Connect with us

Evrenin Keşfi

Geleceğin İtki Sistemleri 4: Füzyon Roketleri

Bu yazıyı yaklaşık 10 dakikada okuyabilirsiniz.

Bu makalemizi okumadan önce, eğer okumadı iseniz yazı dizimizin daha önce yayınladığımız birinci, ikinci ve üçüncü bölümlerini okumanızı öneririz. Ayrıca burada göreceğiniz birçok terimi anlayabilmek için şu makalemizi okumuş olmanız gerekmektedir. 

Uzayın insanlı keşfi, günümüzde kullandıklarımızdan çok daha gelişmiş roketler yapmamıza bağlıdır. Kimyasal roketler ile Mars yolculuğu 6 ay sürerken, VASIMR ve MPD plazma roketleriyle 39 gün sürebilecek olması heyecan veriyor.

Bu süreyi daha da kısaltmak istersek o zaman füzyon enerjisi anahtar olacaktır. Füzyon reaksiyonları yüksek miktarda elektrik üretebilirken, özellikle anötronik yakıt kullanan bir füzyon roketiyle Mars yolculuğu bir aya düşürülebilir.

Gemimiz radyasyona karşı güçlendirilmediyse, santrifüj ile yer çekimi üretecek yapıda değilse, ya da yer çekimsiz ortamın ve radyasyonun etkisini azaltan “sihirli” ilaçlarımız yoksa, uzayda ne kadar az zaman geçirirsek bizim için o kadar sağlıklı olur. Uzayın sağlık üzerindeki etkisi ve ulaşım süreleri gözönüne alındığında, nükleer enerjinin sahip olduğu muazzam enerji yoğunluğu; er ya da geç Güneş Sistemi içerisindeki yolculuklarda plazma roketleriyle başa baş giden bir zorunluluk olacak ve Güneş’ten uzak gezegenler ile uydularında enerji üretiminin vazgeçilmezi olacaktır.

discoveryII45874

Şu an tasarım halindeki gezegenler arası uzay araçlarından biri.

 

Önceki yazılarımızda bahsettiğimiz VASIMR ve Manyetoplazmadinamik roketlerinin çok ciddi enerji ihtiyaçları vardır. Uygun boyutta Güneş panelleri, Mars yörüngesi içerisinde yeterli olsa da, Güneş’ten uzaklaşıldıkça verimlilikleri çok düşecektir. Bir de araca katacakları ek kütle de ayrı bir soru işaretidir. Eğer aynı enerjiyi ve fazlasını nükleer bir reaktör daha düşük kütleyle sağlayabiliyorsa, reaktör tercih edilebilir. Fisyon reaktörleri oldukça verimli, küçük ve hafif olabilir; ama füzyon reaksiyonlarında kullanılan hidrojen gibi uzayda hali hazırda bolca bulunabilecek bir yakıtı yoktur. Atık yakıtla uğraşmak ve yaydığı ağır radyasyon da ayrı sorunlar oluşturabilir.

Yine de bunlara rağmen, hem elektrik üretimi hem de itki sağlamakta, hatta füzyon reaktörlerini çalıştırmakta kullanılabilirler. Füzyon, materyal teknolojileri geliştikçe yeteri kadar küçültüldüğünde ve hafifleştirildiğinde yakıtı her yerde bolca bulunan çok verimli bir enerji kaynağı olarak Güneş Sistemi’nin her yerinde kullanılabilir.

Kendi kendini besleyen füzyon sürdürülemezse bile, füzyon reaksiyonları yine de VASIMR ve benzeri roketlere enerji sağlayacak şekilde kısa süreli reaksiyonların üretiminde faydalı olacaktır.

Elektrik üretmenin yanısıra, direkt itki üreten füzyon roketleri de plazma roketlerine güçlü bir alternatif olabilir. Sürdürülebilir füzyon reaksiyonlar ile bir yakıtı ısıtarak püskürtmek ya da füzyon sonucu üretilen yüksek enerjili ürünü itki amacıyla kullanmak, veya gemimizin arkasında yakıt hücreleri ateşlemek, hatta termonükleer bombalar patlatmak gibi başlıca kullanılabilir yöntemleri vardır.

NASACopernicus

Nükleer reaksiyonlar ile çalışan bir başka uzay aracı konsepti.

 

Füzyon enerjisinden bir reaktör ile faydalanacak araçların anötronik reaksiyonlar tercih etmesi gerekir. D-D (Döteryum-Döteryum) ve D-T (Döteryum-Trityum) reaksiyonlarında füzyon enerjisinin sadece %20-30’u kullanılabilirken, anötronik reaksiyonlarda nötron üretimi neredeyse sıfır olacağından bütün füzyon enerjisi kullanılabilir. (Nötron üretiminin neden sorun olduğunu şu makalemizde açıklamıştık.)

