GÖKSAT Uzay Takımı’nın hikayesi

ROKETSAN tarafından altı ayda bir yayımlanan “ROKETSAN Dergi”nin 16. sayısında, ROKETSAN’da mühendis olarak görev yapan Mücahit Taşdemir’in ODTÜ GÖKSAT Uzay Takımı’nın başarı hikayesini konu edinen bir yazısına yer veriliyor.

“ROKETSAN Dergi”nin 16. sayısına, mobil uygulamamızın dergi bölümünden ücretsiz olarak ulaşabilirsiniz.

Dergide yer alan “ODTÜ’den Teksas’a Uzanan GÖKSAT Uzay Takımı’nın Hikayesi” başlıklı yazıyı, takipçilerimize sunuyoruz:

Bilindiği üzere Roketsan ulusal ve uluslararası çeşitli bilimsel çalışmalara katkıda bulunmaktadır. Bu kapsamda sponsorluk desteği verdiği oluşumlardan birisi 2019 senesinde Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ) bünyesinde lisans öğrencilerinden oluşan ve uluslararası model uydu yarışmasına katılan GÖKSAT Uzay Takımı’dır. GÖKSAT Uzay Takımı kurucusu ve takım lideri Mücahit Taşdemir olarak şu anda bu satırları Roketsanlı bir Ar-Ge mühendisi olarak yazmanın haklı gururunu yaşamaktayım.

GÖKSAT Uzay Takımı olarak Haziran 2019’da ABD’nin Teksas Eyaleti’nin Stephenville şehrinde düzenlenen model uydu yarışması olan CANSAT 2019’a katılım gösterdik. GÖKSAT Uzay Takımı olarak kendi imkânlarımızla ürettiğimiz model uydumuzu, sponsorlar tarafından tedarik edilen roketlerle gökyüzüne fırlatmanın haklı gururunu yaşadık. ODTÜ’den Teksas’a uzanan maceramızı bu yazı vesilesiyle sizlerle paylaşmak isteriz.

Biz Kimiz?

ODTÜ’de Havacılık ve Uzay Mühendisliği ile Elektrik ve Elektronik Mühendisliği bölümlerinde öğrenim gören 9 öğrenciden oluşan GÖKSAT Uzay Takımı, havacılık ve uzay konularında en itibarlı ulusal ve uluslararası yarışmalara katılma amacıyla kurulmuş bir öğrenci takımıdır. Uzay, havacılık ve uydu alanlarında dünyadaki son eğilimleri takip etme, bu alanlarda ODTÜ’yü ve Türkiye’yi temsil etme ve akranlarımızla bilimsel alanda yarışma motivasyonuna sahip olan takımımız, Haziran 2019’da CANSAT Yarışması’na katılım göstermiştir.

Bizler için ilk başta bir hayal olan “roketlerle kendi uydumuzu fırlatma” düşüncesinin gerçeğe dönüştüğü süreci en başından itibaren sizlerle paylaşma şansını bu yazı sayesinde yakalıyoruz. Maceramızın kendine güvenen, azimle çalışan ve hedefine ulaşma uğrunda emeğini esirgemeyen ülkemiz gençlerini de motive etmesini umuyoruz.

CANSAT 2019 Yarışması Nedir?

CANSAT (İng. Can-sized Satellite), model uydu özelinde olan, tasarla-yap-fırlat tarzında bir yarışmadır. Alanında en saygın yarışmalardan biri olan CANSAT, 2004 yılından itibaren her sene Amerika’nın Teksas eyaletinde düzenlenmektedir. Yarışmanın amacı, her sene farklı şekilde belirlenen görevleri yapabilen bir model uydu tasarlamaktır. Bu görevler, gerçek uzay sistemlerinin uzayda karşılaştığı çeşitli sorunların basitleştirilerek simüle edildiği bir ortamda gerçekleştirilmektedir. Bütün mühendislik süreçlerini baştan sona içeren, en sonunda başarı ve başarısızlığın kök nedenlerinin incelendiği analizle biten kapsamlı bir yarışmadır.

2019 senesinde yarışmayı düzenleyen ve destekleyen şirketler şu şekildedir:

• Amerikan Astronomi Topluluğu (İng. American Astronautical Society)

• Amerika Deniz Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı (İng. US Naval Research Laboratory)

• NASA Goddard Uzay Merkezi

• Lockheed Martin

• Siemens

• Praxis Inc.

