NASA’nın Yeni Ay Keşif Aracı Adaylarıyla Test Sürüşü Yapıldı

Birkaç yıl önce NASA, havacılık ve uzay endüstrisine meydan okuyarak şöyle demişti: Yaklaşan Artemis görevleri için yeni nesil Ay aracını tasarlaması ve inşa edilmesi gerekiyor. Bu göreve kim hazır?

Artemis dönemi ay arazi aracı veya kısaca LTV, hem hız tutkunu hem de iş gücü gerektiren bir araç olmalı; bilinen en tehlikeli ortamlardan birinde hayatta kalabilecek, aynı zamanda en ileri bilimsel araştırmaları yürütüp gelecekteki bir ay üssünün temellerini atabilecek bir araç.

2024 yılında, NASA’nın milyarlarca dolarlık LTV sözleşmesi için yarışmak üzere üç ABD merkezli şirket seçildi: Lunar Outpost, Venturi Astrolab ve Intuitive Machines. Üç LTV tasarımı da çarpıcı biçimde farklı. Öğle güneşinde parıldayan Lunar Outpost, retro-fütüristik bir uzay aracına benziyor. İkincisi tekerlekli çevik ve kompakt bir kabuklu deniz canlısı, üçüncüsü ise uzay çağı kum arabası. Intuitive Machines’in kurucu ortağı Tim Crain, “Hepsi bilim kurguyu gerçeğe dönüştürüyor. Muhteşem bir şey yapıyoruz. Biraz da eğlensek fena olmaz.” diyor.

Üç LTV’nin de ticari görevlerle Ay yüzeyine seyahat etmesi muhtemel ve her biri Ay’da işleyen bir ekonominin kurulmasına yardımcı olabilir; bilim laboratuvarları, madencilik sahaları ve iletişim dizilerinin bulunduğu bir yer. Astrolab’ın kurucusu ve CEO’su Jaret Matthews, “heyecan duyduğumuz gelecek bu” diyor.

Ancak bu yeni nesil keşif araçlarından sadece biri, NASA’nın Artemis astronotları için en üst düzey arazi aracı olacak ve yarışmanın şampiyonu Ay yüzeyini parçalayacak.

Kazanan yıl sonuna kadar açıklanacak. Peki onları test sürüşüne çıkarabilir miyiz?

21. Yüzyıl Ay Keşif Araçlarının İhtiyacı Olan Şey

Apollo programı, orijinal uzay yarışını kesin bir şekilde sona erdirdi. Şimdi ise, hem resmi uzay ajanslarının hem de özel şirketlerin Ay’da iz bırakmak için yarıştığı ikinci bir yarış tam gaz devam ediyor.

NASA’nın yeni Ay keşif projesi Artemis ile amaç sadece daha fazla bayrak dikmek değil. Bunun yerine, orada kalıcı bir varlık oluşturmak, Ay’ın güney kutbunda yıldızlar arasında bir kale olan bir üssün temellerini atmak.

Astronotlar Ay altyapısının kurulmasına yardımcı olabilirler, ancak Ay’a ziyaretleri kısa süreli olacak. Ancak Ay’daki uzay araçları (LTV) her zaman orada olabilir. İster Dünya’dan uzaktan sürülüyor olsunlar, ister Ay yüzeyinde otonom olarak geziniyor olsunlar, Artemis programının ihtiyaç duyduğu yorulmak bilmez inşaat işçileri ve bilimsel araştırmacılar.

Ay’ın güney kutbu, üs kurmak için umut vadeden bir yer: Regolitinin, astronotların su ihtiyacını karşılayabilen, ürün yetiştirebilen ve roket yakıtı üretebilen su buzu ile dolu olduğu düşünülüyor. Ne yazık ki, aynı zamanda Güneş Sistemi’nin en ölümcül ortamlarından biri.

Atmosferi olmadığından, gündüz sıcaklıkları 113°C’ye kadar yükselirken, geceleri -113°C’ye düşebilir; buzla dolu kraterlerinden bazıları kalıcı gölgede kalır ve cıva -210°C’ye kadar düşebilir. Güneş patlamaları, korumasız Ay yüzeyini yoğun radyasyonla bombardıman edebilir; bu da hem insanlar hem de elektronik cihazlar için potansiyel olarak ölümcül bir tehlike.