Uzay yolculuğu için en pratik reaksiyon olan D-He3, p-11B’den çok daha az enerji girdisi ister, bu nedenle yakın gelecekte uygulanması kolaydır. Termonükleer füzyon makalemizde belirttiğimiz gibi, Helyum-3 (He3) Ay yüzeyinde Güneş rüzgarlarının etkisiyle bolca birikmiştir. Gaz devleri de Helyum-3 açısından zengindir. Ayrıca asteroidlerde, kuyruklu yıldızlarda, gaz devlerinin halkalarında ve uydularında bolca bulunan buzdan döteryum elde edip, bu döteryumu nötron bombardımanına tutarak Trityum üretimi yapılabilir. Termonükleer füzyon makalemizde açıkladığımız gibi, Trityum bozunduğunda Helyum-3’e dönüşecektir.

Discovery-II
Füzyonu sürdürebilmek için plazmanın hapislenmesi gerekir. Üzerinde en çok araştırma yapılan manyetik hapisleme yöntemleri ağır tokamak reaktörlerinin kullanımını gerektirir ve bunlar şu anki halleriyle uzay için elverişli değildir. Ama NASA Glenn Araştırma Merkezi 2001 yılında görece hafif küresel bir tokamak reaktörü kullanan Discovery II isimli bir tasarım hazırladı; inceleyelim.

Discovery_II

Proje aşamasındaki Discovery II gezegenler arası insanlı uzay aracı.

 

172 tonluk yükü, Jüpiter’e en az 118 günde teslim edebilecek 1.690 tonluk bir gemidir Discovery II. Peki şu anda Jüpiter yolunda olan (2016 ortalarında ulaşacak) Juno sondasının seyahati 5 yıl sürerken nasıl oluyor da 118 gün?

Discovery-II tasarlanırken, yeterince uzun olduğu düşünülen insanlı Mars görevlerini bile gölgede bırakacak insanlı dış gezegenler görevleri göz önüne alınmış. 1.690 tonluk bu geminin sadece reaktörü 310 ton olacak. Uluslararası Uzay İstasyonu’nun 450 ton olduğu ve inşası için 115’den fazla fırlatma gerçekleştirildiğini göz önüne alırsak, Discovery-II’yi tek bir ülkenin altından kalkamayacağı kadar zorlu bir inşaat süreci bekliyor olabilir.

Discovery-II’nin füzyon reaktörünü çalıştırmak için yedek bir fisyon reaktöründen faydalanılır. Füzyon reaktörü çalıştırıldığında hem elektrik sağlarken, hem de gemide bulunan hidrojen yakıtı ısıtıp, saniyede 300 kilometreden fazla bir süratle püskürtecektir. Discovey-II tasarımı teknolojik olarak uygulanabilir bir seviyeye gelmeden önce, özellikle küresel tokamak reaktörleri ve D-He3 (Döteryum-Helyum3) füzyonu üzerinde derinlemesine araştırmalar devam etmeli, bu konseptlerin uygulanabilirliği ve performansı üzerinde kesin bir sonuca varılmalıdır.

Manyeto-Atalet Füzyon (Magneto Inertial Fusion – MIF)
Manyeto-Atalet Füzyon metotu, hem MCF hemde ICF yöntemlerinin özelliklerini kullanan görece küçük reaktörler ile kütle sorununu çözebilir.

Bildiğimiz gibi manyetik hapisleme devasa manyetik alanlar kullanırken, ICF güçlü lazerlere ihtiyaç duyar. Kullanabileceğimiz iki yöntemin birleşimi olan MIF metodunda, plazma elektro mıknatıslar ile hapsedilir ve saniyede 3 kilometrelik hızla merkezdeki bir silindirin içine çökertilir. Gerekirse lazerler ile fazladan basınç ve sıcaklık sağlanır. Silindirin çevresi lityum kaplıdır ve merkezde füzyon reaksiyonu ateşlendiğinde bu lityum itici yakıt görevi görür. Böylesi reaksiyonlardan her dakikada 200 tanesi gerçekleştirilir ve reaksiyon sonucu iyonize olan lityum ile, füzyon reaksiyonu ürünleri manyetik bir egzozdan püskürtülerek itki elde edilir. Temel olarak Orion Projesi benzeri bir yöntemdir. Bu füzyon reaktörü gücünü Güneş panellerinden veya yedek bir fisyon reaktöründen alabilir.