• Kratos

2019 senesinin görevi, gezegene oto-cayro (İng. auto-gyro) mekanizmasıyla iniş yapan bir uyduyu simüle etmektedir. Uydu, konteyner ve faydalı yük olmak üzere 2 ana bölümden oluşmaktadır. Konteyner boyutları 30 cm x 12.5 cm x 12.5 cm altında olmalıdır. Ek olarak, konteyner sivri köşelere sahip olmamalı ve inişten sonra bulunabilmesi için dikkat çekici bir renkte olmalıdır. Faydalı yük bölümü, oto-cayro sistemi ve çeşitli elektronik ekipmanları (basınç, sıcaklık, oto-cayro pervane dönüş hızı sensörleri, GPS alıcısı, kamera, ayrılma mekanizması tetikleyicisi vb.) bulunduran yapıdır. Faydalı yükün havada, belirli bir noktada, konteynerden ayrılması gerekmektedir.

Uçuştan önce yapılan uçuşa elverişlilik testinde, gerekli olan isterlerin (toplamda 55 ister) sağlanıp sağlanamadığına dair kontroller gerçekleştirilir. Bu test esnasında tüm alt sistemlerin çalıştığı teyit edilir; uçuş çevresel koşullarına dayanıklılıkları gözden geçirilir. Bunun sonucunda başarılı olan takımlar ertesi gün uydularını fırlatmaya hak kazanır.

Atış gününde uydular, fırlatmadan önce tekrar ağırlık ve boyut testinden geçirilir ve yetkililere teslim edilir. Her takım sırası geldiğinde belirli prosedürleri takip ederek uydularını fırlatır. Takımlarca önceden hazırlanmış olan görev operasyon kılavuzu, otoritelerin bütün süreçteki olay akışını sistematik bir şekilde takip edebilmelerini sağlar.

Görev başlangıcında ilk olarak uydunun sensörleri kalibre edilir ve yer istasyonuyla iletişimi teyit edilir. Ardından uydu rokete yüklenerek yaklaşık 1 km yüksekliğe fırlatılır. Roketin ulaştığı en yüksek irtifada uydu roketten ayrılır. Ayrılmadan sonra açılan paraşüt, uydunun 450 m irtifaya kadar 20-25 m/s hızla iniş yapmasını sağlamalıdır. İrtifa 450 m’ye indiğinde, faydalı yük ayrılma tetikleyicisi otonom olarak aktifleşmeli ve faydalı yükün konteynerden ayrılması gerçekleştirilmelidir. Faydalı yük, sahip olduğu oto-cayro sistemiyle 10-15 m/s hızla yere iniş yapmalıdır.

Tüm uçuş boyunca yukarıda belirtilen sensörlerden alınan veriler, gerçek zamanlı olarak yer istasyonuna gönderilmeli ve bu veriler yer istasyonunda gerçek zamanlı çizilmelidir.

Bonus görev olarak, faydalı yükün oto-cayro sistemiyle alçalması sırasında, sistem, manyetik kuzey yönüyle ±10 derece yönelim farkını koruyabilmeli ve video çekimi yapmalıdır. Çekilen video, faydalı yükün üzerinde bulunan harici belleğe kaydedilmelidir.

Yukarıda belirtilen görev akışını başarılı şekilde tamamlamak için gerekli olan 50 temel ister ve 5 bonus ister bulunmaktadır. Bunlardan bazıları sistem ağırlığının ±10 gr toleransla 500 gr olması, faydalı yükün oto-cayro sistemiyle ~45 km/s hızla alçalması, sistemin 60°C sıcaklığa dayanabilmesi, katlanabilen döner kanatlara sahip olmasıdır.

HAZIRLIK SÜRECİ

GÖKSAT Takımı’nın Kuruluşu ve İlk Toplantı

Takım liderimiz olan Mücahit’ten, 2018 yılının yazında yarışmaya katılma fikri çıkmış, takım liderimizin öncülüğünde, aynı ayın sonuna doğru toplamda 10 kişilik bir takım oluşturulmuştur.

Neyin nasıl yapılacağını bilmediğimiz ilk toplantımızda, ekipteki herkesin aklından “Bunu gerçekten yapabilecek miyiz?” düşüncesi geçiyordu. Tasarlayabilsek bile; maliyeti öğrenciler için oldukça fazla olan bir model uyduyu nasıl üretecek ve Amerika’ya gitmek için gereken maddi desteği nereden bulacaktık? Yeni kurulmuş bir ekip olarak, ODTÜ’nün yoğunluğu içerisinde, dünya çapında birçok üniversite takımınınkinden daha iyi bir ürünü ortaya çıkarabilecek miydik?