Aslında taştan uzay mermileri olan küçük mikrometeoritler, Ay’a sürekli çarpar. Ve bu çarpmalar, Ay toprağını her yöne şiddetli bir şekilde fırlatarak, uzay giysilerini ve kablolarını mikroskobik uzay piranaları gibi yiyebilen elektrik yüklü, yapışkan ve son derece aşındırıcı bir toz oluşturuyor.

Tüm bunlara dayanabilmek için Artemis astronotlarının Apollo dönemi Ay keşif araçlarından daha fazlasına ihtiyaçları olacak. Bunlar, önlerinde bir televizyon kamerası ve bir iletişim anteni bulunan ve iki ilkel metal koltukla donatılmış, tek kullanımlık, iskelet görünümlü araçlardı. Tasarımları 1970’ler için gayet iyi işliyordu; Apollo 15, 16 ve 17 astronotlarını ay yüzeyinde yaklaşık 32 kilometre boyunca gezdiriyorlardı.

Yeni LTV’ler, Apollo keşif araçlarının devamı niteliğinden ziyade, tam bir yeniden başlatma niteliğinde.

Artemis, kısa vadeli keşif araçları yerine uzun vadeli yol göstericilere ihtiyaç duyuyor. Her LTV’nin, tek bir pil şarjıyla yılda 800 mil, günde ise 12 mil yol kat edebilmesi ve tüm bunları yaparken de açılabilir güneş panellerinden bir Ay üssünün bölümlerine kadar en az 775 kilogramlık bir yük taşıyabilmesi gerekiyor.

Her üç keşif aracı da inşaatta yardımcı olması için bir robotik kol kullanacak şekilde tasarlandı. Bu uzantı, bir dizi kapalı çekmeceye takılarak ve örneğin bir kavrama pençesini bir matkapla değiştirerek, istediği zaman alet ucunu değiştirebiliyor ve bunu insan müdahalesi olmadan kendi kendine yapabiliyor.

Ayrıca her araç, Dünya’daki kontrol odalarındaki pilotlar aracılığıyla uzaktan ve aracın kendi dijital beyninin onu tehlikeli Ay vahşi doğasında güvenli bir şekilde yönlendirebildiği otonom bir şekilde çalıştırılabiliyor. Ay üzerinde nasıl seyahat ederse etsin, her LTV’nin benzer algılama yöntemleri var: çevreyi haritalamak için hiper frekanslı lazer darbeleri kullanan lidar ve göze benzer görüş sağlayan stereo kameralar.

Her nakliye aracı, neredeyse hiç bakım gerektirmeden birkaç yıl dayanmalı. Elektronik sistemleri gölgeli kraterlerde yeterince sıcak kalabilmeli. Aşındırıcı tozdan korunmalı. Ayrıca zırhla, özellikle de çok katmanlı bir kalkanla donatılmalı. Bu, herhangi bir hızlı kaya parçasının çarpma enerjisinin tek bir parçaya odaklanmak yerine yayılacağı anlamına geliyor ve bu da tek bir mikrometeoritin astronotların yolculuğunu mahvetme olasılığını azaltıyor.

Her keşif aracı ayrıca, aşındırıcı ay kirine karşı koruma sağlamak için NASA’nın yeni icat ettiği elektrodinamik toz kalkanını kullanacak. Bu cihaz, güneş panellerinden kameralara, navigasyon ekranlarından radyatörlere kadar LTV’nin herhangi bir yüzeyine yerleştirilebilen bir dizi ultra ince ve şeffaf elektrottan oluşuyor. Karşıt bir elektrik akımı uygulayarak elektrik yüklü parçacıkları uzaklaştırıyor ve tek bir düğmeye basılarak çalışır durumda bırakılabilir veya ani olarak etkinleştirilebilir.

Her üç LTV de benzer tasarım seçeneklerine sahip; bunun bir nedeni de NASA tarafından aynı temel gereksinimlere sahip olmaları. Yine de, her şirketin astronotların Ay’ın güney kutbuna nasıl ulaşacaklarına dair özgün bir vizyonu olduğu için, her üç tasarım da önemli ölçüde farklı. Dolayısıyla, Artemis kampanyasının etkili bir parçası olmak, tamamen uzay ajansına en çok hangi vizyonun ilham verdiğine bağlı.

