Vega (roket)

Vega (Vettore Europeo di Generazione Avanzata - Gelişmiş Neslin Avrupalı Taşıyıcısı), Avrupa Uzay Ajansı'nın kullandığı, İtalya Uzay Ajansı ve Avrupa Uzay Ajansı'nın ortaklaşa geliştirdiği ArianeSpace tarafından kullanılan bir harcanabilir fırlatma sistemidir. Geliştirilmesi 1998'de başladı ve 13 Şubat 2012 tarihinde Guyana Uzay Merkezi'nde ilk fırlatma gerçekleşti. ArianeSpace 2018'in sonuna kadar Vega'yı kullanmak istediğini belirtmiştir.
Vega; ağırlık olarak 300 - 2.500 kg aralığındaki, yer gözlem uyduları ve Alçak Dünya yörüngesi'ni araştırmak için kullanılacak olan uydular gibi küçük görev-yüklerini fırlatmak için tasarlanmıştır.
Adını Lir Takımyıldızı'ndaki en parlak yıldızdan alan, Vega; (hızlandırıcı bağlanmamış olan) tek-gövdeli bir fırlatma aracıdır. Üç adet katı yakıtlı roket aşaması içerir: P80 ilk aşama, Zefiro 23 ikinci aşama ve Zefiro 9 ise üçüncü aşamadır. Yukarı aşama modülü ise AVUM adı verilen bir sıvı yakıtlı roket'tir. P80 programı için geliştirilen teknoloji daha sonra gelecekteki Ariane projelerinde de kullanılacaktır. İtalya Vega programına %65 oranla en çok katkıyı sağlamaktadır, ardından %13 ile Fransa gelmektedir. Diğer katılımcılar arasında İspanya, Belçika, Hollanda, İsviçre ve İsveç bulunmaktadır.
Uçuş-yükü sınırı
Arianespace şirketi Vega fırlatma aracının, 700 km (430 mi) yükseklikteki bir dairesel kutup yörüngesine 1500 kilogram (3300 lb) kadar yük çıkarabildiğini belirtmektedir.
Arianespace şirketi Vega'yı, kutupsal ve Güneş eşzamanlı yörüngelere gidecek olan görevler için uyarlanmış bir fırlatma sistemi olarak pazarlamaktadır. Yeterlilik kanıtlama uçuşunda, VEGA ana görev-yükü olan 386,8 kg ağırlığındaki LARES uydusunu, 1450 km yükseklikteki dairesel bir yörüngeye çıkararak 69,5 derecelik bir eğimle yerleştirmiştir.
Özellikleri
Aşamalar
Görev-yükü kaplaması
Vega'nın Görev-yükü kaplaması, İsviçre'nin RUAG Space şirketi tarafından üretilmiştir. Çapı 2,6 metre, uzunluğu 7,8 metre ve kütlesi 400 kg değerindedir.
Katı-yakıtlı üç motor aşaması
İlk üç aşama, bünyesindeki ELV şirketi üzerinden Vega fırlatıcısının ana yüklencisi Avio tarafından üretilen katı yakıtlı motorlardan oluşmaktadır.
Her üç aşamanın motor türünün her biri için iki adet test-ateşlemesi ile birlikte sipariş verişmiştir - biri tasarım değerlendirmesi için diğeri ise son uçuş yapılandırması için.
Zefiro 9
Üçüncü aşamada kullanılan Zefiro 9, ilk tamamlanan motordu. İlk test ateşlemesi 20 Aralık 2005 tarihinde, Sardinya'nın güneydoğusundaki akdeniz kıyısında bulunan Salto di Quirra Test Sahasında gerçekleştirilmiştir. Test tamamen başarılı olmuştur.
Tamamlanan ilk testlere dayanarak tasarımın ciddi bir şekilde gözden geçirilmesinden sonra, Zefiro 9 için ikinci test ateşlemesi Salto di Quirra alanında 28 Mart 2007 tarihinde gerçekleştirilmiştir. 35 saniyeden sonra, motorun iç basıncında meydana gelen ani bir düşme sebebiyle yanma süresi uzamıştır. Bu ani basınç düşmesiyle ve motorun tasarımında herhangi bir bozuklukluk olup olmadığıyla ilgili kamuya açık olarak verilen bir bilgi bulunmamaktadır.
23 Ekim 2008 tarihinde Zefiro 9'un, değiştirilmiş bir ateşleme çıkışına/memesine (nozzle) sahip olan gelişmiş bir uyarlaması (Zefiro 9-A) başarıyla test edilmiştir.
28 Nisan 2009 tarihinde, Zefiro 9-A için son yeterlilik testi, İtalya'daki Salto di Quirra test sahasında gerçekleştirilmiştir.
