Dikey iniş yapabilen bir roket inşa etmek için neler yapmanız gerektiğini merak ediyorsanız aşağıda bu mühendislik harikası teknolojinin temel adımlarını basitle açıklamaya çalışacağız. Daha fazlası için merak ettiğiniz soruları konu altında sorarak diğer üyelerimiz ve bu alana ilgi duyan diğer ziyaretçilerimizin cevaplarından faydalanabilirsiniz.

Öncelikle bir Roketin genel yapısını inceleyerek konuya başlayalım.

1. Gövde: Roketin ana yapısını oluşturur. Genellikle alüminyum alaşımı veya kompozit malzemelerden imal edilir.
2. Yakıt Hazneleri: Sıvı yakıt ve oksijenin depolandığı tanklardır. Düşük kütle merkezi için gövdenin alt kısmına yerleştirilir.
3. Motorlar: Sıvı yakıt ve oksidanı karıştırıp yanma odasında yakarak itki üretirler. Dikey iniş için vektör kontrollü itki motoru gereklidir.
4. Aerodinamik Kontrol Yüzeyleri: Kanatçıklar, alev tutucular gibi yüzeyler roketin yönünü kontrol etmek için kullanılır.
Bilgisayar ve Sensörler: İniş sırasında roketin konumunu, hızını ve yönünü tespit ederek motorlara ve kontrol yüzeylerine komut verir.
Ayaklar: Roketin iniş sırasında düzgün bir şekilde dik durmasını sağlar.

Dikey iniş süreci ise şu şekilde gerçekleşir:

- Roket yükseliş safhasında motorları ile ivmelenir.
- Belirli bir yüksekliğe ulaştıktan sonra motorlar durdurulur ve roket serbest düşmeye başlar.
- Belirli bir seviyeye gelindiğinde ana motorlar yeniden çalıştırılıp itki vektörü ters yöne çevrilir.
- Bilgisayar, sensörlerden aldığı verilerle motorları ve kontrol yüzeylerini kontrol ederek roketi dikey konuma getirir.
- Ayaklar yere temasa geçince motorlar tamamen kapatılır.

Dikey iniş sırasında yer yaklaşımı yapılırken dikey pozisyonu korumak ve iniş hızını ayarlamak için sensör füzyonu yani sensörlerden gelen veriler çok hassas bir şekilde işlenmelidir. Bu hassas süreci yönetmek için ana bilgisayar olarak basit elektronik devreler yerine Arduino, Raspberry yada mikro PC olarak adlandırabileceğimiz Gerçek bir bilgisayar kullanmak oldukça iyi bir seçenek olacaktır.

Dikey İnişli Roket için Bilgisayar ve Yazılım Altyapısı

Uçuş bilgisayarı olarak Raspberry Pİ, Arduino yada MikroPC kullanılabilir
İşletim sistemi olarak hızlı ve deterministik yapıları sebebiyle VxWorks, INTEGRITY, QNX, LynxOS, RTEMS yada Gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS) tercih edilebilir.
Programlama dili olarak JAVA, C, C++, ADA, Assembler gibi hızlı ve az bellek tüketimi olan diller kullanılabilir.
Navigasyon Yazılımı
Güdüm ve Kontrol Yazılımı
Sensör Yönetimi Yazılımı

Roketlerde kullanılan uçuş bilgisayarları ve diğer donanımlar, son derece güvenilir ve yüksek performanslı olmak zorundadır. Bu kritik sistemler hakkında detaylı bilgiler şöyledir:

1. Uçuş Bilgisayarları (Flight Computers):
   - Radyasyon sertleştirilmiş ve yüksek güvenilirlikli işlemciler kullanılır (örn. RAD750, LEON)
   - Hızlı, deterministik gerçek zamanlı işletim sistemleri (VxWorks, INTEGRITY) tercih edilir
   - Yedekli (redundant) yapıda tasarlanırlar, kritik görevleri paylaşılmış mimariler vardır
   - Lityum pil yedeği, sıcaklık kontrollü mahfazalar ve konektörler kullanılır

2. Inersiyal Ölçüm Üniteleri (IMU):
   - Roketin ivme, dönüş hızı ve yönelimini hassas şekilde ölçer
   - Kuvars, fiber optik ve halka lazer jiroskopları kullanılır
   - Titreşim ve şok dayanımlı özel tasarımlar tercih edilir

3. GPS Alıcıları:
   - Roketin konum ve hız bilgisini sağlar, navigasyon için kritiktir
   - Yüksek hassasiyet ve güvenilirlik için askeri seviye alıcılar kullanılır
   - Sinyali güçlendirmek için yardımcı anten sistemleri ve filtreleme yapılır