LUNAR OUTPOST

Konum: Güney Colorado Çölü
Adı: Eagle
LTV Türü: Uzay Kamyonu

NASA’nın yarışması zorlu bir görev. Ama Lunar Outpost CEO’su Justin Cyrus zorluğun üstesinden gelmeye hazır.

Şirketin çeşitli uzay robotları ve kaynak görevleri için hedefleri olsa da, şimdilik odak noktası Ay için bir LTV tasarlamak.

“Bu bir uzay kamyonu. İnsanların ona kolayca tutunmasını sağlayan bir yol. Kamyonlar faydalıdır.” diyor. İşlevsel olarak bir kamyon olsa da, bu tanımlama Eagle’a haksızlık olabilir. Lunar Outpost’un kurucu ortağı ve CTO’su AJ Gemer, Apollo dönemi uzay araçlarının formdan çok işlevselliğe öncelik verdiğini söylüyor.

Eagle’ın retro-fütüristik tasarımı, Apollo öncesi bilimkurgudan, “insanların hayal gücünün uzay uçuşunun gerçekleriyle kısıtlanmadığı bir dönemden” esinlenmiş.

Şirketin çeşitli Eagle prototiplerinden biriyle Colorado çölünde test sürüşü yapmama izin verildi. Astronotların uzay kıyafetleri içinde çok fazla hareket kabiliyeti yok. Her üç LTV de astronotlar tarafından test edildi; bunlar arasında uzay kıyafetlerine bağlı iplerin altıda birlik ay yerçekimini simüle ettiği Johnson Uzay Merkezi’nin Aktif Tepki Yerçekimi Boşaltma Sistemi (ARGOS) tesisi de var. Gemer, “Bu test, tasarımımızı geliştirmek için kritik öneme sahipti,” diyor. LTV’de astronotların görüşünü engellemeyecek veya kazara takılma ya da kafa çarpma tehlikesi yaratmayacak hiçbir şey olmadığından emin oldular.

Ve bir tekerlek yerine, Apollo dönemi gezici araçlarının kulp benzeri kontrollerinden çok da farklı olmayan bir joystick var; bu da kalın eldivenli astronotlar için kullanımı çok daha kolay.

Geleceğin Artemis astronotları, Eagle’ı saatte 26 kilometre azami hızla sürebilecekler. Bu, atmosfer eksikliği ve zayıf yerçekimi nedeniyle frenlemenin Dünya’dakinden çok daha uzun sürdüğü Ay’da sürebileceğiniz en yüksek hız. Bu astronotlar, çalılıkların arasında dolaşırken LTV’nin devrilme ihtimalinin neredeyse imkansız olduğunu bilmekten memnun olacaklar.

Cyrus ve ekibi, arazide araçlarını kullanma deneyimlerinin onlara NASA’nın yarışında avantaj sağlayacağını umuyor. “Çoğumuz Colorado’da arazi sürüşü yapıyoruz,” diyor. Ve bu, LTV’leri için çeşitli tasarım tercihlerine ilham verdi. Jeolojik aletlerin araç içinde gizlenmesi gerekmiyor.

Bu arada, Eagle’ın lastiklerinin Goodyear’ın izniyle üretilen yapısı hâlâ tescilli, ancak Cyrus, 30 derecelik ay benzeri eğimlerde, termal vakumlarda ve onları parçalanana kadar döndürmek için tasarlanmış işkence makineleri de dahil olmak üzere “çılgınca miktarda test” yaptıklarını belirtiyor.

Eagle’a çekilebilir bir römork takılabilmesine rağmen, kokpitinin arkasında aracın 2,4 tonluk ekipman (iki astronot dahil) taşımasına olanak tanıyan geniş bir depolama alanı bulunuyor. Çevremizdeki Colorado çölü gibi, Ay’da da birçok engebeli ve tehlikeli derecede engebeli alan bulunuyor. Cyrus, “Görevinizi tamamlamak için bir römork çekmek istemezsiniz,” diyor.