NIAC Füzyon Roketi (NIAC Fusion Driven Rocket – FDR)
NASA’nın NIAC çalışmalarınca 2012’de fonlanan projeye bir bakalım. Bu proje ile manyeto-atalet füzyon roketi tasarımı tekrardan ele alınmış.

Füzyon

NIAC Füzyon Roketi (NIAC Fusion Driven Rocket). Nasa tarafından yapılan bir konsept.

 

Tokamak füzyon reaktörleri uzayda kullanım için biraz fazla büyükler. En kompakt olarak kabul edilen küresel tokamak bir reaktöre sahip uzay araçları için bile 1.000 tondan yüksek kütle ön görülüyor. Karşılaştırmamız gerekirse, hala yapım aşamasında olan SLS roketinin alçak Dünya yörüngesi için planlanan maksimum yük kapasitesinin 130 ton olduğunu göz önüne alırsak, tokamak reaktörlerinin biraz daha gelişmesini ya da bir uzay asansörü inşa edilmesini beklemeliyiz.

FDR, Manyeto-Atalet Füzyon metotunu kullanıyor. Bu reaktörü kullanacak gemi çok daha düşük bir kütleye sahip olacaktır. Reaktöründe her dakika bir mikro saniye sürecek reaksiyonlar gerçekleşecek. Açığa çıkan enerji katı-hal lityum yakıtı ısıtmakta kullanılıp, yakıt yüksek bir egzoz hızıyla püskürtüldüğünde itki elde edilir. Günümüzdeki teknolojiyle hali hazırda yapılabilecek ilk füzyon roketi budur ve sadece bu roket bile gezegenlerarası yolculuğu sıradan bir hale getirebilir.

fdr4587

FDR roketinin egzos bölümünün şeması.

 

Tabi ki bu tam anlamıyla kendi kendini besleyen sürdürülebilir bir reaktör değil. Ancak bu şekilde dahi kimyasal roketlerin pabucunu dama atacaktır. Proje üzerinde çalışan takım Washington Üniversitesi’nde bir prototip inşa etti bile ve 2020’ye kadar yörüngede bir uzay aracında test edilebilecek seviyeye gelecekleri konusunda umutlular.

Z-Pinch Roketi
Daha önce de bahsettiğimiz z-pinch reaktörü uzayda manyeto-atalet füzyon (Magneto Inertial Fusion) tekniği ile kullanıldığında, füzyon reaksiyonu sonucu oluşan enerjiyi, manyetik egzoz direkt itkiye çevirir. Her reaksiyon sonunda plazma yüksek sıcaklık ve basınç ile sürekli genişleme eğiliminde olur. Öyle ki plazma manyetik akımı sıkıştıracak güçtedir, bu da itki sağlayan bir basınç oluşturur.

Z-Pinch roketinin temel şeması.

 

Bu plazma aynı zamanda katot görevi görürken, anot görevi görecek Lityum-6 izotopu plazma ile karışacak şekilde püskürtülecek. Böylesi bir roket, 350 ton yakıt ile Mars seyahatini 30 güne indirebilir. Bu yakıt miktarı günümüzdeki bir A380 uçağının taşıdığı maksimum yakıttan sadece biraz daha fazladır.

Gazdinamik Ayna Füzyonu (Gasdynamic Mirror Fusion)
Rusya’nın ve NASA’nın ayrı ayrı incelediği bu yöntem, manyetik ayna temelli bir füzyon itki yöntemidir. Teorik olarak füzyon ile elde edilebilecek en verimli itki çeşitlerindendir. Uzun ince tüp şekilli bir reaktörün merkezinde manyetik alanlar ve mikrodalga antenleri ile sürekli bir füzyon reaksiyonu oluşturulur. Manyetik alanlar ile plazma kontrol edilirken, reaksiyon bölmesinin iki yanında manyetik aynalar plazmayı merkeze odaklayıp arka egzozdan kaçmasını önler. Böylece plazma ve reaksiyon merkezde sabit bir şekilde korunurken, üretilen enerji hidrojen yakıtı ısıtarak püskürtür. Bu metodun en büyük sorunu, şu anki tasarımlar ile yüklü miktarda radyatöre (soğutucu) ihtiyaç duymasıdır.

gasdynamic_mirror_fusion_ship5488

Gazdinamik Ayna Füzyonu (Gasdynamic Mirror Fusion) kullanan bir geminin prototip tasarımı.

