FENRIR Projesi ve Xometry, Mikrogravite Araştırmaları İçin Modüler Serbest Düşüş Deney Platformu Geliştiriyor

FENRIR Projesi, İsveç'teki Luleå Teknoloji Üniversitesi'ndeki (LTU) bir öğrenci girişimi, sonda roketlerinde düşük yerçekimi deneyleri için modüler bir Serbest Düşüş Ünitesi (FFU) geliştiriyor. Amaçları, mikrogravite araştırmalarını daha erişilebilir hale getirirken, termal kontrol ve stabilizasyon sistemlerini ilerletmektir. Xometry ile iş birliği yaparak, ekip hassas üretimle kritik bileşenler üretti ve sıkı teknik gereksinimler ile dar zaman çizelgelerine uydu. Bu iş birliği, platformlarının REXUS 34 roketinde fırlatılmaya hazır olmasını sağladı. FENRIR ekibiyle, Xometry'nin uzay araştırmalarındaki misyonlarını nasıl desteklediğini konuştuk.
The Free-Falling Unit (FFU)
  • Sektör: Havacılık ve Uzay
  • Kullanılan üretim süreçleri: CNC İşleme, 3D Baskı (DMLS – Doğrudan Metal Lazer Sinterleme)
  • Zorluklar: Modüler bir deney platformu için sıkı kalite ve zaman kısıtlamaları altında yüksek derecede uzmanlaşmış bileşenler geliştirmek
  • Çözümler: Xometry ile iş birliği yaparak, FENRIR Projesi, titreşim yükleri ve mikrogravite koşulları için optimize edilmiş kritik FFU bileşenlerini hassasiyetle üretti. Bu iş birliği, teslimat sürelerini önemli ölçüde azalttı ve erken test ve entegrasyona olanak tanıdı.

Uzay Araştırmalarını Daha Erişilebilir Hale Getirmek

FENRIR Projesi, İsveç’teki Luleå Teknoloji Üniversitesi’nde (LTU), Alman Havacılık Merkezi (DLR) ve İsveç Ulusal Uzay Ajansı (SNSA) arasında, Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) desteğiyle ortak bir girişim olan REXUS/BEXUS programının bir parçası olarak kuruldu. Program, Avrupa genelindeki öğrencilere, sonda roketlerinde deneyler tasarlama, geliştirme ve fırlatma fırsatı sunarak, havacılık ve uzay araştırmalarında uygulamalı deneyim kazandırıyor.

Proje, mekanik, elektrik, yazılım, bilim & yük ve yönetim olmak üzere beş uzmanlık departmanında çalışan çeşitli LTU öğrencileri tarafından yürütülüyor. Başlangıcından bu yana, 25 katkıda bulunan kişi projede yer aldı ve şu anda 16 kişi İsveç’in Kiruna şehrinde çalışıyor. Ortak çabaları, platformun gelecekteki görevler için yeniden kullanılabilirliğini sağlarken, karmaşık mühendislik zorluklarının üstesinden gelmeye odaklanıyor.

The Project FENRIR team at Luleå University of Technology, a diverse group of students working together to develop an innovative free-fall experiment platform for microgravity research.©
Luleå Teknoloji Üniversitesi’ndeki Project FENRIR ekibi, mikro yerçekimi araştırmaları için yenilikçi bir serbest düşüş deney platformu geliştiren disiplinlerarası bir öğrenci grubudur.

FENRIR ekibinin misyonu, LTU’nun önceki başarılarına dayanarak, mikrogravite deneyleri için uygun maliyetli ve uyarlanabilir bir platform oluşturmaktır. Serbest Düşüş Ünitesi (FFU), roketin tepe noktasında (~80 km) fırlatılmak üzere tasarlanmıştır ve bilimsel deneyler için yaklaşık 70 saniyelik azaltılmış yerçekimi sağlar. Bu özellik, gelecekteki araştırmacıların, tamamen yeni bir deneysel platform tasarlamaya gerek kalmadan, yalnızca deneylerine odaklanmalarına olanak tanır.

