Gizmodo Bilim Fuarı: Kontrol Edilen Patlamaları İteşime Dönüştüren Roket Motoru

Venus Aerospace, dünyanın ilk yüksek itişli Döner Detonasyon Roket Motorunu (RDRE) inşa edip test ederek 2025 Gizmodo Bilim Fuarında birincilik ödülünü kazandı.

Soru

Bilim insanları onlarca yıldır roket motorlarında detonasyonun nasıl olabileceğini düşünüyor—peki ya bu motor laboratuvar dışında da çalışabilir mi? Roket itiş sistemlerinde bir devrim yaratabilir mi ve daha verimli uzay uçuşuna giden yolları açabilir mi?

Sonuçlar

2020 yılında bir karı-koca tarafından kurulan Venus Aerospace, bu yılın başlarında roket motorunun ilk test uçuşunu başarıyla gerçekleştirdi. Uçuş, yüksek hızlı uçuş teknolojileri için önemli bir aşamaydı ve dünya ticari hipersonik uçuşa bir adım daha yaklaştı.

14 Mayıs’ta, Houston merkezli girişim, motoru ateşleyip, küçük bir roketi New Mexico çölü üzerinde 1.340 metre (4.400 feet) yüksekliğe çıkardığında tarihe geçti.

Venus Aerospace’in kurucu ortağı ve CEO’su Sassie Duggleby Gizmodo’ya, “Motorun test tezgahında çalışmasını sağlamak başka bir şeydi, o didiş ve gereken her şeyi yapması bir şeydi ama bu motoru uçurduğumuzda tamamen başka bir şeydi,” dedi. “Dört yıl boyunca hayalini kurduğumuz bir şeydi ve tamamen kusursuzdu, fırlatma daha iyi olamazdı.”

Motor, yedi saniye boyunca yanarak yaklaşık 907 kilogram (2,000 pound) itiş gücü üretti ve roketi saatte yaklaşık 616 kilometreye (383 mil) çıkardı – yani ses hızının yaklaşık yarısı. Roket, yaklaşık 30 saniye uçtuktan sonra paraşütle yere indi. 

RDRE, bir dizi detonasyon yoluyla itiş üretir, yüksek basınçlı yakıtı bir yanma odasının içinde bir oksitleyici ile birleştirir. Geleneksel roket motorları araçları egzoz yoluyla ateşlerken, RDRE’lerle şok dalgaları yoluyla itilirler. “Her yakıt damlasında, aslında daha fazla enerji çıkarıyoruz, yani bu daha verimli bir yanma,” diye açıkladı Duggleby.

Detonasyon motorunun hareketli parçaları yoktur; yanma, yakıtın oksitleyici ile birleşmesiyle oluşur ve üzerinde dönen bir süpersonik dalga basınç oluşturur. Bilim insanları ilk kez 1960’larda RDRE hakkında teoriler öne sürdüler ve döner detonasyon dalgalarının deneysel çalışmalarını yürütmeye başladılar. Bu günlerde, 3D baskı gibi yeni teknolojiler RDRE’yi teoriden gerçeğe taşıdı.

Neden yaptılar?

Yaklaşık yedi yıl önce Duggleby ve eşi Japonya’nın Yokosuka şehrinde yaşıyorlardı. Bir Pazar öğleden sonra, çift, Sassie’nin büyükannesinin doğum günü için Güney Kaliforniya’ya uçup uçmayacaklarını ve 13 saatlik uçuşa kızlarını da dahil edip etmeyeceklerini tartışıyorlardı. 

Normal bir tatil lojistik sohbeti olarak başlayan bu konuşma, Andrew Duggleby’nin teorik olarak onları bir saat içinde eve uçurabilecek bir roket motoru fikrini ortaya atmasıyla çığır açan bir girişim hikayesine dönüştü. “O an ona gerçekten güldüm ama üç ay önce o roket motorunu uçurduk,” dedi Duggleby.

Bir yıl sonra çift, akademik düzeyde RDRE test eden mühendislerle Virgin Orbit’te çalışıyordu. Nisan 2020’de bir makaleCombustion and Flame dergisinde yayınlandı ve RDRE’de sürekli detonasyonun deneysel kanıtları sunularak üst aşama roketler için potansiyel kullanımını gösterdi.