Colorado’nun güney çölü, ekibe büyük bir yardım sağladı. Cyrus, “aracı uzayda kullanmaktan daha iyi bir şey yok,” diyor. Ticari olarak kullanılmasını heyecanla beklese de, Eagle’ın “Artemis mobilite programının omurgası olabileceği” düşüncesi onu gerçekten heyecanlandırıyor.

ASTROLAB

Konum: Hawthorne, Kaliforniya
Adı: Flex
LTV Türü: Çevik Kabuklu

Astrolab’ın kurucusu ve CEO’su Matthews, kariyerine NASA’nın Jet İtki Laboratuvarı’nda Spirit, Opportunity ve Curiosity Mars keşif araçları üzerinde çalışarak başladı. Ardından bir süre SpaceX’te çalıştı; mürettebattan kargoya kadar neredeyse her şeyi aya taşıyabilecek devasa, yeniden kullanılabilir fırlatma aracı Starship de dahil.

SpaceX ile yaşadığı bu deneyim, Matthews’un farklı bir gözle bakmasını sağladı. Astronotlar için sadece kısa bir tatil yeri olmamalı. Yaşanabilir bir yer, bir çalışma ortamı olmalı. Bu vizyonun gerçekleşmesine nasıl yardımcı olabilirdi? Ocak 2020’de Astrolab’ı kurdu ve FLEX onun çözümü olacaktı. Ekibi, denklemin robotik tarafına büyük ölçüde dayanan bir tasarıma odaklandı.

Matthews, “Bizim keşif aracımız bir arabaya en az benzeyen araç,” diyor. Zarif ancak köşeli, at nalı şeklindeki şasisi, en kendine özgü özelliği. Açık iniş takımı, altındaki herhangi bir kargoya kenetlenip hareket ettirilebiliyor.

Astrolab’ın kompakt merkezi, SpaceX’in Kaliforniya kampüsünün hemen aşağısında. Uzay teknolojisi şirketinin devasa kompleksinin önünde, baş döndürücü bir Falcon 9 roket platformu, olağanüstü başarısının bir anıtı olarak duruyor.

FLEX, dikkat çekici derecede manevra kabiliyetine sahip bir keşif aracı. Matthews, “Her şey isminde gizli. Bütün fikir esnek ve çok yönlü olması.” diyor. Bu kısmen, sadece çok becerikli olmakla kalmayıp aynı zamanda gerçekten akıllıca bir malzemeden yapılmış tekerlekleri sayesinde. Ay’da kauçuk kullanamazsınız çünkü aydaki aşırı sıcaklıklarda aşırı derecede kırılgan hale gelir. Bu nedenle Monako merkezli bir otomotiv üreticisi olan Venturi, tuhaf bir sandviç konfigürasyonunda, yeni bir tür silikon, bir cam kompozit ve biraz paslanmaz çelikten yapılmış özel lastikler üretti.

Tek başına bu malzeme simyası, lastikleri eksi 110°C’ye kadar sıcaklıklara çıkarabilir. “Bu hala yeterince soğuk değil, bu yüzden lastikleri çalışma sıcaklığına getirmek için ısıtıcılar yerleştirdik,” diyor Matthews ve döner bir ısıtıcı tasarlamanın hiç de kolay olmadığını belirtiyor.

FLEX otomatik olarak yedek lastiklerle gelmese de, temel dahili sistemleri keşif aracında kopyalanmış. Matthews, “İki bilgisayar seti, iki pil ve iki güç dağıtım ünitesi var,” diyor. Bu şekilde, tek bir mikrometeorit çarpması veya bir bileşendeki elektronik arıza, keşif aracını devre dışı bırakmayacak.

Ay yüzeyinin herhangi bir yerinde acil durumlarda çalışmak, her türlü kargoyu taşımak ve kolayca modifiye edilebilir olmak üzere tasarlanmış; Ayakta duran mürettebat bölümü bile daha büyük yükler için yer açmak üzere çıkarılabilir.

Küboid şekli ve Mars keşif aracına benzeyen görünümüyle FLEX, Eagle’dan daha az stilize edilmiş. Amaçlandığı gibi, açıkça işlevsel. Matthews, NASA’nın bu anlayışı benimsemesini umuyor. “50 yıldan uzun bir süre sonra insanlara Ay’da ilk kez mobilite sağlamak mı? Bunu düşünmek inanılmaz.” Ancak nihayetinde FLEX’in “yeni ay furyasının kazma kürekleri olmasını” istediğini söylüyor.

