Üç yıllık yoğun hazırlıkların ardından, 17 ve 22 Nisan 2023’te iki özdeş deneysel roket N2ORTH, İsveç’teki Kiruna yakınlarındaki Esrange Uzay Merkezi’nden Kuzey Kutup Dairesi üzerindeki göklere fırlatılacak. Stuttgart Üniversitesi öğrencilerinden oluşan HyEnD ekibi, STERN programının bir parçası olarak yaklaşık 200 kilogram ağırlığındaki iki roketi fırlattı (stküstah EdeneyselRakeN) Alman Uzay Ajansı tarafından DLR’nin kendisinde geliştirildi, inşa edildi ve test edildi. Program, katılımcıların henüz öğrenim görürken “gerçek” bir uzay projesiyle ilk deneyimi kazanmalarını sağlar. Yaklaşık sekiz metre uzunluğundaki iki deneysel roket, uçuşları sırasında sıvı nitröz oksit ve katı yakıt kombinasyonu ile hareket ediyor ve ses hızının birkaç katına ulaşıyor.
Hafif yapı ile maksimum uçuş yüksekliği
Yaklaşık 200 kilogram ağırlığındaki roketlerin mümkün olan en yüksek yüksekliğe ulaşabilmesi için HyEnD ekibi, hafif yapıdaki belirleyici bileşenleri karbon fiber kompozit malzemelerden üretti. Alman Uzay Ajansı STERN program yöneticisi Karsten Lappöhn, “Yaklaşık üç metre uzunluğundaki nitröz oksit tankının inşası özel bir zorluktu” diye açıklıyor. “Karbon fiberden yapılmış bir dış kabuğa ve teflon benzeri malzemeden yapılmış bir iç kaplamaya sahiptir. Bu, normal alüminyum iç kaplamaya kıyasla roketin boş ağırlığını yaklaşık yedi kilogram azaltır.”
Roketin dış yüzeyinde 300 santigrat derece
Uçuş sırasında roketin dış yüzeyindeki hava sürtünmesi yaklaşık 300 santigrat derecelik bir sıcaklık oluşturur. Daha hassas roket yapısını bu sıcaklıklardan korumak için roket derisi ek bir mantar ve sentetik reçine tabakasıyla kaplanır. Bu korumanın etkinliği öğrenciler tarafından Lampoldshausen’deki DLR sıcak hava rüzgar tünelinde yapılan testlerde doğrulandı. Öğrenciler tarafından geliştirilen roket motoru, Lampoldshausen’deki DLR uzay tahriki test merkezinde de test edildi ve STERN programında bugüne kadar türünün en güçlüsü oldu. Motor tek başına tamamlanmadan önce 60 sıcak çalışmadan geçti.
Paraşüt sistemi ile yerde güvenle
N’nin kurtarma sistemi2ORTH çok karmaşıktır çünkü ana paraşüte ek olarak, daha yoğun hava katmanlarına girdiğinde roketi yavaşlatan süpersonik bir paraşütü de vardır. Öğrencilerin kendi diktikleri paraşüt, daha büyük olan ana paraşüt üç kilometre yükseklikte açılmadan önce yüksek sıcaklıklara ve sesin birkaç katı hıza dayanmak zorunda. HyEnD ekibinden Florian Merz, “Kanadın açılma ve frenleme davranışını, ayrıca halat ve bağlantı sistemini adım adım uyguladık” diye açıklıyor. “Tüm sistemi test etmek için, daha sonra bir uçaktan ölçüm elektroniği ile donatılmış yaklaşık 80 kilogramlık bir test gövdesini Heuberg askeri eğitim alanı üzerine düşürdük.”
İlk N başladıktan sonra2ORTH roketi, uçuş verileri değerlendirilir ve önceki bilgisayar simülasyonlarının sonuçlarıyla karşılaştırılır. Bu aynı zamanda ikinci uçuşa hazırlanmak için de hizmet eder. Bu amaçla en önemli veriler radyo ile yer istasyonuna iletilir ve başarılı iniş ve kurtarma sonrasında roket üzerindeki veri taşıyıcıları okunur. Bu şekilde elde edilen ölçüm verileri ile ikinci fırlatma için çok daha kesin bir yörünge tahmini mümkün oluyor.
STERN programı
Bugüne kadar 600’ün üzerinde öğrencisi olan on beş üniversite STERN programına katılmıştır. Dört kampanyada dokuz roket fırlatma gerçekleştirildi. 2016 yılında, Stuttgart Üniversitesi’ndeki öğrenciler, 32,3 kilometre ile deneysel roketler için bir Avrupa irtifa rekoru ve bir hibrit öğrenci roketi için dünya rekoru kırmayı başardılar.
