Tohoku Üniversitesi’nde yürütülen çalışma, Dünya yörüngesini tehdit eden uzay çöplerine temassız ve ölçeklenebilir bir çözüm sundu. Araştırma ekibi, işlevini yitirmiş uydular ve roket kademeleri gibi enkazı plazma egzozu ile uzaktan yavaşlatıp kontrollü biçimde atmosferde yakmayı hedefleyen çift yönlü plazma fırlatma tipi elektrotsuz plazma iticisi geliştirdi. Doç. Kazunori Takahashi, yüksek hızlı, kontrolsüz enkazın aktif uydularla çarpışma riskini artırarak yörünge güvenliğini tehlikeye attığını belirtti. Yeni itkinin, sürdürülebilir uzay faaliyetleri için kritik bir araç olabileceğini vurguladı.
ÇİFT YÖNLÜ İTİCİ
Klasik yörüngeden çıkarma yaklaşımlarında robotik kollar, ağlar ve ipler gibi temaslı yöntemler, özellikle dönerek savrulan parçalarla düğümlenme riski taşıyor. Son yıllarda öne çıkan plazma iticileri ise hedefe plazma akışı göndererek sürükleme (drag) yaratmayı amaçlıyor; ancak plazmanın geri tepmesi, servis uydusunu hedefinden uzaklaştırarak etkiyi zayıflatabiliyor. Takahashi’nin konsepti, aynı anda iki karşıt plazma akımı üretip bunlardan birini enkaza yönlendirirken diğerini zıt yöne püskürterek net geri tepme kuvvetini dengelemeye dayanıyor. Böylece servis uydusu konumunu korurken hedefe istikrarlı frenleme uygulanabiliyor.
GERİ TEPME DENGESİ
Araştırma, iticinin yalnızca denge kurmakla kalmayıp performansı artıracak bir manyetik mimari de kazandığını gösterdi. Ekip, plazmayı hapsedip odaklayan ‘tepe’ (uç) manyetik alanı ile akışın hedef üzerindeki yavaşlatma kuvvetini üç katına kadar çıkardı. Bu sayede belirli bir mesafeden sürekli ve ölçülü frenleme yapılarak enkazın irtifası düşürülebiliyor; parça, atmosfere girdikten sonra ısı ile yanarak güvenli biçimde yok oluyor.
DÜŞÜK MALİYETLİ VE DAHA GÜÇLÜ
Vakum odasında yürütülen deneyler, çift yönlü plazma mimarisinin itki dengesini başarıyla sağladığını doğruladı. Ekip, uç manyetik alanın eklenmesiyle önceki deneylere göre üç kat daha yüksek frenleme değerlerine ulaşıldığını raporladı. Sistem ayrıca, geleneksel seçeneklere kıyasla daha ucuz ve yaygın bir itici gaz olan argon ile çalışabiliyor; bu da tedarik ve operasyon maliyetlerinde avantaj sunuyor.
SÜRDÜRÜLEBİLİR ÇÖZÜM
Alçak Dünya yörüngesinde 14 binin üzerinde parça tespit edilmiş durumda ve sayı artıyor. Takahashi, çift yönlü iticinin özellikle büyük enkaz üzerinde etkili kullanılması halinde, zincirleme çarpışmalarla yörüngeyi kullanılamaz hale getirebilecek Kessler sendromu riskini azaltabileceğini değerlendiriyor. Temassız frenleme yaklaşımı, aktif uyduların güvenliğine katkı sağlarken navigasyon ve görev sürekliliğini korumayı hedefliyor.
Araştırma ekibine göre, sonraki adımlar; yörüngesel gösterim, plazma huzmesinin hedef hassasiyeti ve mesafe-tüketim optimizasyonu, çoklu hedef senaryolarında görev planlama algoritmaları ve servis uydusu yönelim/konum kontrolü ile entegrasyon olacak. Teknolojinin olgunlaşması, çöp kaldırma görevlerinin daha güvenli, düşük riskli ve maliyet etkin yürütülmesine kapı aralayabilir.