 

Gazdinamik Ayna Füzyonu, VASIMR ile oldukça benzer bir yapıya sahiptir ve araştırma geliştirme çalışmaları benzer teknolojiler ve teknikler ile sürdürülmektedir.

Elektron Işını Füzyonu (Electron Beam Fusion)
Teknolojik gelişim basamaklarının çok ilerisinde kalan bu teorik tasarımda, yüksek enerjili elektronlar ile manyetik hapis halindeki plazmada füzyon reaksiyonları oluşturulur. Işının oluşturacağı reaksiyonlar oldukça şiddetli olacağından çok güçlü manyetik alanlara ihtiyaç vardır. Teorik olarak sürekli kullanımdan ziyade seri aralıklarla ateşlenmesi için ideal bir sistemdir.

Bunlar dışında önerilen daha birçok füzyon roketi tasarımı mevcuttur; ancak, ana fikir vermesi açısında yakın gelecekte görebileceğimiz temel fikirleri derlemeye çalıştık.

Son olarak bir de bilimkurgudan bir örnek verelim. Interstellar filminin uzay gemisi Endurance’ı hatırlarsınız. Kendisi gelmiş geçmiş en gerçekçi bilimkurgu gemilerinden biridir. Tasarımında bizzat mühendislerin ve bilim insanlarının parmağı vardır.

Endurance, her birinde 3 egzoz bulunan 4 itki modülüne sahiptir. Bu egzozların her biri manyetoplazma roketleridir ve güçlerini her modülde bulunan birer kompakt tokamak reaktöründen alırlar. Bu sayede gemi çok az yakıt kütlesi ile onca yolu katedebilmiştir.

Lockheed Martinin söz verdiği gibi kompakt füzyon reaktörlerimiz ve manyetoplazma ya da VASIMR roketlerimiz olduğunda, benzer bir gemi tasarımı Güneş Sistemi’nin keşfi için oldukça ideal olacaktır.

SONUÇ

Göründüğü gibi ne kadar zorlu ve pahalı olsa, geliştirilmesi şimdiden bir insan ömründen uzun sürmüş de olsa ve fikir babaları güzel sonuçlarını asla göremeyecek olsa bile, füzyon için harcanan bunca emeğe değer. Çünkü bilim budur; bilgi birikimimiz ve teknolojimiz, geçmişten gelen edinimlerimiz sayesinde büyüyüp gelişmektedir.

star-trek-voyager

Evet, belki Star Trek’in ünlü gemisi Voyager gibi ışık hızının 1.000 katına ulaşabilecek gemiler yapabilmek henüz hayallerimizin bile ötesinde. Ancak, bilgi birikimlerimizi üst üste koyarak yavaş fakat kararlı biçimde ilerlemeye devam ediyoruz.

 

Füzyon, bu yüksek potansiyeli ile bir kere yaygınlaştıktan sonra çok uzun yıllar boyunca Dünya’da ve Güneş Sistemi’nde kullanılacaktır. Ancak nihai amacımızın başka yıldızlara ulaşmak olduğunu varsayarsak, füzyon dahi yeterli değildir. Yıldızlararası yolculuk için en yüksek olasılığı hala Geleceğin İtki Sistemleri 3‘de bahsettiğimiz Orion ve Daedalus projeleri vermektedir.

Tabi yazı dizimizin devam bölümlerinde bahsedeceğimiz uzay yelkenlileri ve ramjetler bize yeni olasılıklar sağlayabilir. Özellikle çıtayı bir sonraki seviyeye çıkarıp antimaddeden bahsettiğimizde teknolojimizin sınırlarında nasıl olasılıklar olduğuna şaşırabiliriz.

Berkan Alptekin

Not: En üstte yer alan ana görsel, 1982 yapımı Star Trek Wrath of Khan filmindeki ünlü USS Reliant gemisine aittir.

Click to comment

Leave a Reply

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Evrenin Keşfi

Adli Astronomi Nedir? Yerel Hukukta Adli Astronomi Kullanımı

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 3 dakikada okuyabilirsiniz.

Neredeyse bütün bilim dalları iç içe olan astronomi en eski ama kendisini sürekli güncellemesiyle en yeni bilim dallarından biridir.

Geleceğin meslekleri arasında gösterilen uzay hukuku, uzay mimarisi, asteroid madenciliği gibi alanlarda ülkeler personel yetiştirmek istiyor ise astronomi eğitimine gerekli önemi vermek zorundadır. Adli astronomi de gelişmek için kendisine yatırım bekleyen adli bilim dalıdır.

Adli astronomi nedir ve ne iş yapar?

