Ana Hatlarıyla Chang’e Projesi (Çin Ay Keşif Programı)

Geçtiğimiz günlerde (16 Aralık 2020) Çin Ulusal Uzay Ajansı’nın Chang’e-5 uzay aracı Ay’dan topladığı 2 kilogramlık taş ve toprak örnekleriyle Dünya’ya döndü. Böylelikle Çin, Amerika ve Sovyetler Birliği arasında geçen Uzay Yarışı (1957-1975) döneminden beri Ay’dan örnek getiren ilk ülke oldu. Bizler de Kozmik Anafor olarak bu vesileyle Chang’e-5’in de dahil olduğu Çin Ay Keşif Programı’nı genel hatları ve detaylarıyla ele almak istedik.

Çin’in Ay programını çok detaylı biçimde el aldığımız programımızı aşağıdan veya bu linke tıklayarak izleyebilirsiniz. Eğer izlemeyi değil, okumayı tercih ediyorsanız, sayfayı kaydırıp okumaya devam edebilirsiniz.

Chang’e Projesi olarak da bilinen Çin Ay Keşif Programı, Çin Ulusal Uzay Ajansı (CNSA) tarafından yönetilen, Ay’a yörünge sondaları, gezgin araçlar ve örnek toplayıcı araçlar göndererek Ay’dan taş ve toprak örnekleri getirmek üzere oluşturulan bir uzay programıdır. Sürdürülen projenin Ay’ın jeolojisi ya da Güneş Sistemi’nin oluşumu hakkında bilimsel açıdan son derece önemli bir program olduğunu söylemek mümkün. Ancak projenin gerçekleştirmesinin bir diğer sebebi olarak Çin’in uzay teknolojileri alanında deneyim kazanarak, projenin sonrasında Ay’a insanlı yolculuk veya Mars görevleri gibi misyonlara ön hazırlık yapması gösterilebilir. Program, ismini Çin mitolojisindeki Ay Tanrıçası Chang’e’den almaktadır.

Chang’e-1

Chang’e Projesi 2003 yılında başlatılan bir program olmasına rağmen, ilk uçuş 24 Ekim 2007’de gerçekleştirilmişti. Aslında Çin için bir Ay Keşif Programı’nın gerekli olduğu ülkenin bilim insanları ve uzmanları tarafından 1991 yılında dile getirilmeye başlanmıştı. 1998 yılında ise Çin Ulusal Ajansı tarafından resmi olarak tanımlandı ve çalışmalara başlandı. 24 Ekim 2007’de, programın ilk aşamasında Xichang Uydu Fırlatma Merkezinden fırlatılan Ay sondası Chang’e-1, 5 Kasım 2007’de Ay yörüngesine ulaştı ve yaklaşık 1 yıl içerisinde Ay yüzeyinin tamamının haritasını çıkardı ve fotoğraflar gönderdi.

Araç aynı zamanda Ay yüzeyinin yüksek çözünürlüklü ve üç boyutlu haritasını da çıkardı. Chang’e-1, daha önceki görevlerde haritalandırma ve analizlere dâhil edilmeyen Ay’ın kuzey ve güney kutupları üzerinde de analizler gerçekleştirdi. Chang’e-1 ile ilk defa Ay’daki kimyasal elementleri analiz etmek üzere uzaktan algılamalı mikrodalga radyometresi kullanıldı. Toplam 1 yıl aktif tutulması planlanan Chang’e-1 Ay sondası, 1 yıl 4 ay 4 gün görev yaptıktan sonra kontrollü olarak Ay yüzeyine düşürüldü.

Chang’e-2

Projenin birinci aşaması dâhilinde, 1 Ekim 2010 tarihinde fırlatılan Chang’e-2, 100 kilometre yükseklikteki Ay yörüngesinde görev yapmak üzere gönderildi. Tasarım anlamında Chang’e-1 ile büyük oranda benzerlik taşıyan Chang’e-2, bazı teknik iyileştirmelerinin yanı sıra daha gelişmiş bir yerleşik kameraya da sahipti. CNSA, Chang’e-2’yi Ay yörüngesindeki görevlerini başarıyla gerçekleştirdikten sonra 25 Ağustos 2011’de L2 Lagrange noktasına yerleştirerek, NASA ve ESA’dan sonra bu bölgeyi ziyaret eden üçüncü uzay ajansı oldu.

