Türk mühendisten uydular için yüksek hızlı motor

Zürih Bilişim Teknolojileri Elektrik Mühendisliği Departmanı (ETH Zurich) ve üniversiteye bağlı Celeroton firması, minyatür uyduların hareket ve manevra kabiliyetini ciddi ölçüde geliştirecek bir teknolojiye imza attı.

Uyduların rotasyonunu sağlayan reaksiyon tekerleri için geliştirilen elektrik motorlar, manyetik etkileşim ile çalışıyor ve dakikada 150,000 devir yapıyor.

ETH Zurich Power Electronic Sistemleri Laboratuvarı’nda (PES) görevli olan Arda Tüysüz, ‘geliştirdikleri sistemde aslına bakılırsa yeni bir teknoloji bulunmadığını’ söyledi. Tüysüz, “Elektronik sistem, manyetik yapı ve temel fizik prensibi anlayışı zaten oradaydı” ifadesini kullandı.

Tüysüz her ne kadar mütevazi de olsa, meslektaşlarıyla beraber en son teknoloji reaksiyon tekerlerinden 20 kat hızlı çalışan, enerji verimliliği çok daha yüksek ve boyutu çok daha düşük bir motor geliştirmeyi başardı. Celeroton ile yapılan denemelerde, reaksiyon tekerleri motoru dakikada 150,000 devire ulaştı.

Elektrikle çalışan reaksiyon tekerleri uyduların irtifasını değiştirmek için kullanılıyor. Reaksiyon tekerleri bir şaft (rotor) aracılığıyla motora bağlanıyor. Motora bağlı olan teker kendi ekseninde dönmeye başladığında, uyduya tork aktarılıyor. Zıt yönlerde hareket eden tekerler ve uydu, uydunun yeni bir konuma gelmesini sağlıyor.

Mevcut sistemlerde ne eksik?

ETH Zurich basın bildirisine göre, Tüysüz ve meslektaşlarının geliştirdiği yeni nesil reaksiyon tekerlerği motoru, riskler sunan mevcut teknolojiden çok üstün.

Mevcut sistemlerde, rotorlar ve reaksiyon tekerleri kısa sürede aşınan millerin üzerine monte ediliyor. Mekanik aksanı azaltmak için yapılan tasarımlar, motorların devir sayısını dakikada 6,000 ile sınırlıyor. Materyallerin oksidasyonunu ve yağların buharlaşmasını önlemek için de motorların düşük nitrojenli atmosferde hava geçirmeyen bir kafes içinde tutulması gerekiyor.

Motor ve şaftların yer aldığı sistemin mikro-titreşimleri tamamen önleyememesi, uyduların konumlanma kabiliyetine etki ediyor ve uydu içi iletişim yani lazer ölçümlerinde zamanla sorunlar yaşanıyor.

Yeni motor neler sunuyor?

Proje çalışmaları birkaç yıl önce başlayan ve iki yıl önce Japonya’da düzenlenen bir konferansta ilk sunumu yapılan yeni nesil uydu motoru, şu an küçük uydular için bir protoipi temsil ediyor.

Rotorun menyetik alanda herhangi bir yüzeyden bağımsız hareket ettiği motor, ayakkabı kutusu boyutundaki uyduların modern uydulardan çok daha gelişmiş hareket kabiliyeti kazanmasını sağlayacak.

Tüysüz, ‘manyetik destek sayesinde titreşimlerin ortadan kaldırıldığını’ söylerken, yağlamanın da artık gereksiz olacağını belirtti. Yerçekimsiz ortamda kullanılabilen motor, bir koruyucu kafes gerektirmeyeceği için uzayda çok daha etkin faaliyet gösterecek. Manyetik destek, sürtünme olmayacağı için reaksiyon tekerlerleğinin yumuşak ve kusursuz dönüş yapmasını sağlayacak.

ESA’nın gözünde büyüyen teknoloji

Minyatür uyduların çağına ayak attığımız günlerde, Tüysüz’ün elde ettiği çalışmalara en çok sevinen şüphesiz Avrupa Uzay Ajansı (ESA).

Tüysüz, genel olarak bakıldığınd ‘geliştirdikleri sistemin karmaşık olduğunu’ söylüyor. Tüysüz, PES olarak geliştirdikleri sistemin kontrol elektroniği üzerinde daha fazla çalışma yapmalarını gerektiğini belirtti.

EHT ve Celeroton tarafından geliştirilen minyatür uydu motoru, bugüne kadar birçok konferansta tanıtılsa da, ticari olarak henüz erişilebilir değil. ESA’nın yakın gelecekte birkaç deneme yapmak için yeni nesil motor taşıyan uydular ateşlemesi muhtemel.