Adli astronomi, gökyüzünün geçmiş zamanlarda olan görünümünü ve gök cisimlerinin konumlarını göstermeye yarayan adli bilimin bir dalıdır. Adli bilimde, edebiyatta, tarihsel olaylarda ve sanat tarihinde adli astronomi kullanılmaktadır. Ülkemizde bazı davalarda astronomi, adaletin sağlanmasında katkı sağlıyor. Bu alanda Kandilli Rasathanesi’ne gerekli davalarda başvurular olmaktadır.

Örneğin; 1992 yılında bir asteğmen, bir yüzbaşına fiziksel şiddet uyguluyor. Asteğmen kendisini savunduğunda havanın çok karanlık olduğunu ve kişinin yüzünü göremediğini, bu nedenle onun bir er olduğunu düşünerek “dövdüğünü” ifade ediyor. Burada astronomi devreye giriyor ve kavganın olduğu gün Ay’ın dolunay evresinde olduğu belirleniyor. Bu bilgiden hareketle o tarihte hiçbir ışık kaynağı olmasa da insanların birbirlerinin yüzünün seçilebileceği anlaşılıyor.

Bir trafik kazası olduğunu düşünelim. Bu kazanın davası kazadan 3 ay sonra görüldü diyelim. Eğer kaza yapan kişi; “Hava çok karanlıktı, etrafta aydınlatmalar yoktu, bu yüzden göremedim” gibi bir ifade kullanıyorsa burada devreye yine adli astronomi giriyor. O dönemde Ay’ın hangi evrede olduğu önemli. Kaza yapan kişi asteğmenin durumuna düşebilir.

Van Gogh’un Tablosu ve Adli Astronomi

Van Gogh’un tablosu ile adli astronomi arasında bir bağlantı bulmakta zorlanmış olabilirsiniz. Ancak aslında, Van Gogh’un ünlü eserlerinden birisi olan Evening Landscape with Rising Moon tablosundaki gizem adli astronomi sayesinde çözülmüştür.

Vincent Van Gogh’un Evening Landscape with Rising Moon (Akşam Manzarası ve Yükselen Ay) tablosu

 

2003 yılında SWT fizik profesörleri Donald Olson ve Russell Doescher, İngiliz Profesör Marilynn Olson ile birlikte Sky & Telescope dergisinin Temmuz 2003 sayısında bu ünlü tablo hakkında bir makale yayınladılar. Tablonun tam olarak ne zaman resmedildiği bilinmemekteydi.

Bu tabloda ilk zamanlarda dağın arkasından Güneş’in battığı düşünülmüş. Tablonun üzerinde derin bir çalışma yapan bilim insanları; oradaki gök cisminin Güneş değil Ay olduğunu; Ay’ın doğmaya başladığını, tabloda yer alan buğdayın hangi tarihler arasında hasat edileceği, bu tabloda çizilmiş yerin gerçek bir yer olduğunu, Ay’ın resimde yer alan bölgeden tam olarak hangi günde doğacağını ve bazı diğer önemli sonuçları adli astronomi sayesinde bulabilmişlerdir. Benzer biçimde, geçmiş yıllarda oluşmuş meteor olaylarını incelerken de aslında yine adli astronomiye başvurmuş oluyoruz.

Frederic Edwin Church, The Meteor of 1860 (Görsel Kaynağı: https://www.wikiart.org/en/frederic-edwin-church/the-meteor-of-1860)

 

Astronomlar ve astrofizikçiler sürekli evreni incelemeye çalışırlar. Yıldızlardan ve galaksilerden alınan tek şey ışıktır. Bu ışığı inceleyerek yıldızlar, galaksiler ve diğer gök cisimleri hakkında bilgi edinmeye çalışırlar. Peki, burada astronomların yaptığı çalışmalar da adli astronomiye girmiyor mu? Belki ölmüş bir yıldızın kalıntısı hakkında bilgi edinmek ve bu ölümden sonra yakında yer alan komşu yıldızların nasıl etkilendiğini incelemek de mizansen bir açıdan adli astronomi olarak değerlendirebilir.