Bu bölgede Çin’in daha sonraki aşamalarda kullanmak üzere oluşturduğu uydu izleme ağını test eden sonda, 2 Nisan 2012’de 4179 Toutatis asterotine yakın geçiş yapmak üzere bölgeden ayrıldı. Tehlikeli olabilecek gök cismi kategorisinde olan asteroitin 3.2 kilometre yakınından net fotoğraflarını çeken Chang’e-2, 200 milyon kilometreden fazla mesafe kat ederek Çin’in derin uzay izleme teknolojilerini test etmesine olanak sağladı. CNSA’nın verdiği bilgilere göre 300 milyon kilometre mesafe kat edecek kadar yeterli yakıta sahip Chang’e-2, 2029 yılında Dünya’ya yeniden yaklaşacak.

Chang’e-3

Projenin ikinci aşaması dâhilinde 1 Aralık 2013’te fırlatılan Chang’e-3, önceki sondalardan farklı olarak robotik bir iniş aracı olarak tasarlandı. 6 Aralık 2013’de Ay yörüngesine yerleşen araç, 14 Aralık 2013’te ise Ay yüzeyine yumuşak iniş gerçekleştirerek, Sovyetler Birliği’nin Luna 24 aracıyla 1976 yılında gerçekleştirdiği inişten bu yana, Ay’a iniş yapan ilk araç olmuştur. İniş aracı üzerine 50 mm çapında bir teleskop da yer alır. Ay’ın ekzosfer tabakası ince ve oldukça yavaş hareket eden bir yapıda olduğu için, Ay yüzeyinden gözlem yapmak Dünya’ya kıyasla oldukça sağlıklıdır. İniş aracında bulunan teleskop da bu sayede değişken yıldız, kuasar ve blazar gözlemleri yapmak üzere yakın morötesi tayfını algılayacak biçimde donatılmıştı. Teleskop, 13 kadire kadar sönük gök cisimlerini gözlemleyebildi. Chang’e-3 ayrıca Ay toprağında analiz gerçekleştirmeyi mümkün kılan uzatılabilir kola da sahipti. Yüksek enerjili ultraviyole kamerası ile donatılan Chang’e-3, Güneş aktivitelerinin Dünya’nın manyetosferi üzerine olan etkilerini gözlemleyebildi. Spektrometre cihazı, kameraları ve Ay yüzeyinin 100 metre altına kadar araştırma olanağı tanıyan yer altı radar ekipmanları ile daha sonra Ay’dan örnekler alıp Dünya’ya getirecek olan Chang’e-5’in bir benzeriydi. Chang’e-3 ayrıca Ay yüzeyinde daha önce keşfedilmemiş ilmenit bakımında zengin, siyah bir mineral kaya olan bir tür bazalt tespit etti.

Chang’e-3, iniş aracıyla beraber bir de Yutu gezgin aracını yanında taşıyordu. Adını Çin mitolojisinde Ay tanrıçasının beslediği Ay tavşanı Yutu’dan alan gezgin araç, 6 tekerlekli ve 1.5 metre ölçüsünde küçük bir yapıdaydı. İniş aracında olduğu gibi enerjisini Güneş panellerinden sağlayan Yutu, aşırı soğukla başa çıkabilmek için plütonyum-238 ile desteklenen radyoizotoplu ısıtıcıya sahiptir. Güneş panelleri ve radyoizitoplu ısıtıcı birimi sayesinde 30 yıl yetecek kadar enerjiye sahip olan Yutu’nun uzun süre Ay yüzeyinde ilerlemesi planlansa da inişinden 42 gün sonra arızalandı ve hareket edemedi. Yine de Dünya’ya veri aktarmaya devam edebildi.

