#

Amerikan Roketleri Neden Rus Motoru Kullanıyor?

Bu yazı, Uzay Çağında Yolculuk Youtube kanalımızda bulunan “Amerikan Roketleri NEDEN Rus Motoru Kullanıyor?” adlı videomuzun yazılı metninin sitemize uyarlanmış halidir.

26 Aralık 1991, Sovyet Sosyalist Cumhuriyetler Birliği çöktü. Moskova’dan kızıl bayrak indirildi. Rusya Federasyonu bayrağı göndere çekildi. Bir çağ kapandı, yeni bir çağ başladı. Bu konuya çok fazla açıdan bakılabilir. Amerikalılar içinse bu, yani demir perdenin açılması, onlarca yıllık Sovyet propagandalarını araştırma zamanıydı. Bu propagandaların çoğu sadece boş propagandalardan ibaretti, fakat bazıları hariç…

Sovyetlerin çöküşünden hemen sonra Amerikan roketçiliği devlerinden Aerojet ve Lockheed Martin devreye girerek çelik perdenin ardındaki efsanevi motorları araştırmaya başladı.

Aerojet’den Bill Hoffman ve ekibi de bu amaçla Moskova’ya gitmişti. Onlarca insan kaldıkları oteli ziyaret ederek Hoffman ve ekibi ile görüştü. Ziyaret edenlerden biri ise geçmişte Sibirya’da NK-33’lerin test edildiği tesistendi. Arada hemen hatırlatmak ta var ki, biz geçmişte yaptığımız “Sovyetlerin Gizli Ay Görevleri: Başarısız İnsanlı Ay Görevi” adlı videomuzda NK-33’ü biraz anlatmıştık. Bu motor hakkında daha çok şey öğrenmek istiyorsanız o videomuzu izleyebilirsiniz. Bu videoda da kendisinden birazcık bahsedeceğiz. Neyse, işte bu tesisten gelen adam vasıtasıyla Hoffman ve ekibi, zamanında efsanevi Sovyet Ay roketi N1 için NK-33’leri geliştirmiş Nikolay Kuznetsov’un kendisiyle bir toplantıda buluştu.

İki Adet Sovyet Ay Roketi N1 Rampada

Ve Kuznetsov, Aerojet heyetini tasarım bürosunun Samara’daki merkezine davet etti. Fakat bu davetin asıl odağı merkezin yakınlarındaki gizli bir depoda saklıydı. İşte bu depoda Aerojet heyetinin tam da istediği şey, 20 yıldır gizli bir şekilde saklanıyordu. Deponun kapıları açıldı… İçerisi Hoffman’ın da tabiri ile tam bir “Roket Motoru Ormanı”ydı. 70’li yıllarda Sovyet İnsanlı Ay Programı sonlandırılınca, Moskova’dan program için üretilen her şeyin parçalanması emri geldi. Buna tabi ki de programın bel kemiği NK-33’ler de dahildi. Fakat Kuznetsov bu emre karşı çıkarak bu gizli depoda motorlarını 20 yıl boyunca saklamayı başarmıştı.

İşte şimdi, Kuznetsov’un zamanıydı. Fakat mühendislerin bu motorlar hakkında şüphesi vardı. Bu şüpheleri anlamak için NK-33’ü biraz bakalım. NK-33, tarihte geliştirilmiş ilk kapalı döngülü roket motorlarından biridir. Peki nedir bu kapalı/açık döngülü motorlar? Bunu basit bir motor şeması üstünde anlatmak daha iyi olacaktır. Gördüğünüz gibi motorun nozülü, iki farklı yakıt tankı ve yakıt boruları. Açık döngülü motorlarda yakıt önce turbo pompalar ile çok yüksek basınçlarla pompalanır, ardından yakıt ve oksitleyici adeta küçük bir roket motoru olan ön yakıcı haznesinde buluşturularak bir yanma reaksiyonu başlatılır. Buradaki gazın etkisi ile türbin döndürülür ve türbin ile ortak şaftta bağlı olan turbo pompalar dönerek daha çok yakıt pompalar ve tam bir döngü oluşur. Fakat bu döngünün bir sonu vardır. Başka bir hattan koyu renkli egzoz gazı dışarı atılarak döngü sonlandırılır. Günümüzde bu türe en iyi örnek SpaceX’in Merlin 1D motorudur.