Programın amacı, katılımcıların eğitimlerine devam ederken “gerçek” bir uzay projesiyle ilk deneyimlerini kazanmalarını sağlamaktır. Üç yıl içinde öğrenciler kendi roketlerini tasarlar, inşa eder ve fırlatır ve tüm testleri gerçekleştirir. Onlara DLR Mobil Roket Üssü (MORABA) ve Lampoldshausen’deki DLR sahasındaki Uzay Tahrik Enstitüsü uzmanları eşlik edecek. Asgari teknik gereksinimler, roketin en az üç kilometre uçuş irtifasına ve ses hızına ulaşması ve bir kurtarma ve telemetri sistemine sahip olmasıdır. Mühendislik bilgisi ve teknik anlayışın yanı sıra, ekipler arasındaki deneyim alışverişi özellikle önemlidir. Program, Alman Uzay Ajansı tarafından DLR’de Federal Ekonomi ve İklim Koruma Bakanlığı’nın (BMWK) fonlarıyla uygulanmaktadır.
Hafif yapı ile maksimum uçuş yüksekliği
Yaklaşık 200 kilogram ağırlığındaki roketlerin mümkün olan en yüksek yüksekliğe ulaşabilmesi için HyEnD ekibi, hafif yapıdaki belirleyici bileşenleri karbon fiber kompozit malzemelerden üretti. Alman Uzay Ajansı STERN program yöneticisi Karsten Lappöhn, “Yaklaşık üç metre uzunluğundaki nitröz oksit tankının inşası özel bir zorluktu” diye açıklıyor. “Karbon fiberden yapılmış bir dış kabuğa ve teflon benzeri malzemeden yapılmış bir iç kaplamaya sahiptir. Bu, normal alüminyum iç kaplamaya kıyasla roketin boş ağırlığını yaklaşık yedi kilogram azaltır.”
Roketin dış yüzeyinde 300 santigrat derece
Uçuş sırasında roketin dış yüzeyindeki hava sürtünmesi yaklaşık 300 santigrat derecelik bir sıcaklık oluşturur. Daha hassas roket yapısını bu sıcaklıklardan korumak için roket derisi ek bir mantar ve sentetik reçine tabakasıyla kaplanır. Bu korumanın etkinliği öğrenciler tarafından Lampoldshausen’deki DLR sıcak hava rüzgar tünelinde yapılan testlerde doğrulandı. Öğrenciler tarafından geliştirilen roket motoru, Lampoldshausen’deki DLR uzay tahriki test merkezinde de test edildi ve STERN programında bugüne kadar türünün en güçlüsü oldu. Motor tek başına tamamlanmadan önce 60 sıcak çalışmadan geçti.
Paraşüt sistemi ile yerde güvenle
N’nin kurtarma sistemi2ORTH çok karmaşıktır çünkü ana paraşüte ek olarak, daha yoğun hava katmanlarına girdiğinde roketi yavaşlatan süpersonik bir paraşütü de vardır. Öğrencilerin kendi diktikleri paraşüt, daha büyük olan ana paraşüt üç kilometre yükseklikte açılmadan önce yüksek sıcaklıklara ve sesin birkaç katı hıza dayanmak zorunda. HyEnD ekibinden Florian Merz, “Kanadın açılma ve frenleme davranışını, ayrıca halat ve bağlantı sistemini adım adım uyguladık” diye açıklıyor. “Tüm sistemi test etmek için, daha sonra bir uçaktan ölçüm elektroniği ile donatılmış yaklaşık 80 kilogramlık bir test gövdesini Heuberg askeri eğitim alanı üzerine düşürdük.”
İlk N başladıktan sonra2ORTH roketi, uçuş verileri değerlendirilir ve önceki bilgisayar simülasyonlarının sonuçlarıyla karşılaştırılır. Bu aynı zamanda ikinci uçuşa hazırlanmak için de hizmet eder. Bu amaçla en önemli veriler radyo ile yer istasyonuna iletilir ve başarılı iniş ve kurtarma sonrasında roket üzerindeki veri taşıyıcıları okunur. Bu şekilde elde edilen ölçüm verileri ile ikinci fırlatma için çok daha kesin bir yörünge tahmini mümkün oluyor.
STERN programı
Bugüne kadar 600’ün üzerinde öğrencisi olan on beş üniversite STERN programına katılmıştır. Dört kampanyada dokuz roket fırlatma gerçekleştirildi. 2016 yılında, Stuttgart Üniversitesi’ndeki öğrenciler, 32,3 kilometre ile deneysel roketler için bir Avrupa irtifa rekoru ve bir hibrit öğrenci roketi için dünya rekoru kırmayı başardılar.
Programın amacı, katılımcıların eğitimlerine devam ederken “gerçek” bir uzay projesiyle ilk deneyimlerini kazanmalarını sağlamaktır. Üç yıl içinde öğrenciler kendi roketlerini tasarlar, inşa eder ve fırlatır ve tüm testleri gerçekleştirir. Onlara DLR Mobil Roket Üssü (MORABA) ve Lampoldshausen’deki DLR sahasındaki Uzay Tahrik Enstitüsü uzmanları eşlik edecek. Asgari teknik gereksinimler, roketin en az üç kilometre uçuş irtifasına ve ses hızına ulaşması ve bir kurtarma ve telemetri sistemine sahip olmasıdır. Mühendislik bilgisi ve teknik anlayışın yanı sıra, ekipler arasındaki deneyim alışverişi özellikle önemlidir. Program, Alman Uzay Ajansı tarafından DLR’de Federal Ekonomi ve İklim Koruma Bakanlığı’nın (BMWK) fonlarıyla uygulanmaktadır.