Chang’e-4

Projenin ikinci aşamasının devamında Çin, Chang’e-4 iniş aracını ve yanında taşıdığı Yutu-2 gezgin aracını 3 Ocak 2019’da Ay’ın arka yüzüne indirmeyi başardı. Bu aynı zamanda insanlığın Ay’ın arka yüzüne gerçekleştirdiği ilk başarılı araç inişiydi. Ancak burada bir sorun karşımıza çıkıyor. Çin, Ay’ın arka yüzündeki araçlarıyla nasıl iletişim kuracaktı? İşte bunun için Çin, iniş ve gezgin araçlarını göndermeden aylar öncesinde Queqiao adındaki iletişim uydusunu Lagrange 2 noktasındaki Ay yörüngesine göndermişti. Böylece Ay’ın arka yüzündeki araçlardan veriler önce iletişim uydusuna, daha sonra Dünya’ya aktarabiliyordu. Chang’e-4’ün Ay’ın daha önce incelenmemiş arka yüzüne inmesi, bu bölgenin yapısı hakkındaki detayları öğrenmek açısından son derece önemli.

Chang’e-4 görevi ayrıca mikrouyduları da barındırıyor. Ancak bu mikrouydulardan biri Ay yörüngesine yerleşmekte başarısız oldu. Diğeri ise 31 Temmuz 2019’a düşük frekans bandında analiz yapmaya devam etti ve sonrasında Ay yüzeyine düştü. Chang’e-4 görevinin en ilginç ve heyecan verici taraflarından biri de şüphesiz mikro Ay ekosistemi deneyiydi. Chang’e-4 bunu gerçekleştirmek için yanında 18 cm uzunluk ve 16 cm çapında bir silindir götürdü. Silindirin içerisinde bitki tohumları ve böcek yumurtaları yer alıyordu.

Planlanan şey, tohumların büyümesi ve böceklerin yumurtaların içinden çıkması sonucu silindir içerisinde bir minik bir ekosistem yaratılmasıydı. Deney pamuk tohumu, patates, kolza tohumu, çiçekli bitki, maya ve meyve sineği yumurtaları olmak üzere 6 tip organizmadan oluşuyordu. Ay’daki bu kapalı sistem düşük kütleçekimi ve radyasyon dışında yaşam için dünya benzeri uygun bir ortam yaratabilirdi. Plana göre sinekler yumurtalardan larva olarak çıkarsa, larvalar karbondioksit üretecek, bitkilerse fotosentez yoluyla oksijen üretip filizlenecekti. Maya ise karbondioksit ve oksijen dengesini koruyacak, sinek artıkları ve ölü bitkilerden kalanları sinekler için besin kaynağına dönüştürecekti.

Planlandığı üzere inişten birkaç saat içerisinde silindirdeki sıcaklık 24 santigrat dereceye ayarlandı ve tohumlara su verildi. 12 gün sonra pamuk, kolza ve patates tohumlarının filizlendiği duyuruldu ancak yalnızca pamuğun fotoğrafı paylaşıldı. 100 gün boyunca sürdürülmesi planlanan biyosfer deneyi, başlamasının 9 gün sonrasında Ay’daki -52 santigrat derecelik düşük sıcaklık nedeniyle silindirdeki sıcaklığın korunamaması nedeniyle sonlandırıldı. Yine de bu deney 9 gün boyunca önemli veriler elde edilmesini sağladı.

Chang’e-4 görevinin ilginç detaylarından biri ise Amerika ve Çin işbirliği konusunda… Çin’in geçmişte uydu görevlerinin, kıtalararası balistik füze geliştirmek üzere teknolojik altyapı sağlamak için yapıldığının düşünülmesi üzere Amerika, Çin Ulusal Uzay Ajansı’nı NASA’nın diğer ülkelerle gerçekleştirdiği işbirliği politikalarından çıkarmıştı. 2011’deki bu karardan sonra ilk defa Çin, NASA ile işbirliğine olumlu yaklaşarak Chang’e-4’ün enlem, boylam ve iniş zamanı bilgilerini LRO tarafından gözlemlenmesi için paylaştı. Ayrıca Çin, Amerika’nın gerçekleştireceği gelecek Ay görevlerinde Chang’e-4 sondasının ve Queqiao iletişim uydusunun NASA tarafından takip edilmesine izin verdi.