Duggleby, “Etrafımızdaki harika insanlara baktık ve birisi bu motoru gördüğünde ticari hale getirmek isteyeceğini düşündük,” diye hatırlıyor. “Sonunda bunu yapanların biz olduğumuzu fark ettik.”

Çift pandemide işlerini bırakarak zomerliyip güçlü roketlerini inşa etme fikirlerini sürdürmek için Venus Aerospace’i 2020’de kurdu, böylece dünyanın en verimli, yeniden kullanılabilir hipersonik motorlarını mühendis etmeyi hedeflediler. O zamandan beri şirket, 80 milyon dolardan fazla finansman topladı. 

Neden kazananlar?

Son 10 yılda, roket şirketlerinin sayısı sadece bir avuç tanınmış oyuncudan dünya çapında yüzlerce startupa çıktı. Bugün, roket işi patlama yaşıyor ve yörüngeye erişim, yeniden kullanılabilir araçlarla ve düşük maliyetli görevlerle tarihte hiç olmadığı kadar yüksek. Ancak, roket motoru verimliliği neredeyse aynı kalmıştır.

Venus Aerospace’in RDRE’si, geleneksel roket motorlarından %15 daha fazla verimlilik sağlamak üzere tasarlandı.

Duggleby, “SpaceX’in bugün kullandığı motor, Apollo misyonlarını başlatmak için 50 yıldan fazla süre önce kullandığımız [Saturn V motoru] yüzde 2 daha verimli,” dedi.

Venus Aerospace’e göre, roket motorlarında daha yüksek verimlilik sağlamak yakıt tüketimini azaltır, güç artırır, yük kapasitesini artırır ve uçuş menzillerini uzatır. Teknoloji ayrıca hipersonik uçaklar için yüksek hızlı seyahatlerin kilidini açma potansiyeline sahip. 

“Hipersonik” ses hızının 5 katı ya da daha hızlı seyahat edebilen araçları tanımlar. O hızlarda bir uçak Tokyo’dan kalkıp bir saatte Los Angeles’a inebilir. 

Duggleby “Detonasyon motoru, ramjet denen şeyle birleştirildiğinde yüksek hızlı uçuşun kutsal kâsesi,” dedi. “Tek bir motorla, hareketli parça olmadan kalkıştan Mach 4 veya Mach 5’e çıkabilirsiniz. Bu bizim nihai hayalimiz.”

Sırada ne var?

İlk test uçuşunun başarısından sonra, Venus Aerospace, hem ticari hem de savunma müşterileri için detonasyon motoruna büyük ilgi gördü. 

Duggleby, “Bu teknolojiyi ilerletmeye devam edeceğiz, çünkü birçok farklı grup motorumuzu sistemlerine entegre etmekle oldukça ilgileniyor,” dedi. “Teknolojiyi ilerletmeye devam edeceğiz ve gerçekten pazara sunacağız ve kullanıma sokacağız.”

Duggleby, Venus mühendisleri uçabilecek bir motora sahip olmadan önce başarısız prototiplerle dolu “roket motoru petting hayvanat bahçesi” diye adlandırdıkları bir alanları olduğunu esprili bir dille belirtiyor. “Başarısızlıktan başarıdan daha fazla şey öğreniyorsun,” dedi. “Ekibimize hızlıca başarısız olup, öğrenip, sonra değişiklik yapmasını gerçekten teşvik ediyoruz.”

Takım

Bu bir şirket genelindeki girişimdir, ancak önemli katkıda bulunanlar arasında kurucu ortak ve CEO Sassie Duggleby; kurucu ortak ve CTO Andrew Duggleby; operasyonlar başkan yardımcısı Tom Barron; finans bölüm başkanı Brian Heckler; ürünler ve ileriye dönük planlardan sorumlu başkan yardımcısı Nick Cardwell; uçuş operasyonları kıdemli direktörü Dave Mahoney; üretim, entegrasyon ve lojistik kıdemli direktörü Aubrey Yates; mühendislik kıdemli direktörü Eric Wernimont; ve test direktörü Aubrey McCravey yer alıyor.

Tüm 2025 Gizmodo Bilim Fuarı kazananlarını görmek için buraya tıklayın.