Buz gibi sıcaklıklar, sadece birkaç saatlik gün ışığı ve sıkı bir program – bu zorlu koşullara rağmen, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nin (DLR) MAPHEUS-10 sondaj roketi başarıyla fırlatıldı. 6 Aralık 2021 sabah saat 9:07’de İsveç’in kuzeyindeki ESRANGE (European Space and Sounding Rocket Range) roket fırlatma sahasından havalandı. Roket, iki aşamalı bir IM-IM konfigürasyonuyla çalışıyordu. IM, Geliştirilmiş Malemute anlamına gelir ve askeri karadan havaya füze PATRIOT PAC-2’nin sivil olarak kullanılan katı motorunu belirtir. Bu konfigürasyonun ilk uçuşu, Mayıs 2021’de MAPHEUS-11 harekatı kapsamında gerçekleşti.
Yaklaşık 1,7 ton fırlatma ağırlığına sahip on bir metreden uzun rokette yedi bilimsel deney yapıldı. Kalkış ve iniş arasındaki 15 dakikanın biraz altında, maksimum 259 kilometre yüksekliğe ulaştılar. Yük, iticiler ayrıldıktan sonra bir irtifa parabolünde uçtu. Deneyleri gerçekleştirmek için altı dakika boyunca ağırlıksızlık hakim oldu. Yük bir paraşütle yavaşlatıldı ve helikopter tarafından kurtarıldı.
MAPHEUS-10’un yapısı
Roket, iki sağlam motorla çalışır (iki aşamalı IM-IM yapılandırması, Geliştirilmiş Malemute). Ardından deneyler bir yük olarak devam eder.
Deneyler ARTEC, MARS ve RAMSES: Malzeme araştırma ve üretim teknolojisi
Metal alaşımları en küçük seviyede eriyip katılaştığında tam olarak ne olur? İlgili süreçleri anlamak önemlidir. Çünkü alaşımların özelliklerini büyük ölçüde onlar belirler. Bu bilgi, makine mühendisliği ve inşaatın yanı sıra elektrik mühendisliği ve elektronikteki birçok imalat sürecinin başında yer alır. DLR Institute of Materials Physics in Space, araştırmalar için ARTEC (AeRogel TECnologie) deneysel modülünü geliştirdi. Beş fırın rafına sahiptir. MAPHEUS-8 araştırma kampanyası sırasında, uçuş sırasında ARTEC ile farklı alüminyum alaşımları zaten eritilmiş ve katılaştırılmıştı. Bunlar, sekiz ila dokuz gram kütleye sahip numunelerdir. Mevcut MAPHEUS misyonu bu deneylere devam etti. “Ağırlıksızlık altında, akımlar gibi yerçekimi tarafından tetiklenen etkilerden kaçınılır veya diğer, zayıf, ‘gizli’ etkiler incelenebilir. DLR Uzayda Malzeme Fiziği Enstitüsü araştırmacısı Dr. Sonja Steinbach, “Bu şekilde, daha kesin modeller geliştirebilir ve süreç parametreleri, yapı ve özellikler arasındaki ilişkileri daha iyi tanımlayabiliriz” diye açıklıyor. döküm endüstrisindeki şirketlerin yanı sıra üniversitelerdeki enstitüler ve araştırma tesisleri.
MARS deneyi (uzay ve sıfır yerçekimi uygulamaları için metal bazlı eklemeli üretim) de ikinci kez sıfır yerçekimine gitti. Mayıs 2021’de MAPHEUS-11 ile ilk uçuşunda, uzayda ilk kez yaklaşık üçe dört santimetre boyutlarında bir iş parçası metalik katı camdan yapıldı. Bu malzemeler çok yüksek mukavemet ve korozyon direnci ile karakterize edilir. Profesyonel dünyada katmanlı imalat olarak da bilinen 3D baskı kullanıldı. Malzeme, üç boyutlu bir bileşen oluşturulana kadar katman katman uygulanır. MARS deneyi bu işlemi ağırlıksız ortamda tam otomatik olarak gerçekleştirmekte ve izlemektedir. “Katmanlı imalat proseslerinin çeşitli avantajları var: esnekler, hızlılar, çok karmaşık şekillere izin veriyorlar ve çok az artık malzeme var. Bu nedenle, yalnızca Dünya’daki uygulamalar için değil, aynı zamanda uzaydaki uygulamalar için de çok ilginçler,” diyor yine DLR Uzayda Malzeme Fiziği Enstitüsü’nden Dr. Christian Neumann. platformlarda veya ay ve Mars yüzeyinde. Bu, nakliye maliyetlerini büyük ölçüde azaltacaktır. MAPHEUS 10 kampanyası için, DLR araştırmacıları süreçleri daha da optimize etti ve ek malzemeleri test etti.