Başarılı bir deney sağlamak için, FFU güvenli geri kazanım için kontrollü bir paraşüt açma sistemi içerir. Modüler yapısı, Tutum Stabilizasyon Sistemi (ATSS) ve Faz Değişim Malzemesi (PCM) yükü ile birleşerek, gelecekteki mikrogravite çalışmaları için uyarlanabilir bir araştırma platformu sunar.

FENRIR, özellikle REXUS/BEXUS programının bir parçası olan ASTER projesi gibi önceki LTU projelerinin izinden gidiyor. ASTER, Serbest Düşüş Üniteleri için hassas tutum kontrolü geliştirmeyi amaçladı. ASTER, yüksek kontrollü tutum stabilizasyonuna odaklanırken, FENRIR modülerliği önceliklendirerek, araştırmacıların tüm platformu yeniden tasarlamaya gerek kalmadan farklı bilimsel yükleri entegre etmelerine ve uyarlamalarına olanak tanır.

The FENRIR team working on the Free-Falling Unit (FFU), performing electronic diagnostics and system integration. The unit’s CNC-machined aluminum structure and internal electronics are being tested to ensure optimal performance before launch.©

FENRIR ekibi, Serbest Düşüş Ünitesi (FFU) üzerinde çalışarak elektronik teşhisler yapıyor ve sistem entegrasyonunu gerçekleştiriyor. CNC işlenmiş alüminyum gövde ve dahili elektronik bileşenler, fırlatma öncesinde optimum performansı sağlamak amacıyla titizlikle test ediliyor.

The Free-Falling Unit (FFU) housed within its cylindrical module, featuring CNC-machined aluminium components that provide structural integrity and precision for deployment from the REXUS 34 rocket.©
The FENRIR team working on the Free-Falling Unit (FFU), performing electronic diagnostics and system integration. The unit’s CNC-machined aluminum structure and internal electronics are being tested to ensure optimal performance before launch.©
The Free-Falling Unit (FFU) housed within its cylindrical module, featuring CNC-machined aluminium components that provide structural integrity and precision for deployment from the REXUS 34 rocket.©

ATSS: Mikrogravite Koşullarını Stabilize Etmek

FENRIR’in temel yeniliklerinden biri, deneyler için stabil bir mikrogravite ortamı sağlamak üzere iniş sırasında açısal hızı en aza indirmek için tasarlanmış Tutum Stabilizasyon Sistemi’dir (ATSS). ATSS, birbirine dik olarak monte edilmiş üç tepki tekerleği içerir ve bunlar açısal momentumu depolar ve yeniden dağıtarak, FFU’nun dönüşünü etkili bir şekilde yavaşlatır.

FFU’nun dönme hareketini azaltarak, ATSS deney koşullarını iyileştirir ve daha hassas mikrogravite çalışmaları yapılmasını mümkün kılar. Önceki sistemlerin karmaşık tutum kontrolü gerektirdiği durumların aksine, FENRIR’in yaklaşımı, gelecekteki araştırmalar için kullanılabilecek uyarlanabilir bir tasarımı korurken stabilite sağlar.

PCM: Uzayda Faz Değişim Malzemelerini Araştırmak

FFU ayrıca, mikrogravite ortamında malzemelerin katı ve sıvı haller arasında nasıl geçiş yaptığını araştırmak için tasarlanmış bir Faz Değişim Malzemesi (PCM) yükü barındırır. PCM teknolojisi, ısıyı depolama ve serbest bırakma yeteneği sayesinde uzay araçlarının termal kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılır, ancak mikrogravite ortamındaki davranışı hâlâ tam olarak anlaşılamamıştır.

Bu bilgi eksikliğini gidermek için FENRIR ekibi özel bir PCM deney modülü geliştirdi. Bu modül şu bileşenlerden oluşur:

  • Şeffaf bir gözlem penceresi, faz değişim sürecinin gemideki kameralar tarafından kaydedilmesine olanak tanır.
  • Bakır bir yüzey ve ısıtma pedi, faz değişimlerini kontrollü bir şekilde tetikler.
  • Dört dahili sıcaklık sensörü, ısı dağılımını ve faz değişim sürecini gerçek zamanlı olarak izler.