Kapalı döngüde ise hikâye yine aynıdır, buradaki tek fark: Ön yakıcıdan çıkan gazın tekrar sisteme kazandırılmasıdır. Bu şekilde bir damla yakıt bile israf olmaz. Fakat bu söylediğimiz kadar basit bir şey değildir. Çünkü özellikle Kerosen kullanan motorlarda egzoz gazını tekrar sistemde kullanmak “coking” adı verilen ciddi bir soruna yol açar. Nedir bu coking? Kısaca yanmış egzoz gazının içindeki kerosen atomlarının bir araya gelerek yakıt borularının duvarlarına yapışmasıdır. Emin olun bu, motor için hiç de iyi sonuçlar doğurmaz. Bu soruna tek bir çözüm ile gelinebilir. O da yanma odasında normalden fazla oksijen yakmaktır. İşte buna da oksijence zengin kapalı döngü deniyor. Fakat fazla oksijen yakmak demek egzoz gazınızın çok daha sıcak ve tehlikeli ama bir o kadar da verimli olması demektir. Neyse bu kadar teknik yeter, ama siz yeter değil diyorsanız açıklamalar bölümünden Discord sunucumuza gelebilir ve bu tarz teknik konuları daha da derinlemesine öğrenebilirsiniz.

Evet, demin de dediğimiz gibi, kapalı döngü zordur. Bu yüzden de uzay yarışının ilk zamanlarında Sovyetlerde ABD’de açık döngülü motorlara yöneldi. Fakat bu ilerleme Sovyetlerin lehine değildi. N1 ay roketi için aşırı verimli bir motora ihtiyaçları vardı. Bu verim açık döngü motorlarla sağlanamadığından, dünyanın ilk kapalı döngülü roket motorunu, yani NK-15’i onun üzerinden de NK-33’ü geliştirdiler. Üstelik bunlar oksijence zengin yanmalı motorlardı. Bu, o zamanlar için Batılı roket bilimcileri için imkânsız gözü ile bakılan bir şeydi. O kadar yüksek sıcaklıktaki gazı borulardan stabil şekilde geçirerek yanma odasında tekrar bir reaksiyona sokmak… Gerçekten zamanın çok ötesinde idi.

Fakat Sovyetler, gelişmiş metalürji bilimleri ve üretim yöntemleri ile bunu üstesinden geldiler. İşte bu Rus mühendislik harikası ne kadar muhteşem dursa da Amerikalıların onun hakkında şüpheleri vardı. Bu şüpheleri yok etmek için bir motor Ekim 1995’te Samara’dan Aerojet’in Sacramento, Kaliforniya’daki tesisine, tam ölçekli bir test için getirildi. Öğlen saatlerine doğru NK-33 tüm gücüyle ateşlendi. Kükremesi Amerika semalarını deliyordu. Çok güçlü ve çok iyiydi, tam da söylendiği gibi. Bu saatten sonra Aerojet için her şey tamamdı, tanesi 1.1 milyon $’dan 36 adet NK-33’ü yeni nesil Amerikan roketlerinde kullanmak üzere satın aldılar.

Ardından 20 yıllık motorların eski aviyoniklerini modern Amerikan aviyonikleri ile değiştirerek AJ-26 motorunu ortaya çıkardılar. AJ-26, ISS’e Cygnus kargo aracını taşıyan Antares roketlerinde kullanıldı, ta ki 2014’teki kazaya kadar. Bu kazadan sonra AJ-26’lar rafa kaldırıldı. Fakat yine de onların boşluklarını başka bir Rus motoru olan RD-181 tamamladı ve hala tamamlamaya devam ediyor. Hatırlarsanız video metninin başında Aerojet’in yanında Lockheed Martin’den de söz etmiştik. Onlar da yeni nesil Atlas III roketleri için gözlerini RD-180’e dikmişti.