Aktif hareket, birçok canlının önemli bir özelliğidir. Bu şekilde ürerler, bir besin kaynağını takip ederler veya elverişsiz çevre koşullarından kaçarlar. Bakteri gibi mikroorganizmalar yüzme hareketi yaparlar. Bu aktif hareket, birçok mikroorganizma bir araya geldiğinde ilginç toplu fenomenlere yol açar. Bunlar yapı ve sürü oluşumunu içerir. Temel araştırmaya ek olarak, bu aktif yüzme hareketi malzeme araştırmasında da büyük ilgi görüyor: örneğin sentetik “aktif malzemeler” üretmek için. DLR Uzayda Malzeme Fiziği Enstitüsü’nden Prof. Thomas Voigtmann, “Örneğin, malzeme değişen çevre koşullarına maruz kaldığında malzeme özelliklerini hedefli bir şekilde değiştirmek için öğelerin aktif hareketi kullandığı malzemeler düşünülebilir.” RAMSES deneyinde (Uzayda Mikro Yüzücüler Deneyinin RAndom hareketi) araştırılan model sistemleri, bu toplu aktif hareketin ilkelerini yeniden yaratır. Ağırlıksızlık burada en uygun koşulları sunar. Çünkü deney tabanında birikintilerin oluşmasını engellemeye yardımcı olur.
MExA deney platformu: Uzayda yerçekimi algısı, yeni kamera ve sensör sistemi, radyasyon ölçümü
Çok işlevli platform MExA (Çoklu Deney Dizisi), uzaya dört deney getirdi ve geri getirdi. 20’ye 30 santimetre boyunda. DLR Havacılık ve Uzay Tıbbı Enstitüsü ve Köln’deki Mikro Yerçekimi Kullanıcı Destek Merkezi (MUSC) tarafından geliştirilmiştir.
Dünyadaki en basit çok hücreli organizmanın – tabak hayvanı olarak da bilinen Trichoplax adhaerens’in yer çekimini nasıl algıladığı bu dört deneyden birinin odak noktasıydı. Bu amaçla, DLR bilim adamları, Hannover’deki Veterinerlik Üniversitesi ve Avustralya LaTrobe Üniversitesi ile birlikte, organizmanın uçuş boyunca hareket davranışını filme aldı. Bu sayede daha sonra laboratuvardaki hareket modellerini değerlendirebilir ve yerdeki kontrol numuneleri ile karşılaştırabilirler. Sadece 0,5 milimetre büyüklüğünde olan tabak hayvanı, yerçekiminin yönünü algılayabilen özelleşmiş hücrelere sahiptir. “Yerçekimi, milyarlarca yıldır Dünya’daki yaşamı şekillendiren tek sabit uyarıcıdır. Uzayda yönelim, birçok organizmanın temel bir özelliğidir ve hayatta kalmayı sağlar. DLR Havacılık ve Uzay Tıbbı Enstitüsü’nden yerçekimsel biyolog Dr. Jens Hauslage, “Deneyimizle, nasıl ortaya çıktığını ve insanlara nasıl dönüştüğünü anlamak istiyoruz” diyor. DLR-MUSC sensörleri ve kontrolü ilk kez plaka deneyinin canlı yayınını iletti Uçuş harekatı kapsamında gerekli arayüzler test edildi ve canlı yayın ve diğer verileri almak için yer sistemi test edildi.