Aslında biliyorduk, her şeyin ilki olmak zordur. Uzun bir aradan sonra CANSAT’a ODTÜ adına katılan ilk takım olmanın getirdiği tecrübesizlik, aşmamız gereken en büyük engeldi. Sponsor bulana kadar projenin maliyetlerini, harçlıklarımızdan artırdığımız paralarla karşılamaya çalıştık. Ders yoğunluğunun arasında, dinlenme sürelerimizden feragat edip projeye zaman yaratmak zorundaydık.

Adım Adım Ön Tasarım

Çalışmalarımız görev paylaşımıyla başladı. Mühendislik öğrencilerinin zorlu 3. ve 4. sınıf hayatlarına rağmen her hafta düzenli olarak toplanıyorduk. Bu toplantılarla zaman çizelgemizi sürekli olarak güncelliyor ve ilerlememizi görüyorduk. Sürecin en başında, takvimdeki 8 aylık süre çok uzunmuş gibi görünse de zaman, beklediğimizden çok daha hızlı geçiyordu.

Bir yandan sistem tasarım sürecini verimli ve etkili şekilde ilerletmek, öbür yandan da hiç hâkim olmadığımız çeşitli işlerle (sponsorluk arayışları, bürokratik işler) ilgilenmek zorundaydık. Sürekli etkinlikleri takip ediyor ve elimizden geldiğince çok kişiyle irtibata geçmeye çalışıyorduk. Bu süreç sabır ve azim gerektiriyordu.

Türkiye’nin sayılı kurumlarından destek taleplerimiz karşılık bulmaya başladı. Bizdeki heyecanı sponsorlarda da görmek, motivasyonumuzu artırdı ve kendimize olan güvenimizi tazeledi. Gelen maddi destekle nihayet üretim aşamasına geçebildik. Sonradan öğrendiğimize göre, çoğu sponsorluk başvurumuz ret cevabı almış veya cevapsız kalmış; ama takım liderimiz takımın moralinin düşmemesi için bunu saklamıştı.

Zaman su gibi aktı, Amerika’daki jürilere görüntülü bağlantı aracılığıyla sunum yapılacak ön eleme günü geldi. Son sunum provasını yaptıktan sonra sunum saatine kadar gergin bir bekleyiş başladı. Sunum sonunda jürilerin verdiği olumlu geri dönüş ve yönlendirmeler bizi mutlu etti. İki haftalık bekleyişin ardından finale kalan 40 takım arasında olmaya hak kazandığımızı öğrendik.

Üretim ve Test

Ön tasarımla finale geçtikten sonra üretim konusunda çeşitli sıkıntılar baş göstermişti. Tasarlamak, teorik bilgi gerektiriyordu ve derslerden aşina olduğumuz bir süreçti. Üretim ise bizim için çok daha farklı ve yeni bir alandı. Ekibin aklında en fazla yer eden üretim tecrübemiz, ilk termal testlerde gerçekleşti. ODTÜ Havacılık ve Uzay Bölümü atölyemizdeki çalışmalarda ürettiğimiz ilk prototip, Roketsan Lalahan Tesisleri’nin test altyapısında gerçekleştirilen çevresel testlerden geçemedi. Termal fırında yapılan testte parçalar neredeyse eridi. Bu konuya çözüm bulmamız ve tasarımımızı güncellememiz gerekiyordu.

Zaman daraldıkça takımın gerginliği arttı. Roketsan’dan aldığımız destekle iyileştirilen tasarımımızı Roketsan tesislerinde ürettik. Yeni prototipimizin termal kabinde ısıl dayanıklılık testini, TÜBİTAK Uzay’da tecrübeli mühendislerle beraber gerçekleştirdik. Bu sefer yapımız testi geçti. Mihenk taşı niteliğindeki bu sonuç, projenin üretim safhasının büyük oranda başarıyla tamamlandığını gösterdi.

AMERİKA’YA UÇUŞ VE FİNAL!

Uçuşa Elverişlilik Testi (Tarleton Üniversitesi, ABD)

Uçuşa elverişlilik testi, uçacak her model uydunun geçmesi gereken testler silsilesidir. Uçuştan önceki gün bizzat jüriler tarafından gerçekleştirilen bu testlerde, gereksinimlerin sağlandığı teyit edilir. Bu testten başarıyla geçen takımlar, uydusunu uçurmaya hak kazanır.

