Güneş yelkeni teknolojisinin teorik olarak incelenmesi
Theoretical investigation of solar sail technology
- Tez No: 890164
- Danışmanlar: PROF. DR. SÜLEYMAN ÖZÇELİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Astronomi ve Uzay Bilimleri, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Astronomy and Space Sciences, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Bu tez çalışması kapsamında, uzay araçlarına yakıtsız hareket edebilme yeteneği sağlayan Güneş yelkeni teknolojisi teorik olarak incelendi. Güneş yelkenleri, itiş gücünün yelkenin yüzeyinden yansıyan fotonların momentumlarındaki değişim ile sağlandığı ve itiş gücü için herhangi bir yakıtın kullanılmadığı sistemlerdir. Bu sistemler hafif ve yüksek oranda yansıtıcılığa sahip, açılabilir yelken yüzeylerini kullanarak fotonların momentumunu itici bir kuvvete dönüştürür. Güneş yelkenlerinin ortaya çıkışı Alman astronom ve matematikçi Johannes Kepler'in gelecek vizyonlarından birisi ile bağdaştırılabilir. Güneş yelkenine itiş gücü sağlayan fiziksel nicelik ışınım basıncı kuvvetidir. Güneş ışınlarının paralel olduğu varsayımına dayanarak Güneş ışınımı basıncı modelleri oluşturmak için birçok çalışma yapılmıştır. Bu modeller, ideal Güneş ışınımı basıncı kuvvet modeli (I-SRP) ve optik Güneş ışınımı basıncı kuvvet modeli (O-SRP) olarak ikiye ayrılabilir. Güneş yelkeni üzerindeki en büyük kuvveti Güneş ışınımı basıncı oluştursa da Güneş rüzgârı gibi başka ikincil kuvvetler de bulunmaktadır. Güneş yelkeni türleri genellikle yansıtıcı ve kırınımlı Güneş yelkeni olmak üzere ikiye ayrılır. Bu tez çalışmasında IKAROS, NanoSail-D2 ve LightSail 2 Güneş yelkeni projelerine de yer verildi. Geleneksel uzay araçları için zor olan bir dizi yörünge görevi Güneş yelkenleri kullanılarak gerçekleştirilebilir. Güneş yelkeninin tasarım parametreleriyle birlikte üzerinde çalışılması gereken birçok ikincil tasarım konusu bulunmaktadır. İlk önce yelkenin alt tabakası için uygun bir malzeme seçilmelidir. Bir Güneş yelkeninin yönü, doğrudan itme vektörünü belirler. Bu nedenle yelkenli aracı yönlendirmek için konum kontrolü gereklidir. Bu çalışmalar ve ilerlemeler ile birlikte; malzeme, üretim, test gibi teknik zorluklar henüz tam olarak giderilememiştir. Tüm bu bilgiler ışığında, Güneş yelkeni teknolojisinin uzay çalışmalarının geleceğinde önemli bir yerde olacağı ve bununla birlikte teknik zorlukların aşılması için daha fazla sayıda çalışma yapılması gerektiği sonucuna varıldı.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the solar sail technology, which provides spacecraft with the ability to move without fuel, has been theoretically examined. Solar sails are systems where the thrust is provided by the change in momentum of photons reflected from the surface of the sail, and no fuel is used for thrust. These systems convert the momentum of photons into propulsive force using deployable sail surfaces that are lightweight and highly reflective. The emergence of solar sails can be associated with one of the future visions of the German astronomer and mathematician Johannes Kepler. The physical quantity that provides thrust for the solar sail is radiation pressure force. Many studies have been conducted to create solar radiation pressure models based on the assumption that solar rays are parallel. These models can be divided into two categories: the ideal solar radiation pressure force model (I-SRP) and the optical solar radiation pressure force model (O-SRP). Although the largest force on a solar sail is created by solar radiation pressure, there are other secondary forces such as solar wind. Types of solar sails are generally divided into reflective and diffractive solar sails. This thesis also includes the IKAROS, NanoSail-D2, and LightSail 2 solar sail projects. A series of orbital missions, which are difficult for traditional spacecraft, can be accomplished using solar sails. There are many secondary design issues that need to be addressed along with the design parameters of the solar sail. First, a suitable material must be selected for the substrate of the sail. The direction of a solar sail directly determines the thrust vector. Therefore, attitude control is required to maneuver the sailcraft. Despite these studies and advancements, technical challenges such as material, manufacturing, and testing have not yet been fully resolved. In light of all this information, it is concluded that solar sail technology will have an important place in the future of space exploration, and more studies need to be conducted to overcome the technical challenges.
Benzer Tezler
- XIX.yüzyılda denizcilik teknolojisindeki gelişmeler ve deniz ticaretine etkisi
Improvements in maritime technology and effects upon the maritime trade in nineteeth century
MUSTAFA MURAT ÖZDEMİR
- İlköğretim fen eğitimi astronomi konularında arttırılmışgerçeklik ve teknoloji kullanımının önemi ve etkisi
The use of augmented reality and technology in primary school science education importance and impact astronomy topics
ÖZCAN GÜNEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Kültür ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞEGÜL FULYA YELKENCİ
- Güneş enerjisi kullanılan motor yatlar ile fosil yakıt kullanılan motor yatların ürün-mekan ilişkisi bağlamında karşılaştırmalı bir yaklaşım önerisi
A comparative approach proposal in the context of the product-space relationship between motor yachts using solar energy and motor yachts using fossil fuel
YAĞMUR GÜLCE AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İç Mimari ve DekorasyonAkdeniz Üniversitesiİç Mimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SIDIKA BENAN ÇELİKEL
- Sailing through modernity: Journey of mirror of victory to portsmouth and connected history of the Ottoman naval modernisation
Moderniteye yelken açmak: Mir'āt-ı Aafer'in Portsmouth'a seyahati ve Osmanlı donanmasının bağlantılı modernleşme tarihi
BÜŞRA ARABACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
TarihTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiTarih Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN ÇOLAK
- Attitude control of an earth orbiting solar sail satellite to progressively change the selected orbital element
Dünya yörüngesinde dolaşan güneş yelkenli uydunun yörünge parametresinin yavaş yavaş değiştirilmesi amacıyla yönelim
ÖMER ATAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiUzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OZAN TEKİNALP