Joe Barnard’ın roketi 9,1 kilometreye çıktı

Bir roketi yüksek irtifaya çıkarmak için büyük bir kurumun desteği şart değil; ancak bunu güvenli ve kontrollü biçimde yapmak ciddi mühendislik çalışması gerektiriyor. Amerikalı roket meraklısı Joe Barnard’ın kendi hazırladığı roket, yaklaşık 9,1 kilometre yüksekliğe ulaştı ve ses hızının iki katını aşan bir hıza çıktı. Uçuşun sonunda yaşanan paraşüt arızası iniş kaydını engellese de kamera kapsülü sağlam kurtarıldı.

Barnard, roketin yanı sıra uçuş kontrol sistemini ve yakıt karışımını da kendisi geliştirdi. Bu yönüyle proje yalnızca hazır parçaların bir araya getirildiği bir deneme değil; gövdeden uçuş verilerini işleyen bilgisayara kadar pek çok bileşenin aynı çalışma kapsamında tasarlandığı bir mühendislik girişimi.

Roketin gövdesi ve uçuş sistemi

Roketin üst gövdesinde, süpersonik hızların oluşturduğu yüklere dayanması amacıyla dokuz kat cam elyafı kullanıldı. Alt bölüm ise karbon fiber bir boruyla güçlendirildi. İtkiyi sağlayan katı yakıtlı motor yaklaşık 2300 newton kuvvet üretiyordu. Yakıt karışımını da Barnard’ın kendisinin hazırlaması, aracın geliştirme sürecinde üstlendiği rolün kapsamını gösteriyor.

Uçuşu Fluctus adlı bilgisayar yönetti. Sistem; hız, basınç ve irtifa verilerini takip etmenin yanı sıra kamerayı çalıştırıyor ve paraşütlerin açılmasını kontrol ediyordu. Roketin kritik işlevlerinin tek bir uçuş bilgisayarında toplanması, hem aracın performansını izlemeyi hem de belirlenen senaryolara göre tepki vermeyi mümkün kıldı. Ancak uçuş sırasında basınç verilerindeki bir değişim, sistemin beklenmeyen bir karar almasına yol açtı.

Kamera kapsülü iniş sırasında neden kayboldu?

Barnard, uçuş görüntülerini kaydetmek için GoPro Hero 12’yi sökerek ters yönde yerleştirdiği özel bir kamera düzeni hazırladı. Kamera, 3D yazıcıyla üretilen kapsülün içine yerleştirildi ve yazılımı saniyede 240 kare kayıt alacak şekilde ayarlandı. Kapsülün roketten ayrıldıktan sonra kontrolsüz biçimde dönmesini önlemek için jiroskop ve dönen bir volan kullanıldı. Yere dönüş içinse fren streameri ve GPS izleyici eklendi.

Yüksek irtifaya çıkış sırasında kamera yaklaşık 9 kilometre seviyesinden görüntü alabildi. Buna karşın roketin inişi kaydedilemedi. Fluctus, basınç dalgalanmasını aracın hızla alçaldığına dair bir işaret olarak değerlendirdi ve acil durum prosedürünü planlanandan önce başlattı. Kamera kapsülü ile paraşüt mekanizmaları, roket saatte 700 milin, yani yaklaşık 1127 kilometrenin üzerinde hızla ilerlerken devreye girdi.

Bu hızda oluşan aerodinamik kuvvetler paraşütü yırttı ve paraşüt roketin üst bölümünden koptu. Böylece kapsülün kontrollü inişi ve uçuşun son bölümünün kaydı mümkün olmadı. Yine de kamera kapsülünün sağlam bulunması, roketin uçuş sırasında taşıdığı özel ekipmanın darbeye karşı ayakta kaldığını gösterdi.

Denemenin gösterdiği mühendislik zorluğu

Uçuş, yüksek irtifaya ulaşmanın tek başına yeterli olmadığını da ortaya koyuyor. Bir roketin hız, basınç ve irtifa ölçümlerini doğru yorumlaması; paraşütleri uygun anda açması ve kamera gibi yükleri güvenle geri getirmesi gerekiyor. Fluctus’un basınç değişimini yanlış yorumlaması, sensör verilerinin uçuş kararlarına nasıl doğrudan etki ettiğini gösterdi. Paraşütün erken açılması görev açısından sorun yaratsa da kapsülün sağlam kalması, denemeden elde edilen görüntülerin ve ekipmanın korunmasını sağladı.

Barnard’ın roketi yaklaşık 9,1 kilometreye çıkarıp Mach 2’nin üzerine ulaşırken, kendi tasarladığı kontrol ve kamera sistemlerini de gerçek uçuş koşullarında sınadı. Sonuç, hem roketin performansını hem de iniş aşamasındaki otomasyonun geliştirilmesi gereken noktalarını ortaya koyan bir test oldu.