Hazırlayan: Sinan Koçak
Düzenleyen: Kemal Cihat Toprakçı

Kaynaklar ve Referanslar:

  1. Güral, N. Adli astronomi. Erişim Tarihi: Şubat 10, 2021, Erişim Adresi: http://egegural.com/adliastronomi.htm
  2. Güral, N. Astronomi ve adli tıp. Erişim Tarihi: 10, 2021, Erişim Adresi: http://egegural.com/ASTVADLI.HTM
  3. Moonrise061003. (2016, Haziran 08). SWT astronomers SLEUTH van Gogh “Moonrise” mystery. Erişim Tarihi: February 10, 2021, Erişim Adresi: https://www.txstate.edu/news/news_releases/news_archive/2003/06/moonrise061003.html
  4. Forensic astronomy. (2020, Kasım 25). Erişim Tarihi: February 10, 2021, Erişim Adresi: https://en.wikipedia.org/wiki/Forensic_astronomy
  5. Ash, S. (2018, April 17). “Forensic astronomy” reveals the secrets of an iconic ansel adams photo. Erişim Tarihi: Şubat 10, 2021, Erişim Adresi: https://www.scientificamerican.com/article/forensic-astronomy-reveals-the-secrets-of-an-iconic-ansel-adams-photo/

Okumaya devam et

Evrenin Keşfi

Perseverance Mars’a İniyor! Yeni Bir Mars Gezginimiz Daha Olacak

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 5 dakikada okuyabilirsiniz.

NASA’nın son Mars yüzey aracı Perseverance, Mars yolculuğunun sonuna yaklaşıyor. Bu zamana kadar yapılmış en büyük Mars aracı olan Perseverance, 18 Şubat 2021 tarihinde kızıl gezegenin yüzeyine iniş yapmaya çalışacak.

Mars’a iniş yapmak oldukça zordur ve bu zamana kadar yapılan görevlerin yaklaşık %60’ı başarısız olmuştur. Perseverance’ın iniş şekli ise 2012 yılında başarılı bir şekilde Mars’a inen Curiosity aracının iniş şekli ile benzer olacak. Yani, aracın ısı kalkanı ve sahip olduğu paraşüt Perseverance’ı saatte yaklaşık 20.000 km hızdan saatte 4 km’den daha az bir hıza indirecek. Daha sonra ise bir “gökyüzü vinci” aracı yavaşça yüzeye koyacak.

Perseverance, kuru bir göl yatağı olduğu düşünülen Jezero kraterine inecek ancak tam olarak hangi noktaya iniş yapacağı bu aşamada bilinmiyor. Bu noktanın tam olarak tahmin edilememesinin sebebi ise Mars’ın atmosferine girildiğinde rüzgarların aracı sarsması ve bu durumun tahmin yürütmeyi zorlaştırmasıdır. Bu durumun üzerine arazinin engebeli olması da Jezero’yu iniş yapmak için tehlikeli bir yer haline getiriyor ancak Perseverance, zemine yaklaşırken fotoğraflar çekerek otonom bir şekilde güvenli bir iniş yeri bulmasına yardımcı olacak yeni bir navigasyon sistemine sahip.

Perseverance’in gökyüzü vinci ile Mars yüzeyine inişini gösteren animasyon. (Telif: NASA/JPL)

 

2012 yılında Curiosity’nin gerçekleştirdiği iniş, daha önce yapılmadığı için görev kontrolün başında olan bilim insanları bu durumu rahatsızlık verici bir “yedi dakikalık dehşet” olarak nitelendirmişti. Araç, iniş sırasında atmosfere girişten, paraşütünün açılmasına ve hatta zemine temas etmek için roket yardımıyla yapılan hava manevrasına kadar her şeyi kendisi yapmak zorunda kaldı. Çünkü iniş, Mars’tan Dünya’ya ulaşan sinyallerin gelme süresinden daha kısa bir süre içerisinde gerçekleşmişti. Perseverance için de aynı durum söz konusu olacak ve bütün Mars’a iniş görevleri başarıya ulaşamadığından aynı dehşet yine yaşanacak.

Perseverance’ın iniş detaylarına geri dönecek olursak, araç özel gökyüzü vinci ile birlikte yapacağı kontrollü inişten önce roketler ile yapılan manevralar aracılığıyla iniş alanı için son ayarlamalarını yapacak. Aracın tekerlekleri Mars toprağına değer değmez, vinç Perseverance’dan ayrılarak araçtan güvenli bir uzaklıkta gezegene çarpacak. Daha sonra rutin sistem kontrolleri her şeyin yolunda olduğunu belirlediği anda da araç çalışmaya başlayacak.

Perseverance’ın asıl görevi nedir? Neden bu aracı oraya gönderdik?

