Katalog

www.iku.edu.tr BİLİM KÜLTÜR VE EGİTİM TC İSTANBUL KÜLTÜR ÜNİVERSİTESİ HALL İTME MOTURUNUN SİHRİ: Az yakıtla çok yol alarak güneş sistemini keşfetme olanağı Şekıl 1 SMART-1 aıt Hall Ateşleyıcısı o DûÇ.Dr. AyşegÜl Yllmaz (Istanbul Kuttur Unıversıtesı) Hall ltme Motoru. 1990'larda ABD, Avrupa ve Rusya, Hall etkısı ıt- me motoru (kısaca HET) gelıjtırıle- rek tıcarı hale getırılmesı, yalnızca dunya çevresındekı uydularda değıl ge2egenlerarası uzay çalışmalannda bı- rıncıl ıtme motoru olarak kullanıla- cak duruma getınlnıesı uzerınde an- Boylece HET uzerıne yapılan çalı^ma ve ara$- tımıalar yenı bır boyut kazandı Bu duruma sebep HETlerın dığer ıtme motorlarına gore sahıp oldukları ustunlukler ol- du 10-20 km/s'lere varan buyuk jct hızları urctcbılıyor, yuz- lcrcc vvatt'tan onlarca kwatt'a kadar değı^ık mput guçjerınde çalıs,abılıyor, daba az yakıt kullanarak daha uzun yol alabı lıyor, daha kısa suredc varabılıyor, daha çok bılımsel aygıt vc verı ta^ıyahılıyor, uzay aracının uzaktan yon ayan ve yo- ııınge ayarının rahatlıUa yapılabılmesıne olanaL tanıyabı lıyor Hall ıtme (HT) motoru Amerıkalı fızık(i E.H.Hall 1879'da kes/ettığt etkmın akıllıca kullanımını sağladı Bu et kı kısaca şu ^ekılde ıfade edılebılır "Manyetık dık doğrul tudakı akımm her ıkı doğrultuya dık bır doğrultuda bır elek trık alan olujturur" Bırıncıl ıtme motor olarak Hall ıtme motorlarının kul- lanıldığı uzayaracı-ıtme Mstemlerınde, Gunej panellerı fay- dalanarak elektrık edılen suretıyle motorun çalıjması sağ- lanmakta Mıknatıs halkaları ıle çevrılı seramıktcn yapılma sılındır jeklınde bolmeye anottan yakıt olarak kullanılan xe- non (Xe) gazı ve katottan elektronları ıçerı verılırek bır- bırlenyle çarpıijtırılmakta Bolmc boyutları ve manyetık alan şıd- detı oyle bır ayaılandı kı, elektronlaıın manyetık alan tarafından tuzaklanmasına karçılık, oluşan Xe ıyonları manyetık alandan etkılenmezler Bolme eksenı bo- yunca olujtuımuş oldukları tlektıık alan doğrultus.unda katoda doğru hızlandırıla- r a n Xe ıyonları bır demet halındı uzay ara- unın arkasında yer alan atejleyıcıden dı jarı atılarak uzay aracının one doğru ıtıl- mesını sağlamaktadır Gcnel olarak, HT'lerın, uzay arauna sağladığı ıtme kuvvetı yerçekıme kar^ı du- racak kadar buyuk olmadığından HT'yı bı rınul ıtıu motoru kımyasal yakıtları kul lanan bır başka araç tarafından tajınarak dunya çevreMndekı yorungesıne bırakılmaktadır Bu tıp uzay motorları^ımdıye kadar Uydulann yorungelerı uzerındekı doğ- ruial ve donmc ıle ılıijkılı tedırgınlıklerı gıdermedc, soz ge- lımı, cs, zamanlaıı yorungelı uydulann kuzey-guney durum- larını korumak ya da telebkopların yorunge uzerındekı ko- ekıl 2 SMART 1 27 ylul 2003'te bırlıkte Fransız Guyanası'ndakı Kouroudakı Avrupa uzay çıkışından uzaya fırlatılan Arıane-5 ro- ketı tarafından uzaya taşındı numlarını ayarlamak ve - Uyduları daha yukan yorungele- re taşımak uzere kullanılmakta olan SMART-1 ıle bırlıkte gezegenler arası uçuşlar ıçın de kullanılmaya basjanılmıştır Gelecekte ıse, uzay araçlann Dunya'ya gerı donuşlcrını sağ lamak ıçın kullanılmalan planlanmaktadır Hall ltme Motoru kullanarak Güneş Sıstemını ıncelemeye yönelık Avnıpa Uzay Ajansı Uçu§ Projelen Ilk olarak, Avrupa Uzay Ajansı ESA'nın SMART-1 Uçuşu, guneş panellerı uzennden gunej enerjısını kullana rak elektrık elde etmek (Solar Electrıc Propulsıon, kısaca SEP) suretıyle Hall etkısı ıtme (HET) motoruna guc sağ- landığı bır ateşjcme sibtemı gezegenler arası uzayda yol al- mak ıçın dencnerek buyuk bır başan elde edıldı SMART 1 uzay aracı 370 kg ağırlığında guneş panellerı kapalı ıken Im3 hacmınde mınyatur bır uzay aracıdtr Guneş panellerı açıldığında 14 m uzunluğundadır Taşımış olduğu 82 kg xe- non yakı- tının yal- nızca 59kg t u k e t t ı Kalan ya- kıt uzay aracının Şekıl 2 SMART-1 ınAy'a yolculuğu Ay yuzeyı- ne daha yakın yorungelere kaydırılma-1 sına ve