Zefiro 23
Zefiro motorunun geliştirilmesi Avio tarafından başlatılmış, kısmen şirketin kendisi tarafından kısmen de İtalyan Uzay Ajansı tarafından parasal kaynak sağlanmıştır. Zefiro 23 motoru, Vega roketinin ikinci aşamasını oluşturmaktadır. Karbon-epoksi kasası, lif dolama (Filament winding) ile üretilmektedir ve karbon fenolik'ten yapılma ateşleme çıkışının/memesinin (nozzle), dar kısmı olan boğaz girişi (throat insert) güçlendirilmiş karbon-karbondan (carbon-carbon) yapılmıştır. Yüklenen yakıt miktarı 23 tondur.
Zefiro 23 ikinci aşama motoru ilk kez 26 Haziran 2006 tarihinde Salto di Quirra sahasında ateşlendi. Bu test başarıyla sonuçlandı.
Zefiro 23 ikinci aşama motoru ikinci testi 27 Mart 2008 tarihinde yine Salto di Quirra sahasında yapıldı. Başarılı olan bu test roket motorunun yeterliliğini kanıtlamıştır.
P80
VEGA'nın ilk aşaması olan P80 ismini, daha sonra 88 tona çıkarılan, tasarım aşamasındaki yakıt miktarı olan 80 ton (Propellant 80) değerinden almıştır. P80 aşaması, Belçika'da SABCA şirketi tarafından üretilmiş olan bir itki yönlendirme (thrust vector control (TVC)) sistemini içerir. Bu sistem, esnek eklemlere sahip oynatılabilir bir ateşleme çıkışını lityum-iyon piller kullnarak çalıştıran, iki adet elektromekanik çalıştırıcıdan oluşur. 3 m çaplı kasası Grafit-epoksi lif dolama'dan (Filament winding) oluşur ve iö yalıtım için düşük yoğunluklu kauçuk kullanılmıştır. Roket motoru memesi (nozzle) düşük-maliyetli hafif karbon fenolik malzemeden yapılmıştır; ateşleyici için (yanarak) tüketilebilir bir kaplama kullanılmıştır. Yüklenen katı yakıtın düşük bağlayıcı içeriği ve yüksek alüminyum yüzdesi vardır (Hidroksille sonlanan polibutadien - HTPB 1912).
P80 motorunun ilk test ateşlemesi 30 Kasım 2006 tarihinde, Fransız Guyanasın'daki Kourou ilçesinde gerçekleştirilmiş ve başarılı bir şekilde sonuçlanmıştır.
P80 ilk aşama motoru için ikinci test 4 Aralık 2007 tarihinde yine Kourou'da gerçekleştirilmiştir. 111 saniye boyunca ortalama 190 ton'luk itki üreten motorun davranışı tahminlerle örtüşmüştür.
Aşamanın gelecekteki uyarlamalarının sevk yakıtının miktarını sırasıyla 100 ton'a (P100) ve 120 ton'a (P120) çıkarması beklenmektedir.
AVUM
Avio tarafından geliştirilmiş olan AVUM (Attitude Vernier Upper Module- İnce-ayar Konumlama Yukarı Modülü) yukarı aşaması (upper stage), görev-yükünü gereken yörüngeye yerleştirmek ve yuvarlanma/yatma (roll) ile konumlama (attitude) işlevlerini gerçekleştirmek üzere tasarlanmıştır. AVUM iki adet modülden oluşmaktadır: APM (AVUM Propulsion Module - AVUM Sevk Modülü) ve AAM (AVUM Avionics Module - AVUM Aviyonik Modülü). Sevk modülü bir adet RD-843 roket motoru içeren sıvı yakıtlı roket kullanmaktadır. Yakıt olaraksa, basınç-beslemeli bir şekilde kullanılan, son derece zehirli olan UDMH ve nitrojen tetroksit kullanılmaktadır. AVUM aviyonik modülü aracın aviyonik alt-sisteminin ana bileşenlerini muhafaza etmektedir.
Uçuşlar
İlk fırlatma öncesi
2008 Ekim ayında, o zaman için İtalyan Uzay Ajansı'nın (ISA) başı olan Enrico Saggese, "Başka bir programımız olana kadar beklemeyi isteyip istemediğimize kara vermeliyiz" diyerek Almanya'nın üçüncü ve dördüncü aşamaların geliştirilmesi sürecine katılmasına dair planlara gönderme yapmış ve VEGA'nın uçuşunun ertelenebileceğini belirtmiştir.
2009 yılında iken sistemin ilk fırlatılışının 2010 Kasım ayında gerçekleşmesi bekleniyordu; daha sonra basın fırlatmanın 2012 başlarına kayabilceği yorumunda bulunmuştur ancak daha sonra ESA fırlatmanın tarihinin 2012 Ocak ayı sonu olduğunu resmi olarak duyurmuştur.
Vega'nın fırlatılışları
Vega'nın ilk uçuşu 13 Şubat 2012 tarihinde olmuştur.
