Türkiye'de oluşturulacak bir fırlatıcının, Leo yörüngesine bir uydu yerleştirebilmesi için katman düşüş bölgelerinin hesaplanması
A Launcher's calculation the area of stage decline for placing a satellite in to Leo orbit which will be created in Turkey
Yazar: GÜLİZAR AYSAN
Danışman: PROF. DR. AKİF ESENDEMİR
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uzay Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences

Özet:
Ülkemizde uzay çalışmalarının öncelikli araştırma konuları arasına alınması ile birlikte, bu doğrultuda yapılan çalışmalar hız kazanmıştır. Gerek fırlatıcı gerekse uydu montaj ve test platformlarına yatırımlar yapılmış ve yapılmaktadır. Ülkemizce üretilen uyduların fırlatımı, şimdiye kadar diğer ülkelerin olanakları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yerli fırlatıcının gerçekleştirilmesine dönük çalışmalar mevcut olmakla birlikte, planlanan fırlatıcı özelliklerinin detaylarına dönük bir bilgi henüz bulunmamaktadır.

	Bu çalışmada ağırlığı 400 kg olan bir uydunun yörünge yüksekliği 350 km olan eliptik bir yörüngeye yerleştirebilmesi için gereken algoritma çalışılmıştır. Fırlatıcı olarak diğer ülkelerin sahip olduğu fırlatıcılar incelenmiş ve sıvı yakıtlı, iki katmanlı bir fırlatıcının bu göreve uygun olduğu belirlenmiştir.

	Dikey olarak hareketlerine başlayan fırlatıcıların daha sonra yere paralel olarak yörüngeye oturtulmaları gerekmektedir. Fırlatıcı hareketi, Newton'un ikinci yasası ile açıklanamaz. Yukarı doğru hareket ettikçe, gerek fırlatıcı kütlesinin sürekli azalmasından gerekse sürtünme kuvvetinin ortam yoğunluğu ve fırlatıcı hızına bağımlı olmasından dolayı, sistemin ivmelenmesi değişmektedir. Ayrıca 90 derecelik dönüş anlamına gelen manevra, fırlatıcının hareket doğrultusuna müdahale etmeyi gerektirmektedir. Gereksinim duyulan açısal rota düzeltmeleri yük dahil toplam fırlatıcı ağırlığına ve sistemin açısal eylemsizlik momentine bağlıdır. 

	Tez kapsamında, sıvı yakıtlı iki katmanlı bir fırlatıcı ile 350 km yörünge yüksekliğine çıkabilmek için sürtünme kuvveti de dikkate alınarak rota ve gerekli rota düzeltmeleri döngüsel yaklaşımla belirlenmiştir. Geliştirilen algoritma sonucunda yakıtı biten birinci katmanın yerden yaklaşık 80 km yukarıda fırlatıcıdan ayrılması gerektiği ve sürtünme kuvveti de dikkate alındığında fırlatma noktasından 175 km uzaklığa düştüğü hesaplanmıştır.

Abstract:
Space research has been accelerated in Turkey with a given priority to this area. Investments are made and still continue for satellite assembly , test platforms and launcher facilities. Until now satellites produced in Turkey are launched by several foreign countries. Although there is some research to develop Turkey's own launcher, no detailed investigations are made yet.

	In this study, necessary algorithm has been studied to place a satellite of 400 kg into an elliptical orbit in altitude of 350 km. Launchers of other countries are investigated and two stage launcher with a liquid-propellant is seemed suitable for this thesis.

	Launchers which start to move vertically, have to be put parallel to the ground when they were placed in orbit. In this case, Newton's second law is not enough to explain launcher's movement. When launchers starts to move, it's accelaration changes due to change in it's mass and drag force that depend on the ambient density. Also the maneuver of 900 means to interfere with launcher's direction of motion. Necessary angular trajectory corrections depend on total weight of the launcher and the payload and the angular inertia of the system.

	In this thesis, an altitude route and the necessary course corrections is determined by iterative approach to reach an orbit of 350 km with a launcher that has a two stage liquid propellant tank. As a result of the improved algorithm first stage that finishes it's fuel at 80 km should be separated from the launcher. It is also calculated that, first stage falls 175 km away from the launching point, if drag force is included in the calculations.