Düşük yörüngelerde kullanılmayan uydular, nihayet yeniden girişte yanmadan önce genellikle onlarca yıl yörüngede kalırlar. Fren yelkenleri, bu tür kullanılmayan uyduların imhasını önemli ölçüde hızlandırma imkanı sunar. İtalyan servis sağlayıcı D-Orbit’in bir uydusu ile ilk test şimdi başarılı oldu: Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) tarafından ortak geliştirilen uzay şirketi HPS’nin ADEO otonom fren yelkeninin yardımıyla, uydu çok kısa bir süre içinde Dünya’nın kalan ince atmosferini geçerek, yalnızca daha yoğun Dünya atmosferine girmek için frenlenir. Orada önümüzdeki birkaç ay içinde iz bırakmadan yanacak.
Geniş yüzey, büyük frenleme etkisine eşittir
Uzay araçları, alçak yörüngelerde artık atmosferden sürtünmeye maruz kalır. Yörünge düzeltmeleri olmadan, yeniden giriş gerçekleşene kadar yörüngeleri alçaltmak ve indirmek için yavaş bir yavaşlama olur. Fren yelkenleri bu etkiyi, daha geniş bir yüzeyle daha büyük bir frenleme etkisi oluşturmak ve dolayısıyla önemli ölçüde daha hızlı batmak için kullanır. Yaklaşık 800 kilometre yüksekliğe kadar olan alçak yörüngeler için, taşınan fren yelkenleri, yeni enkaz ve çarpışma enkazından kaynaklanan kontrolsüz uzay kirliliğini önleyebilir. Ek olarak, bu tür yelkenler bir uydunun hizmet ömrünün artmasına yardımcı olur. Çünkü gelişme ve sonraki pasif iniş için herhangi bir sürücüye gerek yoktur.
Uzay yolculuğunda sistem yetkinliği
Uzun yıllardır DLR, çeşitli ESA projelerinin bir parçası olarak Münih şirketi HPS ile birlikte direnç yelkenleri geliştiriyor. En son ADEO yelkeni, Bremen’deki DLR Uzay Sistemleri Enstitüsü’nde test edildi ve uzayda kullanım için onaylandı. Test edilen model 800 gram ağırlığa, 10 santimetreküp paket boyutuna ve 3,6 metrekarelik açık yelken alanına sahip. Nitelik, titreşim, şok ve termal vakum testlerini içeriyordu. Yelken, bunun uzay koşullarında da çalıştığını ve fırlatma sırasındaki yüksek yüklere dayanabileceğini kanıtlamak için bir termal vakum odasında birkaç kez açıldı. WILD RIDE görevinde ADEO fren yelkeninin uzayda başarılı bir şekilde konuşlandırılmasıyla testler şimdi onaylandı.
Bu ilk başarının ardından, birkaç DLR enstitüsü, sistemde daha fazla iyileştirme yapmak için HPS ile birlikte çalışıyor. Buradaki odak noktalarından biri, düşük yansımalı, sağlam yelken malzemesinin geliştirilmesi ve kalifikasyonudur. DLR bu amaçla, örneğin özel radyasyon testleri gerçekleştirir. Ayrıca, 25 metrekarelik ardıl model ADEO-L, şu anda DLR’de geliştirilen karbon fiber takviyeli plastikten (CFRP) yapılmış yuvarlanabilir direklerle monte ediliyor. Bunu Bremen’deki diğer testler takip edecek. 2023’ün ortalarında, ADEO-L’nin de uzaya ilk görevine çıkması planlanıyor.
Geniş yüzey, büyük frenleme etkisine eşittir
Uzay araçları, alçak yörüngelerde artık atmosferden sürtünmeye maruz kalır. Yörünge düzeltmeleri olmadan, yeniden giriş gerçekleşene kadar yörüngeleri alçaltmak ve indirmek için yavaş bir yavaşlama olur. Fren yelkenleri bu etkiyi, daha geniş bir yüzeyle daha büyük bir frenleme etkisi oluşturmak ve dolayısıyla önemli ölçüde daha hızlı batmak için kullanır. Yaklaşık 800 kilometre yüksekliğe kadar olan alçak yörüngeler için, taşınan fren yelkenleri, yeni enkaz ve çarpışma enkazından kaynaklanan kontrolsüz uzay kirliliğini önleyebilir. Ek olarak, bu tür yelkenler bir uydunun hizmet ömrünün artmasına yardımcı olur. Çünkü gelişme ve sonraki pasif iniş için herhangi bir sürücüye gerek yoktur.
Uzay yolculuğunda sistem yetkinliği
Uzun yıllardır DLR, çeşitli ESA projelerinin bir parçası olarak Münih şirketi HPS ile birlikte direnç yelkenleri geliştiriyor. En son ADEO yelkeni, Bremen’deki DLR Uzay Sistemleri Enstitüsü’nde test edildi ve uzayda kullanım için onaylandı. Test edilen model 800 gram ağırlığa, 10 santimetreküp paket boyutuna ve 3,6 metrekarelik açık yelken alanına sahip. Nitelik, titreşim, şok ve termal vakum testlerini içeriyordu. Yelken, bunun uzay koşullarında da çalıştığını ve fırlatma sırasındaki yüksek yüklere dayanabileceğini kanıtlamak için bir termal vakum odasında birkaç kez açıldı. WILD RIDE görevinde ADEO fren yelkeninin uzayda başarılı bir şekilde konuşlandırılmasıyla testler şimdi onaylandı.
Bu ilk başarının ardından, birkaç DLR enstitüsü, sistemde daha fazla iyileştirme yapmak için HPS ile birlikte çalışıyor. Buradaki odak noktalarından biri, düşük yansımalı, sağlam yelken malzemesinin geliştirilmesi ve kalifikasyonudur. DLR bu amaçla, örneğin özel radyasyon testleri gerçekleştirir. Ayrıca, 25 metrekarelik ardıl model ADEO-L, şu anda DLR’de geliştirilen karbon fiber takviyeli plastikten (CFRP) yapılmış yuvarlanabilir direklerle monte ediliyor. Bunu Bremen’deki diğer testler takip edecek. 2023’ün ortalarında, ADEO-L’nin de uzaya ilk görevine çıkması planlanıyor.