PCM deneyi, ATSS stabilizasyon sistemi ile birlikte çalışarak, uzay ortamında ısı yönetimi hakkında değerli bilgiler sağlayacaktır. Bu bulgular, uzay araçlarının termal kontrol sistemlerinin gelişimine ve mikrogravite araştırmalarına önemli katkılar sunacaktır.

ATSS ve PCM yüklerinin entegrasyonu sayesinde FENRIR, gelecekteki mikrogravite araştırmaları için esnek ve uyarlanabilir bir platform sunar. Modüler mimarisi, uzay araştırmalarında sürekli ilerlemeleri destekleyerek bilim insanlarının tamamen yeni bir sistem tasarlamaya gerek kalmadan deneyler yapmasına olanak tanır.

Xometry tarafından sağlanan hassas işlenmiş bileşenler arasında CNC işlenmiş alüminyum plakalar ve özel tasarlanmış motor muhafazaları bulunuyor. Bu parçalar, FENRIR Projesi’nin Serbest Düşüş Ünitesi’nin (FFU) yapısal bütünlüğü ve performansı için kritik öneme sahip.

Xometry, FENRIR’in Vizyonunu Gerçeğe Dönüştürmeye Nasıl Yardımcı Oldu?

Uzay için hazır bileşenler üretmek aşırı hassasiyet, sıkı malzeme toleransları ve hızlı iterasyon gerektirir—FENRIR ekibi, bu zorlukları Xometry ile iş birliği yaparak aştı. CNC işleme ve endüstriyel 3D baskı süreçleri sayesinde, Xometry havacılık standartlarına uygun kritik FFU bileşenleri sağladı ve teslimat sürelerini önemli ölçüde azalttı.

“Böylesine kompleks bir platform oluşturmanın getirdiği zorlukları aşmak için, iş ortaklarımızdan aldığımız destek çok önemliydi,” — Eric Almqvist, FENRIR Projesi Mekanik Departmanı Lideri

Xometry’nin Anlık Fiyat Motoru, ekibe üretilebilirlik açısından tasarımlarını optimize etme konusunda gerçek zamanlı geri bildirim sundu. İlk aşamada, FENRIR ekibi parçaların prototiplerini kendi bünyelerinde üretti ve projenin özgün gereksinimlerine uygun hale getirmek için tasarımlarını iteratif olarak geliştirdi. Daha sonra Xometry’nin mühendisleri, bu tasarımları üretilebilirlik açısından rafine etti ve üretim süreçlerini daha verimli hale getirdi. Xometry tarafından üretilen parçalar, REXUS 34 sonda roketinde kullanılacak gerçek bileşenlerdir ve havacılık sektörü için gerekli olan sıkı kalite standartlarını karşılamaktadır.

Xometry manufactured several key components for the Attitude Stabilisation System (ATSS) and other Xometry, Tutum Stabilizasyon Sistemi (ATSS) ve diğer alt sistemler için aşağıdaki temel bileşenleri üretti:

  • CNC işleme ile üretilmiş alüminyum duvar plakaları: FFU’nun yapısal küpünü oluşturur ve elektronik bileşenleri girişimden korumak için elektromanyetik yalıtımlı bir PCB muhafazası içerir.
  • CNC işleme ile üretilmiş paslanmaz çelik tutucu braket: 3 kg’lık bir yükü 4 Hz dönüş hızında güvenli bir şekilde sabitleyerek, FFU’nun operasyon sırasında kararlı kalmasını sağlar.
  • CNC işleme ile üretilmiş rotor tekerleği: ATSS içindeki tepki tekerlek sistemi için kritik öneme sahiptir.
  • Metal 3D baskı ile üretilen motor yuvası: Mikrogravite ortamında yüksek mukavemet/ağırlık oranı sağlayacak şekilde optimize edilmiştir.

CNC işleme ve ileri seviye 3D baskının kombinasyonu, FENRIR ekibinin ihtiyaçlarına özel bileşenler üretmesini sağladı. Xometry’nin üretim hizmetleri sayesinde ekip, tasarım zorluklarını aşarak proje takvimine sadık kalmayı başardı.