uçus, suresının bır yıl uzatılmasına olanak tanımıj tır Başlangıçta Ay ara^tınnalannı 6 ay surdunnesı planlandığı halde bu sure bır seneye çıkmı^tır SMART-1, tam olarak Dunya t^vresınde 332 yorunge tamamladı ve yolculuk bo- yunca 289 keıe ıtme motorunu ate^ledı, motorunu toplam 3700 saat çalı^tırdı Ay'a beklcnenden ıkı ay once ula^tı Almanya'nm Darmstadt ^ehrınde bulunan Avrupa Uzay Operasyonlarmı Yurutme Merkezı ESOC'un kontro lunde ıtmc motorunu haftada ıkı gunluk perıyotlar haltn de ateşlemek suretıyle once uzay aracının elıptık yorunge- sı daıresel hale ge- tuıldı bu daıresel yorungenm de ya- vaj yavaş spıral o l a r a k Yeryuzunden ote- ye doğru gıderek genı^lemcst sağ- landı SMART-1 Ay ıle dunya ara- sındakı ılk Langrange Noktası olan Ll noktasının yakına ula^tığında ıse yuzeyden 60 000 km uzaklıktakı Ay çevresındekı yorunge hareketıne bajla- dı Boylelıkle Ilk kez bır uzay arau bırıncıl ıtme motoru olan HET'ı ve kutle çekımı desteğı bırlıkte kullanarak gezgenler araMnda yol aldı Şekıl 3 LISA Uçuşu KULTLIR Şekıl 4 BepıColombo Uçuşu ESA SMART-1 Uçuşu ıkı amaca yö- nelıktır Uçuşun uzay aracının Ay çev- resındekı sabıt yorungesıne ulaşmasıyla bırlıkte sona eren ılk kısmında Ay'a doğru ızledığı spıral patıka yol boyunca gelecektekı gezegenler arası uzay uçuşla- rında kullanılması tasarlanan başta HT olmak uzere goruntuleme ve haberleşme ıle ılgılı yenı uzay teknolojılennı test et- tı Ay çevresındekı yorungesıne ulaştı- ğında ıse uzayaracı Ay bılımı ıle ıgılı araştırma ve ıncele- melertne ba^layarak verıler ve goruntuler gonderdı ESA'nın Lazer Gırışımolçer Uzay Antenı yanı LISA Uçusu N ASA bağlantılı bır projedır Ç ok buyuk kutlelı cısımlenn guç- lu ıvmelenmelere maruz kal- dıklarında uzayda dışan ver- dıklen dalgacıkları tespıt etmek uzere tasarlanmıj bır 3'lu uzay aracı uçu^udur Omeğın bır ka- radelık bır notron yıldızını yuttuğu zaman olu^maktadırlar Bu tıp dalgalar gravıtasyonel dalgalar olarak adlandırılırlar ve LISA uzay aracları ılk kez onları uzayda smayacak ve te;.- pıt etmeyı hedeflemektedır Bunu bajarmak ıçın gorelı ko- numlarda 5 mılyon kılomLtre aralıklarda kı farklı uzay araç- larına yerle^tırıkn tt)k sayıdakı katı bloklar lazer tabanlı yuk- bek teknıklcrı kullanarak yuksek bır doğrulukla devamlı ola- rak goruntulenmektcdır Bır gravıtasyonel dalga uzay ara- cından geçtığınde bunlar arasındakı açıklığı değıjtırerek ken- dını ortaya koymayı amaclamaktdır Gravıtasyonel dalgaların varlığı Eınsteın'm Genel Gorelık Teorısınden anla^ılabılır Buyuk kutlelı bır cısım hız- landırldığında ya da hareketıne ra- hatsızlık verıldığındc ı^ımabi ge rekmektedır Bu ışıma hcr turlu maddeye etkı edebılecek bır çe^ıt zayıf emısyon olan gravıtasyonel dalgalar şeklını alır Ozellıkle bır gravıtasyonel dalga ona çarptı ğında bır katı tıtre^melıdır Sonuçta oluşan tıtrejımlerı tespıt etmek ıçın çağdaj ya da ılerı bır teknık henuz bulunmamaktadır Ancak LISA uzay aracı vaMtasıyla, lazer gırışı olçerı kulla- narak bır gravıtasyonel dalga yanlarından geçtığınde ara- larındakı açılımın nasıl değı^tığını goruntulemeyı planla- maktadıı Ikı yorunge araundan olujaıi BepıColombo Gune^'ımıze en yakın gezegen olan Mercury'nın halı hazırdakı cn tam keş- fıne yonelık tasarlanmıştır BepıColombo bır bıleicnı gez- genm harıtasını yapacak vc bır ıkıncısı onun manyetosfe- rını araştıracaktır Guneş'ın kutup bolgelerının yakın goruntulerını sağla- yacak ılk uydu olacak Solar Orbıter, ılk defa Guneş Sıstemımızın kayıtlara geçmemıj en ıçbolgelennı keşfetmeyı, Guneş'ı yakından ınceleyccek(45 gunej yançapı ya da 0 12 AU) , Guneş'e yakına uçu^u gerçekleitırmeyı, rotası- nı gunc^ın yuzeyını ve bırlıkte donen bakış noktasının us- tundekı uzayı tctkık etmeyı, ve 38 derece kadar yuksekte- kı cnlemlerde Gune^ kutup bolgelerının goruntulerını elde etmeyı amaclamaktadır Şekıl 5 Solar Orbıter KOLTOn «OLU L/«İH1OB!«» «OIEJİ