Üç günlük uçuş periyodunun ilk aşaması olan uçuşa elverişlilik testi, takımımız için başarılı geçti. Bu testten başarıyla geçenler arasında tam puan alan nadir takımlardan biri olduk. Morali yükselen takımımız için bu test, uçuş görevine iyi bir başlangıç oldu.

Uçuş Günü (Stephenville, ABD)

Yarışma günü alanda bize ayrılan masada son kontrollerimizi gerçekleştirdik. Elektronik parçalar ve mekanik bağlantılar son kez gözden geçirildi. Hazır olduğumuzu düşündüğümüzde, uçuş öncesi ağırlık ölçümü için sistemi yetkililere teslim ettik. Uçuş saatimizi beklerken alanda diğer takımlarla iletişim kurduk ve bilgi alışverişinde bulunduk. Sistemin gerçek zamanlı haberleşeceği yer istasyonumuzu kurduk, sensörlerimizi kalibre ettikten sonra uydumuzu rokete yükledik. Ardından beklenen an geldi ve bizim uydumuzu taşıyan roket ateşlendi.

Ateşlemeden sonra, maksimum irtifaya kadar geçen sürede bütün sistemler normal çalıştı; bu durumu yer istasyonundaki verilerden takip ettik. Maksimum irtifadan sonra sistem irtifasının azaldığını görmek, sistemin roketten başarıyla ayrıldığına dair bir kanıttı. Sistem inişe geçtikten sonra yer istasyonuna veri gelmemeye başladı. Bu noktada bir şeylerin ters gittiğini anladık.

Uydunun düştüğü yeri tahmini olarak belirledik. Takım üyeleri uyduyu geniş bir alanda aradı ve buldu. Uçuş sonrası yapılan hata analizinde, büyük bir talihsizlik yaşadığımızı fark ettik: elektronik komponentler yüksek ivme altında yerinden oynamıştı. Aslında bu durumu öngörmüş ve durumu engelleyecek yapıştırıcıyı getirmiştik; ancak heyecandan uydunun iletişim modülüne sürmeyi unutmuştuk.

Yarışmadaki uçuş puanı, uyduyla yer istasyonumuzun arasındaki iletişimle elde edilen verilere göre belirlendiğinden uçuş görevi puanı alamadık. Bu, bizde büyük bir hayal kırıklığı ve üzüntüye sebep oldu. Aslında bu son aşama değildi; yarışma henüz tamamlanmamıştı. Yaşadığımız olaya üzülüp pes etmek yerine, son aşama olan uçuş sonrası başarı/hata analizi sunumuna hazırlanmalıydık.

Uçuş Sonrası Sunumu

Hata analiz sunumu, icra edilen görev sonrasında görevin kapsamlıca değerlendirilmesidir. Benzer çalışmalar savunma ve uzay sanayiindeki bütün şirketler tarafından yapılmaktadır. CANSAT kapsamında ilgili çalışmaların her takım tarafından yapılması beklenmektedir. Bu kapsamda yaptığımız hata analiz sunumumuz jüriler tarafından çok beğenildi; iletişim protokolünün yaşadığı arızanın sebebini bulabilmemiz takdir edildi.

Ödül Töreni

İstediğimiz sonucu ufak bir talihsizlik ve heyecan yüzünden elde edemesek de yaşadığımız bu deneyim, hayatımız boyunca unutamayacağımız bir anımız olarak kalacaktır. Hocalarımız ve birçok büyüğümüz, bu olayı hayal kırıklığından ziyade bir motivasyon kaynağı olarak görmemiz gerektiğini belirttiler. Bizler de bu durumdan akademik ve mühendislik hayatımız adına büyük dersler çıkardık.

Bu yarışma bizlere başta Amerika’dan olmak üzere birçok ülkeden birçok takımı tanıma ve uluslararası ortamda bilimsel çalışma yapma olanağı sundu. Edindiğimiz en önemli kazanımlar ise; pes etmeme ruhunu benimsemek, mühendislik süreçlerine aşina olmak ve uluslararası bir ortamda ülkemizi temsil edebilme gururunu yaşamak oldu.

Uzay zordur. Ufacık bir yapıştırıcı bütün sistemi etkiler, küçük bir hatadan dolayı uzun vadeli, pahalı bir çalışmadan netice alınamayabilir: basit bir O-ring parçasındaki tasarım hatasının, koskoca Challenger’ın havaya uçmasına yol açması gibi. Başarılı görev için her şey mükemmel olmalıdır; her ayrıntı düşünülmüş, her hata senaryosu öngörülmüş olmalıdır.