Havacılık Uygulamaları İçin Hassas Üretim

FENRIR ekibi, Xometry’nin Anlık Fiyat Motoru’nu kullanarak tasarım süreçlerini büyük ölçüde kolaylaştırdı. Gerçek zamanlı geri bildirim ve maliyet tahminleri sayesinde tasarımlarını üretilebilirlik açısından optimize ettiler ve bütçe dahilinde kaldılar.

“Anlık Fiyat Motoru, üretim süreçlerini hızlı bir şekilde karşılaştırmamıza ve tasarımlarımızı sonlandırmamıza yardımcı oldu. Daha basit parçalar için bize çok zaman kazandırdı, daha kompleks bileşenler ise Xometry’nin mühendislik incelemelerinden büyük ölçüde faydalandı.” — Eric Almqvist

ntegration of the reaction wheel system onto CNC-machined aluminium plates, manufactured with precision for optimal performance in microgravity conditions.©
Reaksiyon tekerleği sistemi, mikro yerçekimi koşullarında en iyi performansı sağlamak için yüksek hassasiyetle üretilmiş CNC işlenmiş alüminyum plakalar üzerine entegre ediliyor.

Xometry tarafından üretilen bileşenler, nihai montajlara sorunsuz bir şekilde entegre edildi ve havacılık endüstrisinin titiz kalite standartlarını karşıladı. Bu hassasiyet, ekibin zaman çizelgesini hızlandırarak test ve entegrasyona erken başlamasını sağladı.“Teklif sürecinden teslimata kadar her şeyin ne kadar sorunsuz ilerlediğinden çok etkilendik.”

“Xometry’nin yüksek kaliteli parçaları zamanında teslim edebilmesi, projemizin başarısında kritik bir rol oynadı.” — Eric Almqvist

The Free-Falling Unit (FFU) in assembly, showcasing CNC-machined components and 3D-printed motor mounts supplied by Xometry, integrated with the electronics and reaction wheel system.©
Montaj aşamasındaki Serbest Düşüş Ünitesi (FFU), Xometry tarafından sağlanan CNC işlenmiş bileşenler ve 3D baskılı motor yuvalarıyla elektronik sistem ve reaksiyon tekerleği entegrasyonunu sergiliyor.

Son Geri Sayım: FENRIR Projesi’nin Gelecek Adımları

REXUS 34 roketinin Mart 2025’te fırlatılması planlanıyor ve FENRIR ekibi, son hazırlıkları tamamlayarak platformlarının göreve hazır olmasını sağlıyor. Fırlatma sonrasında ekip, deney sonuçlarını analiz edip bulgularını yayınlayarak mikrogravite araştırmaları ve uzay teknolojisi alanına değerli katkılar sunmayı planlıyor.

FENRIR Projesi sona yaklaşsa da, ekip Xometry’yi gelecekteki LTU projelerine tavsiye etmeye devam edecek.“Xometry’nin desteği paha biçilemezdi ve LTU’daki diğer ekiplerin de gelecekte bu hizmetlerden faydalanacağından eminiz.” — Eric Almqvist

FENRIR Projesi Hakkında: FENRIR Projesi, Luleå Teknoloji Üniversitesi’nde (LTU) yürütülen öğrenci liderliğindeki bir girişimdir ve yenilikçi mikrogravite deneyleriyle uzay araştırmalarını ilerletmeyi hedeflemektedir. Alman Havacılık Merkezi (DLR) ve İsveç Ulusal Uzay Ajansı (SNSA) tarafından desteklenen prestijli REXUS/BEXUS programının bir parçası olan ekip, erişilebilir ve uygun maliyetli mikrogravite araştırmalarını mümkün kılmak için modüler Serbest Düşüş Üniteleri (FFU) tasarlamakta ve geliştirmektedir.

Xometry gibi endüstri ortaklarıyla iş birliği yaparak, FENRIR Projesi hassas üretim süreçlerini ileri mühendislikle birleştirerek uzay araştırmalarının sınırlarını zorlamaktadır.

Website: https://project-fenrir.netlify.app/

İletişim: fenrir.ltu@gmail.com 

Comment(0)