Gelecekteki planlanmış fırlatmalar
Tamamlanan yeterlilik uçuşundan sonra ESA, VERTA (Vega Research and Technology A'ccompaniment - VEGA Araştırma ve Teknoloji Birlikteliği) programı için 4 uçuş daha planlamıştı. VERTA uçuşları; Proba-V, ADM-Aeolus, LISA Pathfinder ve Intermediate Experimental Vehicle (IXV) gibi çeşitli ESA görevlerini taşıması planlanmıştı. LISA Pathfinder uçuşu 2 Aralık 2015 (04:04 UTC) tarihinde gerçekleşmiştir.
14 Aralık 2011 tarihinde Fransa'da Evry kasabasında yapılan bir toplantıda, Arianespace ve Avrupa Uzay Ajansı (ESA) temsilcileri, şirketi Sentinel-2B ve Sentinel-3B uydularını Vega roketi ile fırlatacağına dair bağlayan bir sözleşme imzaladılar. Daha sonra Sentinel-2B fırlatması Sentinel-2A fırlatması ile değiştirildi.
20 Haziran 2012 tarihinde Arianespace, Kazakistanın KazEOSat 1 isimli optik Yer gözlem uydusunun Vega ile fırlatılacak olan ilk ticari uydu olacağını duyurmuştur.
İtalyan Uzay-Havacılık Araştırma Merkezi (CIRA), "FTB-X" isimli test aracını VEGA ile fırlatmayı planlamaktadır ancak 2012 yılından beri proje ile ilgili herhangi bir gelişme olmamıştır.
2013 Kasım ayında Arianespace, ELV fırlatma sahasından 10 adet Vega fırlatma siparişi vermişti, ilki 2015 yılı sonuna hazır olacaktı. Bunlar toplamda 3 yıldan fazla bir iş takvimini kapsıyorlardı.
Maliyet
Vega roket'inin geliştirme maliyeti başlangıçta 710 milyon civarındaydı, buna ek olarak ESA 2012 ile 2014 arasındaki 5 adet geliştirme uçuşuna 400 milyon değerinde kaynak sağlamıştır.
Ticari fırlatma maliyetinin, Arianespace şirketinin pazarlama ve hizmet maliyeti de daihl olmak üzere, 32 milyon olduğu ya da, yılda 2 kere fırlatma olacağı varsayımıyla, tek roket için 25 milyon olduğu hesaplanmıştır. Uçuş sayısı yılda 4 adete çıkarılırsa, her bir fırlatma aracının maliyeti 22 milyon civarına düşecektir.
Gelecekteki geliştirmeler
Vega Consolidated (VEGA C)
P120 - P80 yerine ilk aşama olarak kullanılacak.
VEGA Evolution (VEGA E)
P120 - ilk aşama;
Zefiro 40 - ikinci aşama;
kriyojenik yukarı aşama (MYRA) - Z9 ve AVUM yerine kullanılacak.
Vega ve Ariane 5 bileşenlerine dayalı, orta-ölçekli bir fırlatıcı için tasarımsal bir çalışma vardı. Bu fırlatıcı Ariane 5 P230'u ilk aşama olarak, Vega P80'i ikinci aşama olarak ve Ariane 5'i ise üçüncü aşama olarak, depolanabilir ya da kriyojenik yakıt ile birlikte, kullanacaktı. Soyuz'un (Soyuz at GSC), Arianespace fırlatma aracı listesine dahil edilmesi ile bu çalışma geri plana bırakılmıştır.
Gelecekteki yükseltilmiş/geliştirilmiş Vega (LYRA programı), yapılabilirlik çalışmasını geçmiş ve üçüncü ve dördüncü aşamaların yerine tek maliyetli ve yeni bir güdüm sistemine sahip bir LOX/LNG aşaması kullanması planlanmaktadır. Programın amacı, önemli bir fiyat artışı olmadan verimi %30 kadar artırmaktır.
14 Şubat 2012 tarihinde, başarılı ilk Vega fırlatışından bir gün sonra, Alman uzay ajansu programa dahil olmak için harekete geçti. O zaman için Alman Uzay-Havacılık Ajansı'nın (İng:DLR) başkanı olan Johann-Dietrich Woerner, Almanya'nın projeye katılmak istediğini bildirmiştir. Almanya, AVUM dördüncü aşamasındaki, şu sıralar Ukrayna'da üretilen, RD-869 motorunun yerine kullanılacak bir motor sağlayacaktı. Vega Fırlatma Yöneticisi, yakın gelecekte uçuş olmayacağını çünkü geliştirmenin biraz zaman alacağını belirtmiş, ancak 2012 sonunda gerçekeleşecek olan bir sonraki bakanlar kurulu toplantısındaki konulardan birisi olacağını doğrulamıştır. Bu şekilde, İsveç yapımı olanlar dışındaki, tüm parçalar AB sınırları içinde üretilmiş olacaktı.
Vega'nın ilk aşamasının, sonraki nesil Ariane 6 roketinde hızlandırıcı (İng:booster) olarak kullanılması üzerinde durulmaktadır.