4­8­ ­a­d­e­t­ ­A­A­ ­p­i­l­ ­v­e­ ­2­0­ ­d­o­l­a­r­l­ı­k­ ­b­i­r­ ­m­i­k­r­o­i­ş­l­e­m­c­i­ ­i­l­e­ ­ç­a­l­ı­ş­a­n­ ­u­y­d­u­,­ ­a­l­a­n­ ­ç­ö­p­l­ü­ğ­ü­n­ü­ ­a­z­a­l­t­m­a­n­ı­n­ ­d­ü­ş­ü­k­ ­m­a­l­i­y­e­t­l­i­ ­b­i­r­ ­y­o­l­u­n­u­ ­g­ö­s­t­e­r­i­y­o­r­

Sağduyu, uzay görevlerinin yalnızca milyonlarca dolarlık bütçelerle, Dünya atmosferinin ötesindeki acımasız koşullara dayanacak şekilde inşa edilmiş malzemelerle ve yüksek eğitimli uzmanlar tarafından yapılan çalışmaların sonucunda gerçekleşebileceğini öne sürüyor.

Ancak Brown Üniversitesi’nden mühendislik öğrencilerinden oluşan bir ekip, bu varsayımı alt üst etti.

Kısıtlı bir bütçeyle ve çoğu hırdavatçıda bulunan hazır malzemeleri kullanarak bir uydu inşa ettiler. Hatta 48 Energizer AA pil ve robot meraklıları arasında popüler olan 20 dolarlık bir mikroişlemci ile çalışan uyduyu yaklaşık 10 ay önce Elon Musk’ın SpaceX roketine otostopla uzaya gönderdiler.

Şimdi, Hava Kuvvetleri Uzay Komutanlığından alınan yeni bir veri analizi, uydunun yalnızca başarılı bir şekilde çalışmakla kalmayıp, aynı zamanda tüm mevcut ve uzay araçları için potansiyel bir tehlike oluşturan büyüyen uzay enkazı sorununu azaltma çabaları üzerinde çok çeşitli etkileri olabileceğini gösteriyor. geleceğin uzay araçları

NASA’ya göre, şu anda Savunma Bakanlığı’nın küresel Uzay Gözetleme Ağı tarafından izlenen yörünge enkazı veya uzay çöpü olarak adlandırdığı 27.000’den fazla parça var. Yörünge enkazı, Dünya’nın yörüngesinde artık yararlı bir işleve hizmet etmeyen insan yapımı nesnelerden, örneğin işlevsiz uzay aracı, terk edilmiş fırlatma aşaması araçları, görevle ilgili enkaz ve parçalanma enkazı arasında değişir. Ayrıca, görevleri tamamlandıktan sonra bazen onlarca yıl yörüngede kalan feshedilmiş uyduları da içerir.

Brown’da yardımcı doçent mühendislik profesörü olan Rick Fleeter, çoğu uydunun ortalama 25 yıl veya daha uzun süre yörüngede kaldığı göz önüne alındığında, bu bir sorun olduğunu söyledi. Böylece öğrencileri, uzaya fırlatılmak üzere kendi uydularını tasarlama ve inşa etme konusunda ömürlerinde bir kez karşılaşacakları bir şans yakalayınca, potansiyel bir çözüm tasarlamaya karar verdiler.

Öğrenciler, inşa ettikleri ekmek somunu büyüklüğündeki küp uyduya, Kapton poliimid filmden yapılmış 3 boyutlu baskılı bir sürükle yelken eklediler. İlk verilere göre, Uluslararası Uzay İstasyonu’nun yörüngesinin oldukça yukarısında yaklaşık 520 kilometrede konuşlandırıldıktan sonra yelken bir şemsiye gibi açıldı ve uydunun Dünya’ya daha erken geri itilmesine yardımcı oluyor. Aslında uydu, onunla konuşlanan diğer küçük cihazların çok altında. Örneğin, Mart ayı başlarında, uydu Dünya’dan yaklaşık 470 kilometre yukarıdayken, diğer nesneler yaklaşık 500 kilometre veya daha fazla bir yükseklikte hala yörüngedeydi.