RD-180, 70’li yıllarda Sovyet roketçiliğinin efsanelerinden Valentin Gluşko ve ekibi tarafından geliştirilmiş RD-170’in “yarısıdır”. Evet yanlış duymadınız, yarısı. RD-170, Sovyet Uzay Mekiği Buran’ı taşıyan Energia roketi için geliştirilmişti. Ve kendisi halen tarihte yapılmış en güçlü sıvı yakıtlı roket motorudur. Saturn V’in F-1’lerinden bile daha güçlülerdi. F-1’in tek yanma odasına karşın 4 tane yanma odası vardı RD-170’in. İşte bu 4 yanma odasından 2’sini çıkarıp biraz modifiye edince de karşımıza RD-180 ortaya çıkıyor. Tabi ki bu motorlarda NK-33 gibi oksijence zengin kapalı döngülü motorlardı. Bu yüzden Lockheed çalışanları Rus’ların motor için verdikleri değerlere yine inanamamışlardı. Çünkü o zamanlar sahip oldukları en iyi motordan bile iyiydi RD-180.

Bu yüzden onlar da Aerojet gibi motoru test etmek istediler. Bu kez RD-180’in kükremesi ile yer gök inlemişti. Test sonrası verilere bakan çalışanların kafalarındaki şüpheler ise bir anda buharlaşmıştı. Çünkü her şey vaat edildiği gibiydi. O saatten sonra Lockheed Martin bir çok kez Rusya’dan motor alımı yaptı. Takvimler 24 Mayıs 2000’i gösterirken Lockheed’in yeni roketi Atlas III, fırlatma için hazırdı. Fakat bu kez onlarca yıllık mazinin aksine bu sefer bir Amerikan roketinin altında Rus motorları vardı. Tüm hazırlıklar tamamlandı ve RD-180 Cape Canaveral’da bu kez uzaya gitmek üzere ateşlendi. Motor, tamamen sorunsuz bir şekilde görevini yerine getirmiş, yükler istenilen yörüngeye yerleştirilmişti. Ardından Lockheed, yeni geliştirdikleri Atlas V için de RD-180 kullanmak adına birkaç alım daha yapmıştı. RD-180’lerin 90’larda yapılan satışı için maalesef kesin bir fiyat bulamadık. Fakat ilerleyen tarihlerde bu motorların tanesinin yaklaşık 9-10 milyon $’a satıldığını da eklemekte fayda var.

Tüm bu hikayeler boyunca aklınıza şu gelmiş olabilir? Boeing nerede? Çünkü Amerikan roketçilik devlerinden bahsettik fakat bu tabi ki Boeing’siz olmaz. İşin gerçeği şu ki Boeing’in Rus motorlarını hiçbir zaman ilgisi olmadı. Çünkü Boeing’in Delta roket ailesinde, herhangi bir Rus motoruna ihtiyaç yoktu. Halihazırda sahip oldukları Delta II roketinde Amerikan motorları kullanıyorlardı. Geliştirdikleri Delta III’ün birinci aşaması ile Delta II ile aynıydı. Onun dışında yine o sıralar geliştirdikleri Delta IV roketinde ise sıvı hidrojen kullanacaklardı. Tüm video boyunca Rus motorlarının Amerikan motorlarına üstünlüğünden bahsetmiş olabiliriz, fakat hidrojen kullanan motorlara gelince o iş değişiyor. Çünkü Amerikalılar uzay yarışının başından beri hidrojen kullanan motorlar geliştirerek bu alanda Ruslara büyük bir fark atmışlardır. Bu yüzden Boeing’in bu açıdan da bir Rus motoruna ihtiyacı yoktu.

Günümüzde hala Atlas V’ler NASA’nın bilimsel yüklerinden Uzay kuvvetlerinin casus uydularına kadar tüm yüklerini 0 hata ile taşımaya devam ediyor. Keza Antares’te birkaç hata dışında Cygnus’u güvenle ISS’e taşımaya devam ediyor. Ama bu 20 yıllık Rus motoru döneminin de sonuna yaklaşıyoruz.

Önümüzdeki birkaç yıl içinde son uçuşunu yapacak Atlas V, yerini Amerikan motorları kullanan Vulcan Centaur’a bırakacak. Bu 20 yıllık süreçte Rocketdyne ile birleşen Aerojet ise, Aerojet Rocketdyne olarak Amerikan özel şirketleri için RD-180’in dengi AR-1 motorunu geliştiriyor.

Amerikalıların Ruslara olan bağımlılığını sonlandırması onlar için tabi ki de iyi bir şey. Fakat bizim gibi Rus motorlarına aşık kimseler için, efsanelerin bir bir solması demek…