Ay kaynaklarını kullanarak bir roket motoru teknolojisinin geliştirilmesi

Bu tez, sürdürülebilir uzay keşfi için ay kaynaklarını kullanarak hibrit roket itki teknolojisinin geliştirilmesini incelemektedir. Çalışma, Dünya'dan sağlanan yakıtlara bağımlılığı en aza indirmek amacıyla, Ay toprağında bulunan magnezyum (Mg) ve aluminyumun (Al) yerinde kaynak kullanımı (ISRU) potansiyelini ele almaktadır. Termokimyasal analiz yoluyla, Ay'da bol miktarda bulunan Mg ve Al, enerjik özellikleri nedeniyle birincil yakıt olarak değerlendirilmiştir. Araştırma, sodyum silikat bağlayıcı ile metal tozlarının birleştirilmesiyle üretilen sağlam bir yakıtın, uygun yanma özelliklerine sahip hibrit roket motorlarının tasarımını, üretimini ve test edilmesini kapsamaktadır. Çeşitli yakıt bileşimleri üzerinde gerçekleştirilen deneysel testlerle yanma özellikleri optimize edilmiştir ve Ay koşullarında yüksek performans sağlanmıştır. Metal bazlı hibrit motorun oksijen-yakıt (O/F) oranı ile özgül itme (Isp) arasındaki ilişkiye odaklanılmış ve Mg-Al karışımlarıyla önemli sonuçlar elde edilmiştir. Deneysel sonuçlar, \%75 magnezyum ve \%20 alüminyum içeren optimum yakıt bileşiminin vakumda yaklaşık 350 saniyelik bir Isp ile yanma verimliliğini sürdürebileceğini göstermektedir. Ayrıca, metal oksit oluşumunun yanma odası stabilitesi üzerindeki etkileri ele alınmış ve yüksek sıcaklık operasyonlarıyla ilgili riskleri azaltmak için termal yönetim ve yakıt yapısının düzenlenmesi gibi çözümler sunulmuştur. Bu araştırmanın sonuçları, ISRU alanına önemli katkılar sağlamakta ve NASA'nın Artemis programı ve diğer uluslararası ay keşif girişimleri bağlamında gelecekteki Ay görevleri için büyük önem taşımaktadır. Bu çalışma, metal bazlı hibrit roketlerin uzun vadeli Ay keşfi ve kolonizasyonu için uygulanabilir bir çözüm olarak konumlandırılmasını sağlayan ölçeklenebilir ve sürdürülebilir bir itki sistemi sunmaktadır.