Sonuç olarak, yarışma sürecini baştan sona başarıyla tamamlayarak dünya çapında 13.’lük elde ettik. Tasarım, üretim, test ve optimizasyon aşamalarından oluşan mühendislik yaklaşımlarını takım olarak içselleştirdiğimiz bu deneyim, bizi aslında uzay sanayiine teknik ve psikolojik olarak daha hazır hâle getirdi.

Bizler, Türkiye’yi temsil eden takımlar içerisinden ODTÜ GÖKSAT Takımı olarak, kendi yaşadığımız süreci anlattık. Eminiz ki bu kapsamda çalışan, finale gelen ve gelemeyen bütün takımlar benzer süreçlerden geçmiştir. Mühendislik projelerinde başarı kadar başarısızlık da nihai hedefe ulaşmak için önemlidir. 2019 senesinde 1.’lik ve 2.’lik ödülleri alarak bizleri gururlandıran (sırasıyla) İstanbul Teknik Üniversitesi ve Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi takımlarına başarılar diliyor, benzer faaliyetlerde karşılaşmayı umuyoruz. Bizim, Türk gençleri olarak, ülkemizin millî çıkarları doğrultusunda bu tür faaliyetlerde daha fazla yer alacağımızdan herkes emin olabilir. Bizi destekleyen ve bize güvenen büyüklerimiz olduğu sürece bu güvenin hakkını verecek akademik ve bilimsel proje ve yarışmalarda daha büyük başarılara imza atacağımıza inanıyoruz. Biliyoruz ki, ulu önder Mustafa Kemal Atatürk’ün dediği gibi “Muhtaç olduğumuz kudret damarlarımızdaki asil kanda mevcuttur”

Teşekkür

Sponsorlarımız Roketsan, Türk Telekom, PTT, Türk Havacılık ve Uzay Sanayi A.Ş., TURKCELL, URAN A.Ş., ESEN SİSTEM, DEICO ve ODTÜ Rektörlüğü’ne, ODTÜ Rektör Danışmanı Doç. Dr. Y. Eren Kalay hocamıza, ODTÜ Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölüm Başkanı Prof. Dr. İsmail H. Tuncer hocamıza, danışmanımız Prof. Dr. Ozan Tekinalp hocamıza, ODTÜ Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Şimşek Demir hocamıza, Türk Telekom Genel Müdür Yardımcısı Yusuf Kıraç’a, PTT Pazarlama Daire Başkanı Gökhan Tuncer’e, Türk Telekom Mimari ve Kalite Güvence Direktörü Emel Uzun Subaş’a, Uran Endüstri Tesisleri AŞ Genel Müdür Yardımcısı Ulvi Koyuncu’ya, saygıdeğer mentorumuz Ömer Ataş’a ve farklı kurumlardan Muhittin Aktaş, Saffet Gökuç, Didem Tamtunalı, Samet Akçay ve Derya Yaldır’a teşekkürü bir borç biliriz.

Son olarak bizimle yüz yüze görüşerek bize ilham veren, bizden desteklerini esirgemeyen, paylaştığı tecrübelerle bizi motive eden, bu yazıyı yazma ve hikâyemizi herkese ulaştırma imkânı sağlayan Roketsan Genel Müdürü Sayın Selçuk YAŞAR’a teşekkürlerimizi arz ediyoruz.

GÖKSAT Uzay Takımı’nın üyeleri, ülkenin önde gelen kurumlarında bilimsel araştırma faaliyetlerine devam etmektedir. Özellikle savunma ve uzay sanayii alanında lokomotif olan Roketsan’da üyelerimizden Mücahit TAŞDEMİR, Tahir YANIK, Fatih ÇALIŞ, Huzeyfe HİNTOĞLU ve Fatih TURGEL, mühendis olarak görev almaktadır. Kalan üyelerimiz de saygın araştırma kurumlarında profesyonel hayatlarına devam etmektedir.

Bizler hakkında bilgi almak ve sorularınızı sormak için web sitemizi (https://goksat.space/tr/) ziyaret edebilir veya metucansat@gmail.com adresine mail atabilirsiniz.

Ek olarak, yarışma hakkında ayrıntılı bilgiye (www.cansatcompetition.com) adresinden ulaşabilirsiniz.