Fleeter, “İzleme verilerinde, gözle görülür şekilde diğerlerinin altında olduğumuzu ve onlardan hızla uzaklaştığımızı görebilirsiniz,” dedi. “Uydumuzun yeniden girişe doğru alçaldığını, diğerlerinin ise daha yukarıda güzel bir dairesel yörüngede olduğunu görebilirsiniz.”

Veriler, SBUDNIC olarak adlandırılan öğrenci uydusunun, öğrencilerin sürükleme cihazı olmadan hesapladığı tahmini 25 ila 27 yıla kıyasla beş yıl içinde yörüngeden çıkacağını gösteriyor.

Fleeter ve Brown öğrencileri, halka açık izleme verilerinin ilk analizlerinin, bu tür bir yelkenin Dünya etrafındaki yörüngedeki uzay enkazının sayısını azaltma çabasının bir parçası olabileceğine dair bir kavram kanıtı olarak hizmet ettiğine inanıyor. Benzer yelkenlerin aynı boyuttaki diğer cihazlara eklenebileceğini veya gelecekte daha büyük projelere ölçeklendirilebileceğini umuyorlar.

Fleeter, “Bunun nasıl çalıştığına dair teori ve fizik oldukça iyi kabul edildi” dedi. “Bu görevin gösterdiği şey, onu nasıl gerçekleştirdiğinizle ilgiliydi – bunu yapan bir mekanizmayı nasıl inşa ettiğiniz ve bunu hafif, küçük ve uygun fiyatlı olacak şekilde nasıl yaptığınız.”

Proje, Brown’s School of Engineering’deki araştırmacılar ile İtalya Ulusal Araştırma Konseyi arasındaki işbirliğinin bir sonucudur. Ayrıca D-Orbit, AMSAT-İtalya, La Sapienza-Roma Üniversitesi ve NASA Rhode Island Space Grant tarafından da desteklenmektedir. Uydunun adı, Dünya’nın yörüngesinde dönen ilk uydu olan Sputnik’te bir oyundur ve aynı zamanda proje katılımcılarının kısaltmasıdır.

Bu, Brown öğrencileri tarafından son yıllarda yörüngeye gönderilen ikinci küçük uydu. Önceki uydu EQUiSat, Dünya’nın etrafında 14.000 tur attıktan sonra görevini sonlandırdı ve 2020’nin sonunda atmosfere tekrar girdiğinde yandı.

Bununla birlikte, SBUDNIC’in, neredeyse tamamen uzayda kullanılmak üzere tasarlanmamış malzemelerden yapılmış ve yörüngedeki diğer nesnelerle karşılaştırıldığında astronomik olarak çok düşük bir maliyetle yörüngeye gönderilen türünün ilk örneği olduğuna inanılıyor. Öğrencilerin tasarladığı küp uydunun toplam maliyeti yaklaşık 10.000 dolardı.

Fleeter, “Haberlerde duyduğumuz büyük karmaşık uzay görevleri şaşırtıcı ve ilham verici, ancak aynı zamanda uzayın yalnızca bu tür özel girişimler için olduğu mesajını da veriyorlar” dedi. “Burada, bu olasılığı daha fazla insana açıyoruz… Tüm engelleri yıkmıyoruz, ancak bir yerden başlamalısınız.”

Brown’daki öğrenciler tarafından tasarlandı

Uydu, yaklaşık yarısı Brown’s School of Engineering’den ve diğerleri ekonomi, uluslararası ilişkiler ve heykel gibi çeşitli alanlardan olan yaklaşık 40 kişilik bir grup tarafından bir yıl içinde tasarlandı ve inşa edildi. Fleeter’in 2021 Baharında verdiği ENGN 1760: Design of Space Systems kursunda başladı.

İtalyan havacılık şirketi D-Orbit, bir yıl içinde fırlatılacak olan SpaceX Falcon 9 roketinde bir uydu açılışı için yaklaştı. Fleeter, uzay sistemleri tasarımı konusundaki ilk seminerlerini yeni dinlemiş olan öğrencilerine döndü ve onlara bu fırsatı sundu.

Oradan yarış başladı.

