Yakın bir gelecekte Ay ve Mars’a insanlı görevler düzenlemeyi, daha orta vadede ise buralarda kalıcı üstler kurmayı planlayan NASA, hayalini kurduğu bu uzay görevlerini mümkün hâle getirmek için adım adım yolu döşüyor. Mars’a uzanan bu yolda kurulacak “yakıt istasyonları” da NASA’nın planları arasında önemli bir yer tutuyor. Günümüzde geliştirilen büyük uzay araçları, özellikle de SpaceX’in Starship’i gibi dev roketler, yakıtlarının büyük bölümünü yalnızca Dünya yörüngesine ulaşmak için harcıyor. Bu da yolun geri kalanı için kısıtlı bir yakıt bırakıyor. Bu yüzden NASA, yolda yakıt ikmali yapmanın yollarını arıyor. Burada da devreye LOXSAT uydusu giriyor.
NASA tarafından geliştirilen LOXSAT (Liquid Oxygen Flight Demonstration) uydusu, uzayda kriyojenik yakıt depolama ve transfer teknolojilerini test edecek. Kriyojenik yakıtlar, son derece düşük sıcaklıklarda saklanması gereken sıvı oksijen ve sıvı hidrojen gibi yakıt türlerini kapsıyor. Bu yakıtlar, roket motorları için oldukça verimli olsa da uzayın zorlu koşullarında saklanmaları ciddi mühendislik problemleri yaratıyor. Özellikle mikro yerçekimi ortamında sıvının tank içinde nasıl hareket ettiği, sıcaklık değişimlerinin yakıt üzerindeki etkisi ve yakıtın uzun süre stabil şekilde korunabilmesi hâlâ çözülmeye çalışılan teknik sorunlar arasında yer alıyor.
LOXSAT görevi bu yaz düşük Dünya yörüngesine gönderilecek. NASA’nın açıklamasına göre uydu, Rocket Lab tarafından geliştirilen Photon uydu platformu üzerinde taşınacak ve Electron roketiyle uzaya gönderilecek. Net bir tarih verilmemiş olsa da Temmuz-Ağustos aylarına işaret ediliyor.
NASA’nın bu görevde odaklandığı en önemli konulardan biri “boiloff” adı verilen problem. Kriyojenik yakıtlar sürekli olarak aşırı düşük sıcaklıklarda tutulmak zorunda olduğu için, uzaydaki sıcaklık değişimleri nedeniyle yakıtın bir kısmı zamanla gaz hâline dönüşebiliyor. Bu durum tank içindeki basıncı arttırırken, uzay araçlarının güvenlik amacıyla bu gazı dışarı tahliye etmesini gerektiriyor. Ancak bu süreç aynı zamanda yakıt kaybı anlamına geliyor. Özellikle uzun süreli görevlerde bu kayıp ciddi bir sorun hâline geliyor.
SpaceX’in Ay Projesi Yakıt İkmaline Muhtaç
Aslında SpaceX’in Starship programında yaşadığı en büyük problemlerden biri de bu. Şirket şimdiye kadar yörüngede yakıt transferi gerçekleştirebilmiş değil. Oysa NASA’nın Artemis programı kapsamında Ay’a insan indirebilmesi için, Starship’in uzayda yakıt ikmali yapabildiğini göstermesi gerekiyor. Çünkü Starship HLS varyantı, Ay’a iniş görevlerinde tamamen kriyojenik yakıtlara bağımlı olacak.
LOXSAT görevi sırasında 11 farklı kriyojenik sıvı yönetim teknolojisi test edilecek. Bu teknolojiler arasında yakıt kaybını azaltma, tank basıncını stabil tutma, mikro yerçekiminde sıvı transferi gerçekleştirme ve tank içinde ne kadar yakıt kaldığını hassas biçimde ölçebilme gibi kritik sistemler bulunuyor. Özellikle uzay ortamında sıvının klasik anlamda “aşağı” doğru hareket etmemesi, tank içindeki yakıt seviyesini ölçmeyi Dünya’dakinden çok daha karmaşık hâle getiriyor.
NASA, LOXSAT ile test edilecek bu teknolojilerin gelecekte “uzay yakıt istasyonları” kurulmasının önünü açabileceğini düşünüyor. Dünya yörüngesinde ya da Ay çevresinde konumlandırılacak yakıt istasyonları sayesinde uzay araçları uzun görevler öncesinde burada yakıt ikmali yapabilecek. Bu da hem daha büyük yüklerin taşınmasına hem de Mars gibi uzak hedeflere insan gönderilmesine imkân tanıyacak.
Diğer yandan bu alandaki yarışta ABD yalnız değil. Çin’in de son yıllarda yörüngede yakıt transferi konusunda önemli çalışmalar yaptığı biliniyor. Özellikle Shijian 21 ve Shijian 25 uydularının bazı yörüngesel yakıt transfer teknolojilerini test ettiği iddia ediliyor. Ancak bugüne kadar ne ABD ne de Çin, iki büyük uzay aracı arasında tam ölçekli kriyojenik yakıt transferini başarıyla gerçekleştirebilmiş değil. 2028 için planlanan Artemis IV görevi öncesinde, NASA’nın yörüngede yakıt ikmali yapabildiğini göstermesi gerekiyor. LOXSAT’tan gelecek sonuçlar, Artemis programının geleceği için belirleyici rol oynayabilir.