Ayrıca deney platformuna monte edilmiş iki radyasyon ölçüm cihazı vardı: M-42 dedektörü ve EAD Mobil Ünite. Her ikisi de Avrupa Uzay Ajansı ESA adına DLR Havacılık ve Uzay Tıbbı Enstitüsü tarafından geliştirildi. Birlikte, aya giden yolda radyasyonu ölçmek için NASA’nın Orion uzay aracındaki Artemis 1 görevinde kullanılacaklar. MAPHEUS-10’un bir parçası olarak araştırmacılar fonksiyon testleri gerçekleştirdiler ve iki cihazdan alınan ölçüm verilerini karşılaştırdılar.
Deneylerin ayrıntılı açıklaması bu sayfada indirilebilir.
Yaklaşık 1,7 ton fırlatma ağırlığına sahip on bir metreden uzun rokette yedi bilimsel deney yapıldı. Kalkış ve iniş arasındaki 15 dakikanın biraz altında, maksimum 259 kilometre yüksekliğe ulaştılar. Yük, iticiler ayrıldıktan sonra bir irtifa parabolünde uçtu. Deneyleri gerçekleştirmek için altı dakika boyunca ağırlıksızlık hakim oldu. Yük bir paraşütle yavaşlatıldı ve helikopter tarafından kurtarıldı.
MAPHEUS-10’un yapısı
Roket, iki sağlam motorla çalışır (iki aşamalı IM-IM yapılandırması, Geliştirilmiş Malemute). Ardından deneyler bir yük olarak devam eder.
Deneyler ARTEC, MARS ve RAMSES: Malzeme araştırma ve üretim teknolojisi
Metal alaşımları en küçük seviyede eriyip katılaştığında tam olarak ne olur? İlgili süreçleri anlamak önemlidir. Çünkü alaşımların özelliklerini büyük ölçüde onlar belirler. Bu bilgi, makine mühendisliği ve inşaatın yanı sıra elektrik mühendisliği ve elektronikteki birçok imalat sürecinin başında yer alır. DLR Institute of Materials Physics in Space, araştırmalar için ARTEC (AeRogel TECnologie) deneysel modülünü geliştirdi. Beş fırın rafına sahiptir. MAPHEUS-8 araştırma kampanyası sırasında, uçuş sırasında ARTEC ile farklı alüminyum alaşımları zaten eritilmiş ve katılaştırılmıştı. Bunlar, sekiz ila dokuz gram kütleye sahip numunelerdir. Mevcut MAPHEUS misyonu bu deneylere devam etti. “Ağırlıksızlık altında, akımlar gibi yerçekimi tarafından tetiklenen etkilerden kaçınılır veya diğer, zayıf, ‘gizli’ etkiler incelenebilir. DLR Uzayda Malzeme Fiziği Enstitüsü araştırmacısı Dr. Sonja Steinbach, “Bu şekilde, daha kesin modeller geliştirebilir ve süreç parametreleri, yapı ve özellikler arasındaki ilişkileri daha iyi tanımlayabiliriz” diye açıklıyor. döküm endüstrisindeki şirketlerin yanı sıra üniversitelerdeki enstitüler ve araştırma tesisleri.
MARS deneyi (uzay ve sıfır yerçekimi uygulamaları için metal bazlı eklemeli üretim) de ikinci kez sıfır yerçekimine gitti. Mayıs 2021’de MAPHEUS-11 ile ilk uçuşunda, uzayda ilk kez yaklaşık üçe dört santimetre boyutlarında bir iş parçası metalik katı camdan yapıldı. Bu malzemeler çok yüksek mukavemet ve korozyon direnci ile karakterize edilir. Profesyonel dünyada katmanlı imalat olarak da bilinen 3D baskı kullanıldı. Malzeme, üç boyutlu bir bileşen oluşturulana kadar katman katman uygulanır. MARS deneyi bu işlemi ağırlıksız ortamda tam otomatik olarak gerçekleştirmekte ve izlemektedir. “Katmanlı imalat proseslerinin çeşitli avantajları var: esnekler, hızlılar, çok karmaşık şekillere izin veriyorlar ve çok az artık malzeme var. Bu nedenle, yalnızca Dünya’daki uygulamalar için değil, aynı zamanda uzaydaki uygulamalar için de çok ilginçler,” diyor yine DLR Uzayda Malzeme Fiziği Enstitüsü’nden Dr. Christian Neumann. platformlarda veya ay ve Mars yüzeyinde. Bu, nakliye maliyetlerini büyük ölçüde azaltacaktır. MAPHEUS 10 kampanyası için, DLR araştırmacıları süreçleri daha da optimize etti ve ek malzemeleri test etti.