Mars 2020 Perseverance Gezgin aracı, NASA’nın bir zamanlar Mars’ta yaşam olup olmadığı konusundaki araştırmasını ileriye götürecek eski mikrobik yaşamın izlerini arayacak. Araçta Mars kaya ve toprak örneği toplayacak bir sondaj cihazı bulunuyor. Araç, gelecekte yapılacak bir görev ile Dünya’ya getirilip detaylı analizleri yapılabilsin diye bu örnekleri mühürlü tüplerde saklayacak. Perseverance, ayrıca Mars’ta gerçekleşecek insanlı keşif programlarının yolunu açmaya yardım edecek teknolojileri de test edecek.

Perseverance, Mars Keşif Programı’nın bilimsel hedeflerini destekleyecek dört tane amaca sahip. Bunlardan ilki, gezegenin yaşanabilir olup olmadığını araştırmak. Yani kısaca geçmiş çevre koşullarının mikrobik yaşamı destekleyip desteklemediğini belirlemeye çalışacak. İkinci amacı, biyolojik imzalar aramak. Özellikle de zaman içinde yaşam belirtilerini koruduğu bilinen özel kayalarda, olası geçmiş mikrobiyal yaşamın işaretlerini arayacak. Üçüncü amacı da kaya ve toprak numunelerini toplayarak Mars yüzeyinde onları saklamak. Dördüncü ve son amacı ise insanlı keşiflere yardımcı olacak Mars atmosferinden oksijen üretimini test etmek.

Perseverance’ın uzun menzilli hareketlilik sistemi, aracın Mars yüzeyinde 5 ila 20 km arasında yol kat etmesine olanak veriyor. Ayrıca bu araç ile getirilen bir diğer yenilik de daha yetenekli bir tekerlek tasarımıdır.

Mars’ta Bir İlk Daha: Mars Helikopteri Ingenuity

Perseverance, aslında ufak bir sürprize de sahip. Araç, Mars yüzeyine indikten sonra alt kısmından çıkaracağı ufak bir helikopteri de Mars ile tanıştıracak. Ve bu helikopterin adı da Ingenuity. Eğer helikopter çalışmayı başarırsa, bizim için tam bir Wright Kardeşler anı olacak, çünkü bu zamana kadar Dünya atmosferi dışında hiçbir yerde helikopter uçurmayı denemedik.

Ingenuity’nin NASA tarafından yapılan görsel tasviri.

 

Ingenuity, sadece bir teknoloji tanıtımı olacak ve çok ince Mars atmosferinde (Dünya atmosferinin %1’i yoğunlukta) en fazla 15 dakika kadar uçabilecek. Ancak bu helikopter başarı ile çalışırsa gelecekte ulaşılamayan yerlere gitmek için bu tarz helikopterler kullanılabilir. Ayrıca daha sonra göndereceğimiz araçlar ve astronotlar için kılavuz olması adına da bu helikopterlerden faydalanabiliriz.

Ingenuity dışında araçta başka bir teknoloji tanıtımı daha mevcut. Bu aygıt, Mars’ın zayıf atmosferinde yer alan karbondioksitten oksijen elde etmek için kullanılacak ki bu teknoloji önemli çünkü gelecekte oraya gidecek kaşiflerin Mars’ta hayatta kalabilmeleri için bu gerekli olacak.

Hazırlayan: Burcu Ergül
Düzenleyen: Kemal Cihat Toprakçı

Kaynaklar:

  1. Crane, L. (n.d.). NASA has launched its Perseverance Mars Rover and INGENUITY HELICOPTER. Erişim Tarihi: Şubat 15, 2021, Erişim Adresi: https://www.newscientist.com/article/2250181-nasa-has-launched-its-perseverance-mars-rover-and-ingenuity-helicopter/
  2. Crane, L. (2021, Şubat 11). NASA’s perseverance rover is about to land on Mars and look for life. Erişim Tarihi: Şubat 15, 2021, Erişim Adresi: https://www.newscientist.com/article/2267509-nasas-perseverance-rover-is-about-to-land-on-mars-and-look-for-life/
  3. Howell, E. (2021, Şubat 11). NASA’s perseverance rover is one week away from a DARING landing on MARS. watch how it works. Erişim Tarihi: Şubat 15, 2021, Erişim Adresi: https://www.space.com/mars-rover-perseverance-landing-4k-video-animation
  4. Mission overview. (n.d.). Erişim Tarihi: Şubat 15, 2021, Erişim Adresi: https://mars.nasa.gov/mars2020/mission/overview/

Okumaya devam et

Evrenin Keşfi

Türkiye Uzay Ajansı (TUA), Milli Uzay Programı Açıklandı!

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 1 dakikada okuyabilirsiniz.

Türkiye Uzay Ajansı (TUA), 9 Şubat 2021 Salı günü iki yıldan uzun süredir duyurulması beklenen programını ve yol haritasını açıklandı.