4. Telsiz Bağlantısı (Telemetri):
   - Yer istasyonlarıyla veri alışverişi için güvenli bağlantılar kurulur  
   - Yedekli vericiler, çoklu frekans bantları ve yüksek kazançlı antenler tercih edilir
   - Kriptolu, öncelikli ve hatasız iletişim şarttır

5. Güç Kaynakları:
   - Lityum-iyon piller, güneş panelleri ve nükleer jeneratörler kullanılır
   - Yedeklilik ve akıllı güç dağıtım sistemleri vardır
   - Termal kontrol ve ani aşırı akım korumaları gereklidir

6. Yapısal Bileşenler:
   - Roket gövdesi, bağlantı elemanları ve iniş ayakları özel alaşımlardan üretilir
   - Aşırı sıcaklık değişimlerine, yüksek basınca ve titreşime dayanıklı olmalıdır  
   - Ağırlık ve maliyet optimizasyonu yapılır

Tüm bu sistemlerin tasarımı, üretimi, entegrasyonu ve test edilmesi son derece özenli şekilde gerçekleştirilir. Tek bir hata tüm roket görevini başarısızlığa uğratabilir. Bu nedenle sertifikalı mühendislik süreçleri ve bağımsız doğrulama işlemleri uygulanır.

Roket bilgisayarlarında kullanılan yazılım ve programlama dilleri, hem yüksek güvenilirlik hem de performans gereksinimleri nedeniyle özel olarak seçilir. İşte bu konudaki detaylı bilgiler:

1. Programlama Dilleri:
   - C: En yaygın kullanılan dildir. Düşük seviyeli, hızlı ve donanıma yakın çalışmaya uygundur. Kritik kontrol yazılımlarında tercih edilir.
   - C++: Nesne yönelimli programlama sağlar, ancak karmaşıklığı nedeniyle kritik kodlarda nadiren kullanılır.
   - Ada: Güvenlik açısından tasarlanmış, güçlü tiptanımlı bir dildir. Güvenlik kritik uygulamalarda tercih edilir.
   - Assembler: İşlemci düzeyinde programlama gerektiğinde, çok düşük seviyeli kontrol için kullanılır.

2. Otomatik Kod Üretimi:
   - Model tabanlı tasarım araçları kullanılarak, Simulink, SCADE gibi ortamlardan otomatik kod üretilir.
   - Yüksek seviyeli modelleme, doğrulama ve otomatik kod oluşturma, güvenilirliği artırır.

3. Zaman Kritik Kodlar:
   - Motorların vektör kontrolü, sensör okuma, kesme işleme gibi zaman kritik görevler genellikle daha düşük seviyeli dillerde (C, Assembler) yazılır.
   - Bu kodlar özel optimizasyon ve gerçek zamanlı işletim sistemi uyumluluğu gerektirir.

4. Uçuş Yazılımları ve Uygulamalar:
   - Navigasyon, güdüm, arıza yönetimi gibi daha yüksek seviyeli işlemler genellikle C veya C++ ile yazılır.
   - Bunlar gerçek zamanlı işletim sistemleri üzerinde çalışan uygulamalardır.

5. Bağımsız Doğrulama ve Geliştirme:
   - Kodlar, farklı takımlar tarafından ayrı ayrı geliştirilir ve doğrulanır (N-sürüm programlama).
   - Statik kod analizi, birim testleri, stres testleri vb. yöntemlerle kapsamlı doğrulama yapılır.

6. Standartlar ve Sertifikasyon:
   - Yazılımlar, uzay sistemleri için özel standartlara (DO-178C, ECSS vb.) göre geliştirilir.
   - Bu standartlar kodlama kuralları, test etme, doğrulama, sürüm kontrolü gibi süreçleri düzenler.
   - Bağımsız denetim ve sertifikasyon işlemleri bulunur.

Roket bilgisayarlarındaki yazılım geliştirme, en üst seviyede güvenilirlik ve performans gerektirir. Bunun için özel programlama dilleri, yöntemleri, araçları ve sıkı süreçler kullanılır. Kod hatalarının fiyatı çok yüksek olabileceğinden, son derece özen gösterilir.

 Gerçek bir roket tasarımı için; aerodinamik, termal, yapısal ve kontrol sistemleri gibi pek çok alt sistem hesaba katılmalı ve entegre bir şekilde çalışmalıdır. Yüksek hassasiyetli mühendislik analizleri ve test çalışmaları gerekir.  Bu sebeple ekibinizi oldukça geniş tutmalı ve yukarıdaki maddelerde yer alan her alanda uzman bulundurmalısınız.

Daha fazla bilgi ve paylaşım için sitemize üye olarak grup ve forum bölümlerini kullanabilirsiniz.