Chang’e-5

23 Kasım 2020’de fırlatılan Change’5, 1 Aralık’ta Ay’a inişini gerçekleştirmişti. 16 Kasım 2020’de ise Ay toprağından aldığı 2 kilogram ağırlığındaki örneklerle görevini başarıyla tamamladı. Böylece Çin, 1976’da Sovyetler Birliğinin Luna 24 aracından sonra Ay’dan örnek getiren ilk ülke oldu.

Servis modülü, iniş aracı, tırmanma modülü ve örnekleri taşıyan geri dönüş modülünden oluşan Chang’e-5’in bütün bu parçaları, misyonun başarılı olması için farklı görevlere sahipti. Servis modülü Ay yörüngesinde dönmeye devam ederken Ay yüzeyindeki iniş aracı Ay toprağından örnekler aldıktan sonra bunları tırmanma modülüne aktardı. Tırmanma modülü ise itki sistemi sayesinde iniş aracından ve dolayısıyla Ay’dan ayrılarak yörüngede bekleyen servis modülüne geri döndü. Tırmanma modülünden servis modülüne aktarılan 2 kilogramlık Ay örnekleri, geri dönüş modülüne aktarıldı. Bu aşamadan sonra ise geri dönüş modülü servis modülünden ayrılarak Dünya’ya olan yolculuğuna başladı. Dünya atmosferine giriş yaptıktan sonra planlanan iniş bölgesine başarılı bir iniş gerçekleştirilen Chang’e-5, görevini başarıyla tamamlamış oldu.

[embedyt] https://www.youtube.com/watch?v=t7YxRttouDw[/embedyt]

Şimdiye dek başarılı ilerleyen Chang’e Projesinin bir sonraki ve üçüncü aşama görevleri Chang’e-6 ve Chang’e-7 ile Ay’ın güney kutup bölgesinden örnek toplayıp Dünya’ya geri getirmek, olacak. 2027’de gerçekleştirilmesi planlanan Chang’e-8 görevinin detayları ise ilerleyen zamanlarda belirli olacak.

Çin, Chang’e Projesi ile elde ettiği bilimsel ve teknolojik verilerle gelecekte Ay’a insanlı yolculuk gerçekleştirmeyi veya Ay’ı Mars’a yolculuk yapmak üzere bir üs hâline getirmek üzere misyonlara başlayabilir. Bekleyip göreceğiz.

Hazırlayan: Kemal Cihat Toprakçı

Kaynaklar ve Referanslar: 

1. Alındığı Tarih: Aralık 18, 2020. Alındığı Yer: https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/c-missions/chang-e-1
2. Needham, K. (2019, Ocak 19). Red moon rising: China’s mission to the far side. Alındığı Tarih: Aralık 18, 2020. Alındığı Yer: https://www.smh.com.au/world/asia/red-moon-rising-china-s-mission-to-the-far-side-20190117-p50s0y.html
3. 孙晓宇. Space a new realm for Sino-US cooperation. Alındığı Tarih: 18, 2020. Alınıdığı Yer: http://www.chinadaily.com.cn/a/201902/13/WS5c6387f3a3106c65c34e915b.html
4. Chang’e-5 Uzay Aracı ile Uzak Doğu-Ay Hattı. (2020, Kasım 10). Alındığı Tarih: 18 Aralık, 2020. Alındığı Yer: https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/change-5-uzay-araci-ile-uzak-dogu-ay-hatti
5. Myers, S., & Chang, K. (2020, Aralık 01). China Lands Chang’e-5 Spacecraft on Moon to Gather Lunar Rocks and Soil. Alındığı Tarih: Aralık 18, 2020. Alındığı Yer: https://www.nytimes.com/2020/12/01/science/china-moon-landing.html