımı denetleyecek. Roket, kalkıştan yaklaşık dört buçuk saat önce süper soğuk sıvı metan ve sıvı oksijen yakıtlarıyla doldurulacak. Bazı son teknik ve hava kontrollerinin ardından, T-eksi 4 dakika kala terminal geri sayım dizisi başlayacak ve T-eksi 5.6 saniyede roketin yedi BE-4 ana motorunun ateşlenmesiyle doruğa ulaşacak.
Roketin uçuş bilgisayarı, her bir güçlü motorun sağlığını değerlendirecek ve toplamda 3.8 milyon pounddan fazla itme kuvveti üretecek. Her şey yolunda görünüyorsa, tutma kısıtlamaları serbest bırakılarak New Glenn roketinin Florida Sahili'nden yükselişine başlamasına izin verilecek.
Doğuya doğru ilerleyen roket, bir dakikadan biraz fazla bir sürede ses hızını aşacak. Stratosferde yükseldikten sonra, New Glenn yedi booster motorunu kapatacak ve uçuşun yaklaşık 3 dakikasından sonra ilk aşamasını ayıracak. Sıvı hidrojeni yakacak ikiz BE-3U motorları, ESCAPADE uydularını derin uzaya gönderme işini tamamlamak için ateşlenecek. Roketin yörüngesi, uyduları Ay'ın ötesinde yerçekimsel olarak kararlı bir nokta olan L2 Lagrange noktasına doğru gönderecek, burada Mars'a gitmek için doğru zamanı beklemek üzere gevşek bağlı bir bekleme yörüngesine girecek.
Bu sırada, neredeyse 20 katlı yüksekliğiyle New Glenn booster'ı, Atlantik Okyanusu'nda birkaç yüz mil açıkta yüzen Blue Origin'in kurtarma gemisine doğru manevralara başlayacak. İnişin son kısmı, üç BE-4 motorunun kullanımıyla bir iniş yanması içerecek, ardından booster'ın Bezos'un merhum annesinin anısına 'Jacklyn' adı verilen iniş platformuna inişini kontrol etmek için tek bir motora düşürülecek.
New Glenn'in bu yılın başındaki ilk uçuşu başarılı olsa da, booster'ın inişi iyi gitmedi. Roket motorlarını yeniden başlatamadı ve denize çarptı.
Blue Origin'in New Glenn görev yönetimi başkan yardımcısı Laura Maginnis, 'Bu görevde o booster'ı indirme olasılığımızı artırmak için yakıt yönetim sistemimizde bir dizi değişiklik ve bazı küçük donanım değişiklikleri yaptık. Bu, bizi Ocak ayından bugüne getiren ana takvim belirleyicisiydi.' dedi.
Blue Origin yetkilileri bu kez booster'ı indirebileceklerine inanıyor. Şirketin iyimserliği, yetkililerin bir sonraki New Glenn fırlatmasında, gelecek yılın başlarına planlanan bu özel booster'ın yeniden uçuşunu belirlemeleri için yeterli. Bu fırlatma, Blue Origin'in ilk Blue Moon kargo iniş aracını Ay'a gönderecek.
Maginnis Cumartesi günkü basın toplantısında, 'Bir numaralı hedefimiz ESCAPADE'i güvenli ve başarılı bir şekilde L2'ye ve nihayetinde Mars'a doğru yola çıkarmak. Ayrıca booster'ımızı indirmeyi planlıyoruz ve istiyoruz. Booster'ı indiremesek de sorun değil. Üretimde birkaç aracımız daha var. Yarın görevin nasıl sonuçlanacağını görmek için heyecanlıyız.' dedi.
Bir Böbrek Fasulyesini İzlemek
ESCAPADE'in Dünya'ya göre uzaydaki yolu, tuhaf bir böbrek fasulyesi şeklini alıyor. Astrodinamik dünyasında buna bir geçiş veya librasyon yörüngesi denir. Bu, uzay aracını gelecek yılın sonlarında Mars'a gitme fırsatını beklemek için kararlı bir yörüngede tutmanın bir yoludur.
Colorado merkezli Advanced Space şirketinden görev tasarımcısı Jeff Parker, 'ESCAPADE, uçmak istediğimiz yolun bu olduğuna karar verdi, bu yüzden Dünya'dan bu böbrek fasulyesi şeklinde bir yörüngeye fırlatılıyoruz. Yani, hemen hemen her gün fırlatma yapabiliriz. Ne oluyor biliyor musunuz, o böbrek fasulyesi sadece ne kadar zaman harcamanız gerektiğine bağlı olarak büyüyüp küçülüyor. Biz de bu böbrek fasulyesinin içinden geçiyoruz ve en sonunda bizi Dünya'ya indiren küçük bir döngü var.' dedi.
İşte o zaman, Mavi ve Altın olarak bilinen iki ESCAPADE uzay aracı, gezegenimizin birkaç yüz mil yukarısından geçecek. Doğru zamanda, gelecek yıl 7 ve 9 Kasım'da uydular motorlarını ateşleyerek Mars'a doğru yola çıkacaklar.
Bu benzersiz geçiş yörüngesinin bazı ödünleşmeleri var. Orijinal plan olan ESCAPADE'i doğrudan Mars'a gönderme planından daha riskli. Uydular daha fazla radyasyona maruz kalacak ve Kızıl Gezegen'e ulaşmak için yakıtlarının daha fazlasını tüketecek, bu da bilimsel gözlemler için ayrılan rezervleri azaltacak.
Uydular, Rocket Lab tarafından tasarlandı. Şirket, çeşitli roketlerle fırlatmalara uyum sağlamak için ekstra itme kapasitesi ekledi. Sonunda NASA, 'görevin riskinin kabul edilebilir olduğuna karar verdi, ancak kesinlikle daha yüksek bir risk' dedi Rocket Lab'in iş geliştirme ve strateji başkan yardımcısı Richard French.
Lillis, 'ödünleşmenin' olumlu yanının, 'Mars'a ulaşmak için heyecan verici ve esnek bir yol' göstereceğini söyledi. 'Gelecekte, bir anda yüzlerce uzay aracını Mars'a göndermek istersek, Dünya'daki mevcut fırlatma rampalarından bu işlemi o ay içinde yapmak zor olacaktır. ESCAPADE'in öncülük ettiği yaklaşımla uzay araçlarını potansiyel olarak sıraya dizebiliriz.' dedi.
