Patlamayla çalışan sıra dışı roket motoru test edildi: Yeni bir çağ başlatabilir

Astrobotic, Alabama’daki NASA Marshall Uzay Uçuş Merkezi’nde iki ayrı motor prototipi üzerinde sıcak ateşleme testleri gerçekleştirdi. Test sürecinde her bir motor 4.000 lbf’nin üzerinde itki üretirken toplam çalışma süresi 470 saniyeye ulaştı. Bu süre içerisinde tek seferde gerçekleştirilen en uzun ateşleme ise 300 saniye olarak kaydedildi.

Elde edilen sonuçlar özel uzay şirketlerinin daha verimli itki sistemlerine geçişinde önemli bir eşik olarak değerlendiriliyor. Bu tür motorların geliştirilmesi, özellikle mürettebatlı iniş araçlarının Ay ve Mars gibi derin uzay hedeflerine daha düşük yakıt tüketimiyle ulaşmasını mümkün kılabilir.

RDRE teknolojisi nasıl çalışıyor?

Bu motorlardan daha önce de bahsetmiştik. Hatırlanacağı üzere döner patlamalı motorlar, geleneksel roket motorlarından farklı olarak sürekli yanma yerine dairesel bir kanal boyunca ilerleyen patlama dalgaları ile itki üretiyor. Motorun yanma odasında yüksek basınçlı yakıt ile oksitleyici birleşiyor ve bu karışım, şok dalgaları oluşturan ardışık detonasyonlarla enerji açığa çıkarıyor.

Klasik roket motorlarında itki, egzoz gazlarının dışarı atılmasıyla sağlanırken RDRE sistemlerinde itki doğrudan bu şok dalgalarından elde ediliyor. Bu yaklaşım sayesinde motorların daha az yakıt tüketmesi, daha kompakt yapıda olması ve teorik olarak daha yüksek verim sunması hedefleniyor.

Beklentilerin üzerine çıktı

Astrobotic’in geliştirdiği prototip motor, “Chakram” adıyla anılıyor. NASA’nı bu projeye ciddi destekler verdiği biliniyor.

Şirketten yapılan açıklamalara göre gerçekleştirilen sekiz ayrı sıcak ateşleme testinin tamamı başarıyla tamamlandı ve motorlarda herhangi bir hasar tespit edilmedi. Test sürecinde en büyük endişe, yeni nesil bir teknoloji olması nedeniyle performansı etkileyebilecek bilinmeyen faktörlerdi. Ancak sonuçlar, motorun beklenenin de üzerinde bir performans sergilediğini ortaya koydu.

Uzayda yeni bir çağ başlatabilir

Ancak RDE yani döner patlamalı motor, bu "ana mantığı" termodinamik (Brayton Döngüsü > Humphrey Döngüsü) seviyede kökten değiştiriyor. Bugüne kadar kullandığımız tüm roketler deflagrasyon prensibiyle çalışıyordu. Yani yakıt ve oksijen karışır, bir alev cephesi oluşturarak nispeten "yavaş" (ses hızından düşük) bir şekilde yanar. RDE ise adından da anlaşılacağı üzere detonasyon (şiddetli patlama) kullanır. Burada yanma, ses hızından çok daha yüksek hızlarda (süpersonik) gerçekleşen bir şok dalgasıyla tetiklenir. İşte bu fark, itki tarafında yeni olasılıklar kapısını aralıyor.

Ayrıca Bkz.SkyRiper Minotaur: LTE bağlantılı ağır sınıf kamikaze dron

Nitekim NASA’nın Astrobotic’e çeşitli destekler sağlamasının sebebi de bu. NASA, Ticari Ay Yükü Hizmetleri (CLPS) programı kapsamında Ay yüzeyine inecek araçları geliştiren şirketlere destekler sağlıyor. Astrobotic, 2024 yılında Peregrine göreviyle Ay’a iniş aracı gönderen ilk ABD’li ticari girişim olmuş ancak görev yaşanan bir itki sistemi sorunu nedeniyle başarıyla tamamlanamamıştı.

Şu anda Ay’ın güney kutbuna yönelik yeni bir görev üzerinde çalışan şirket, Chakram gibi RDRE motorlarını gelecekteki iniş araçlarında kullanmayı hedefliyor. Bu motorların yalnızca iniş araçlarında değil, aynı zamanda yörünge transfer araçları ve Dünya-Ay arası operasyonları kapsayan görevlerde de kullanılabileceği belirtiliyor.

Döner patlamalı motor teknolojisi yalnızca Astrobotic’in odağında değil. 2025 yılının Mayıs ayında Houston merkezli Venus Aerospace, kendi RDRE motoruyla küçük bir roketi 4.400 feet (yaklaşık 1.340 metre) yüksekliğe çıkarmayı başardı.

NASA da bu alanda aktif çalışmalar yürütüyor. Ajans, 2022 yılında başlattığı testlerin ardından bir yıl sonra 3D baskı yöntemiyle üretilmiş bir motor prototipiyle 5.800 poundun üzerinde itki elde etti ve bu motor toplamda 251 saniye boyunca çalıştırıldı.

Bu kapsamda Astrobotic, son testlerin ardından RDRE teknolojisini daha ileri taşımak için yeni tasarım iterasyonları ve ek test kampanyaları planlıyor. Elde edilen veriler, döner patlamalı motorların geleceğin uzay görevlerinde daha verimli ve ekonomik bir alternatif olabileceğini gösteriyor.