INTUITIVE MACHINES

Konum: Houston, Teksas
Adı: Moon Racer
LTV Türü: Uzay Çağı Kum Arabası

Her zamanki gibi, her büyük sistem, hatalı mikrometeorlara ve güneş patlamalarına karşı güçlendirilmiş. LTV program yöneticisi Gary Spexarth, “Aracı tek bir darbenin deviremeyeceği gerekliliğini karşılıyoruz,” diyor. Ve Michelin tarafından geliştirilen lastiklerine rakipleri kadar güveniyorlar. “Michelin onları sıvı nitrojende test etti, suya daldırdı,” diyor ve lastiklerin eksi 160°C’ye kadar soğuğa dayanıklı olduğunu açıklıyor.

Gezici araçları FLEX kadar modüler veya Eagle kadar dayanıklı değil. Ancak bir kum arabası gibi göründüğü ve sürüldüğü için üçü arasında en hızlı LTV’ye sahip. Kurucu ortak Crain, “Sanat, sanatçının bir ifadesidir. Diğer iki aracın tasarımı… robotik vurgularını ve geçmişlerini yansıtıyor. Biz biraz farklıyız.” diyor.

Spexarth’a göre hedefleri “Ay ekonomisini genişletmek”. İniş araçlarının yanı sıra, Ay iletişim ağları ve Dünya’ya dönüş araçları inşa etmek üzerinde de çalışıyorlar.

Hem FLEX hem de Eagle gerektiğinde römork çekebilse de, RACER’ın tasarımı çekme kabiliyetini daha belirgin hale getiriyor; bu, bir bonus özellikten ziyade önemli bir unsur. Crain, “Kendi güç üretim ünitesi ve haberleşme ünitesi olan bir bilim laboratuvarı kurabilirim. Gemide bir oksijen çıkarma ünitesi olabilir. Küçük bir nükleer santral de olabilir.” diyor.

Ayrıca, askerleri bekleyen helikopterlere fırlatabilecek motorlu vinçler üretmek için ordu ve özel kuvvetlerle çalışan bir şirket olan Atlas Devices’ın hizmetlerinden de yararlandılar. Spexarth, “Bir astronot hareket edemez hale gelirse, onu araca nasıl sokarsınız?” diye soruyor. Atlas, RACER için özel olarak, Ay’daki aşındırıcı toz ve radyasyon seviyelerine dayanıklı bir vinç tasarladı.

Çalışmalarına katılan çok sayıda endüstri ortağından, mühendislerinin coşkulu havasına kadar, RACER’ın arkasındaki şirket, üçü arasında en kendinden emin görünen şirket olarak öne çıkıyor. Crain, “Deneyimin yerini hiçbir şey tutamaz,” diyor.

Yarışı Kim Kazanır?

Yarışma hakkında iletişime geçildiğinde, NASA yorum yapmayı reddetti. Ancak uzay ajansının jüri üyelerinin önünde zorlu bir iş var. Her üç şirket de NASA’nın LTV’ler için belirlediği asgari gereklilikleri fazlasıyla aştı.

Bunun bir nedeni de üçünün de ne olursa olsun Ay’a gitmeyi hedeflemesi. Crain, “Üç yarışmacının da işe yarayacak çözümleri olacak,” diyor. Uzay ajansının kendisi kadar ticari ortaklarının çıkarlarını da gözetiyorlar.

NASA’nın seçtiği LTV için bilimsel bir cihaz tasarlamaya yardımcı olan Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles’ta gezegen bilimci olan David Paige, LTV’lerin halk için yeni Ay uzay yarışını “çok daha somut” hale getirdiğini söylüyor. Gelecek yıl gerçekleşecek Artemis II görevi, insanları yarım yüzyıl sonra ilk kez Ay yörüngesine geri getirecek olsa da, keşif araçları, gelecekteki kaşiflerin Ay’ın alışılmadık güney kutbuna ayak bastıklarında neler yapacaklarını hayal etmemize yardımcı oluyor.

Derleyen: Damla Şayan