Aktif hareket, birçok canlının önemli bir özelliğidir. Bu şekilde ürerler, bir besin kaynağını takip ederler veya elverişsiz çevre koşullarından kaçarlar. Bakteri gibi mikroorganizmalar yüzme hareketi yaparlar. Bu aktif hareket, birçok mikroorganizma bir araya geldiğinde ilginç toplu fenomenlere yol açar. Bunlar yapı ve sürü oluşumunu içerir. Temel araştırmaya ek olarak, bu aktif yüzme hareketi malzeme araştırmasında da büyük ilgi görüyor: örneğin sentetik “aktif malzemeler” üretmek için. DLR Uzayda Malzeme Fiziği Enstitüsü’nden Prof. Thomas Voigtmann, “Örneğin, malzeme değişen çevre koşullarına maruz kaldığında malzeme özelliklerini hedefli bir şekilde değiştirmek için öğelerin aktif hareketi kullandığı malzemeler düşünülebilir.” RAMSES deneyinde (Uzayda Mikro Yüzücüler Deneyinin RAndom hareketi) araştırılan model sistemleri, bu toplu aktif hareketin ilkelerini yeniden yaratır. Ağırlıksızlık burada en uygun koşulları sunar. Çünkü deney tabanında birikintilerin oluşmasını engellemeye yardımcı olur.
MExA deney platformu: Uzayda yerçekimi algısı, yeni kamera ve sensör sistemi, radyasyon ölçümü
Çok işlevli platform MExA (Çoklu Deney Dizisi), uzaya dört deney getirdi ve geri getirdi. 20’ye 30 santimetre boyunda. DLR Havacılık ve Uzay Tıbbı Enstitüsü ve Köln’deki Mikro Yerçekimi Kullanıcı Destek Merkezi (MUSC) tarafından geliştirilmiştir.
Dünyadaki en basit çok hücreli organizmanın – tabak hayvanı olarak da bilinen Trichoplax adhaerens’in yer çekimini nasıl algıladığı bu dört deneyden birinin odak noktasıydı. Bu amaçla, DLR bilim adamları, Hannover’deki Veterinerlik Üniversitesi ve Avustralya LaTrobe Üniversitesi ile birlikte, organizmanın uçuş boyunca hareket davranışını filme aldı. Bu sayede daha sonra laboratuvardaki hareket modellerini değerlendirebilir ve yerdeki kontrol numuneleri ile karşılaştırabilirler. Sadece 0,5 milimetre büyüklüğünde olan tabak hayvanı, yerçekiminin yönünü algılayabilen özelleşmiş hücrelere sahiptir. “Yerçekimi, milyarlarca yıldır Dünya’daki yaşamı şekillendiren tek sabit uyarıcıdır. Uzayda yönelim, birçok organizmanın temel bir özelliğidir ve hayatta kalmayı sağlar. DLR Havacılık ve Uzay Tıbbı Enstitüsü’nden yerçekimsel biyolog Dr. Jens Hauslage, “Deneyimizle, nasıl ortaya çıktığını ve insanlara nasıl dönüştüğünü anlamak istiyoruz” diyor. DLR-MUSC sensörleri ve kontrolü ilk kez plaka deneyinin canlı yayınını iletti Uçuş harekatı kapsamında gerekli arayüzler test edildi ve canlı yayın ve diğer verileri almak için yer sistemi test edildi.
Ayrıca deney platformuna monte edilmiş iki radyasyon ölçüm cihazı vardı: M-42 dedektörü ve EAD Mobil Ünite. Her ikisi de Avrupa Uzay Ajansı ESA adına DLR Havacılık ve Uzay Tıbbı Enstitüsü tarafından geliştirildi. Birlikte, aya giden yolda radyasyonu ölçmek için NASA’nın Orion uzay aracındaki Artemis 1 görevinde kullanılacaklar. MAPHEUS-10’un bir parçası olarak araştırmacılar fonksiyon testleri gerçekleştirdiler ve iki cihazdan alınan ölçüm verilerini karşılaştırdılar.
Deneylerin ayrıntılı açıklaması bu sayfada indirilebilir.