Öğrenciler, genellikle tekliflerinin uygulanabilirliği hakkında geri bildirim ve mühendislik rehberliği sağlayan endüstri danışmanlarıyla birlikte çalışarak, uydunun bireysel alt sistemlerini kavramsallaştırarak ve tasarlayarak başladılar. Öğrenciler daha sonra uydunun teknik yönlerini yöneterek ve idari parçaları koordine ederek planlarını uygulamaya koyarlar. Gereken sürekli prototip oluşturma, test etme ve iyileştirme, öğrencilerin saatler ve beyin gücü açısından muazzam bir çaba sarf etmesi anlamına geliyordu.

Geçen yıl Brown’dan biyomedikal mühendisliği alanında yüksek lisans derecesi ile mezun olan ve şef olarak görev yapan Marco Cross, “Brown Tasarım Atölyesi sabah 4’te çok sessiz ve o zamanlar orada sayamayacağım kadar çok kez bulundum” dedi. SBUDNIC için mühendis.

Öğrenciler ihtiyaç duydukları malzemeleri yerel mağazalardan ve çevrimiçi perakende satış web sitelerinden satın aldılar. Uzayda hayatta kalabilmek için sık sık malzemelerine şık geçici çözümler tasarlamak zorunda kaldılar. Cross, yaklaşımın genellikle, roket fırlatılmasından kaynaklanan yüksek titreşim gibi, uzayın belirli çevresel koşullarını kopyalayan test aparatları ile ortaya çıkması anlamına geldiğini söyledi. Örneğin ekip, uydunun elektroniğini güneşten korumak için oluşturdukları termal kalkanı test etmek için bir vakum odasında sürüngen ısıtma lambaları kullandı.

Fırlatma izni alabilmek için uydunun kalifikasyon testlerini geçmesi ve SpaceX ile NASA’nın izlediği katı kural ve düzenlemeleri karşılaması gerekiyordu. Cross, “Sıfır hata toleranslı bir ortamdır” dedi. “Takım asla pes etmedi”

Öğrenciler bir dizi vakum, termal ve titreşim testinden sonra yeşil ışık yaktı. Daha sonra bir grup, D-Orbit’in daha büyük taşıyıcı uydusuna yerleştirilebilmesi ve daha sonra SpaceX roketine konulabilmesi için SBUDNIC’i teslim etmek üzere Florida’daki Cape Canaveral’a gitti.

Öğrenciler, projenin kendilerini yaratıcılar ve yenilikçiler olarak görmelerine yardımcı olduğunu ve bu deneyimin gelecekte iyi kullanacakları derslerde kök saldığını söylediler.

Brown’da son sınıf öğrencisi ve proje liderlerinden biri olan Selia Jindal, “Bu programda öğrendiklerimi Lockheed Martin Space’te stajyerlik yapmak için kullanmaya devam ettim” dedi. “Bu proje gerçekten dünyayı nasıl gördüğümü şekillendirmeme yardımcı oldu ve lisans deneyimimi şekillendirmede son derece etkili oldu. Bu duygu bana özgü değil. Benim gibi birçok ekip üyesi, daha önce uzay endüstrisinde hiçbir deneyime sahip olmadan SBUDNIC’e geldi ve ayrıldı. Doktora yapmaktan SpaceX’te mühendisliğe kadar endüstri genelinde SBUDNIC mezunlarımız var.”

Bulgularını konferanslarda sunmanın ve verilerini bir yayına göndermenin yanı sıra, SBUDNIC ekibi şu anda Rhode Island’daki okullarda bir dizi sunum planlıyor. Geleceğin mucitlerine ilham vermeyi ve lise öğrencilerini uzay mühendisliği ve tasarımında kendilerine sunulan fırsatlar konusunda daha fazla bilinçlendirmeyi umuyorlar.

Brown Üniversitesi tarafından sağlanan

Alıntı: 48 adet AA pil ve 20 dolarlık bir mikroişlemci ile çalışan uydu, uzay çöplüğünü azaltmanın düşük maliyetli bir yolunu gösteriyor (2023, 16 Mart), 16 Mart 2023 tarihinde https://phys.org/news/2023-03-satellite-powered- adresinden alındı. aa-piller-mikroişlemci.html

Bu belge telif haklarına tabidir. Kişisel çalışma veya araştırma amaçlı adil ticaret dışında, yazılı izin olmaksızın hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik sadece bilgilendirme amaçlıdır.