Uydu itki sistemleri

Abstract

Uydular günümüzde neredeyse hayatımızın vazgeçilmez birer parçası haline gelmiştir. Tüm iletişim sistemleri, akıllı cihazlar, verilerin alınması ya da iletilmesi ve daha birçok bilimsel konuların yürütülmesi uydular yardımı ile gerçekleştirilmektedir. Uydu veya uzay araçlarının, fırlatıcı roketten ayrılması ile nihai misyon yörüngesine yerleştirilmelerini, ömürleri boyunca bulundukları yörüngeden bir başka yörüngeye transferlerini ya da bulundukları yörüngede çeşitli etkenlerden dolayı oluşan yönelim veya tutunum gibi yörünge unsurlarını kontrol etmek, gözlemlemek ya da düzeltmek gerekmektedir. Bu bağlamda, tüm uydu ve uzay araçların yörüngeleri etrafında dolaşım sağlayabilecek, kuvvet uygulayarak kısa süreli itme ve tork üretecek uzun süreli kayma mantığına dayanan itki sistemlerine ihtiyacı vardır. İtki sistemleri, itici gazın nozul vasıtası ile atılmasında kullanılan enerjinin kaynağına göre sınıflandırılmaktadır. Kimyasal itki sistemlerinde kullanılan yakıt, yanma odasında termodinamik ortamda ısıtılıp kinetik enerjiye dönüştürülerek hızlandırılır ve nozul vasıtası ile dışarı püskürtülerek itme kuvveti sağlanır. İtmeyi meydana getiren enerji, yakıt veya yakıt/yakıcı bileşeninin içerisinde depolanmıştır. Elektrikli itici sistemlerinde, itme kuvvetini meydana getirecek olan enerji yakıtta depolu değildir, enerji limiti bulunmamaktadır ve sistem dışarıdan nükleer, solar radyasyon toplayıcılar veya bataryalar tarafından desteklenmektedir. Toksik olmayan yeni nesil yeşil itici (green propellant system) ihtiyaçları, hidrazine dayalı itici güç sistemleri yasal düzenlemelere dikkat çekmektedir. Toksik olmayan alternatiflerinin önemli ekonomik faydalarının yanı sıra, Ay ve Mars misyonları, üst evreler, gezegenler arası robotik misyonlar ve fırlatma araçları uygulamaları için de kullanılabileceği değerlendirilmektedir.

Today, satellites have become indispensable parts of everyday life. All communication systems, intelligent devices, transmission and reception of data and many other scientific issues are carried out by satellites. Once satellite or space vehicles are separated from the launcher rocket, it is necessary to moving a spacecraft from an initial orbit to a mission orbit. Its also necessary to do some orbital maintenance and maneuvering operaitions to keeping the spacecraft in the desired mission orbit, attitude control to providing torque to help keep a spacecraft pointed in the desired direction as well as transfering them from the existing orbit to another desired orbit. In this context, all satellites and space vehicles need propulsion systems that can move around orbits, apply force to produce short-term propulsion and torque, and rely on long-term drift.The propulsion systems are classified according to the source of the energy used for throwing the propellant by means of the nozzle. The fuel/oxidizer used in the chemical propulsion systems is heated in the combustion chamber by heating in the thermodynamic environment to converted into kinetic energy than hot gases are accelerated through a nozzle and ejected from the system at a high exit velocity to produce thrust force. The energy to produce thrust is stored in the fuel or fuel/oxidiser component. In electric propulsion systems, the energy to produce thrust is not stored in the propellant, there is no energy limit, but has to be supplied from outside by an extra power source such as nuclear, solar radiation receivers or batteries. The new non-toxic green propellant system needs, hydrazine based propulsion systems draw attention to legal regulations. It is also assessed that non-toxic alternatives can be used in applications of Moon and Mars missions, upper stage of the rockets, interplanetary robotics missions as well as providing significant economical benefits.