Açıklamada dile getirilen olan proje ve hedefleri, Kozmik Anafor Youtube kanalında, Dr. Umut Yıldız, Prof. Dr. Lokman Kuzu, Prof. Dr. Yurdanur Tulunay, Prof. Dr. İbrahim Küçük, gibi uzmanlar eşliğinde canlı yayında yorumladık. Milli uzay programını detaylıca öğrenmek için, aşağıdan veya bu linkten ulaşabileceğiniz yayınımızı izleyebilirsiniz.

Ülkemizde Uzay Ajansı kurulması hedefi 57’nci Hükûmet döneminde gündeme gelmiş, 2000 yılında oluşturulan “Vizyon 2023” perspektifi de Türkiye’nin uzay çalışmalarına yönelik bir öncü olmasını da ortaya koymuştur. Akabinde 26 Şubat 2001 tarihinde Millî Güvenlik Kurulu kararı, daha sonra 2 Mart 2001 tarihinde Bakanlar Kurulu kararı ile “‘Türkiye Uzay Kurumu” kurulması için çalışma başlatılmıştır. 15 Mayıs 2002 tarihli Başbakanlık genelgesiyle TÜBİTAK görevlendirilmiştir. 2017 yılında meclise iletilen Türkiye Uzay Ajansı kanun tasarısını, bu linkteki yazımızda detaylıca incelemiştik.

Türkiye Uzay Ajansı’nın, ülkemiz açısından oldukça önemli olan uzay ve havacılık sektörlerinde teknolojide dışa bağımlı olmayan, rekabetçi bir sanayinin geliştirilmesi, uzay ve havacılık teknolojileri alanında bilimsel ve teknolojik altyapıların ve insan kaynaklarının geliştirilmesi, uzay teknolojilerinin kullanımının yaygınlaştırılması, ülkemizin uzaya yönelik hak ve menfaatlerinin korunması yolunda başarılı olmasını temenni ederiz.

Okumaya devam et

Evrenin Keşfi

Uzayda Bugün: İlk Serbest Uzay Yürüyüşü (7 Şubat 1984)

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 2 dakikada okuyabilirsiniz.

3 Şubat 1984 yılında fırlatılan Challenger Uzay Mekiği ile gerçekleştirilen, STS-41b görevinin bize verdiği en ikonik görsel, astronot Bruce McCandless’in Dünya üzerinde araca bağlı olmadan uzay yürüyüşü yaptığı fotoğraf oldu.

McCandless, ABD ile SSCB arasındaki Ay yarışının ortasında hızlanan uzay programlarına katılmak için 1966 yılında seçilen 19 astronotun yer aldığı prestijli bir grup olan 5. Astronot Grubu’nun bir üyesiydi. Ayrıca Challenger astronotları arasında Apollo, Skylab ve Uzay Mekiği programlarına muazzam katkılarda bulunmuş ve bu görevin kumandanı da olan Vance D. Brand de bulunuyordu. Brand ve McCandless dışında ekipte pilot Robert L. Gibson ile görev uzmanları olan Robert L.Steward ve Ronald E. McNair yer alıyordu.

Brand’in kumandanlık yaptığı ilk görev olan STS-5 ile ticari uyduların taşınıp yerleştirilmesi planlanmıştı. Uydu yerleştirilmesi başarılı oldu ancak, astronot kıyafetlerindeki problemler sebebi ile planlanan uzay yürüyüşleri yapılamayıp iptal edildi. STS-41b görevinde ise durum tersi oldu. Mürettebatın görevin başında iki iletişim uydusunu yerleştirmeyi başarmasına rağmen iki uyduda da bulunan takviye roketlerin sadece 20 saniye sonra beklenmedik şekilde kapanmasından dolayı bu uydular yere eş zamanlı yörüngeye ulaşamadı. Fakat diğer yandan uzay yürüyüşleri ise olağanüstü bir başarıya ulaştı.

7 Şubat’ta ve daha sonrasında 9 Şubat’ta McCandless ve Steward ‘İnsanlı Manevra Birimlerini” taktılar ve hiç bir yere bağlı olmadan uzayda yürüyüşe çıktılar. Bu İnsanlı Manevra Birimi, yaklaşık 85 cm genişliğinde, 72 cm derinliğinde ve 127 cm uzunluğundaydı. Alüminyum çerçevesi, nitrojen (azot) ile doldurulmuş iki tane kevlar kaplı alüminyum tankı barındırıyordu. Bu da altı saatten uzun bir uzay yürüyüşü için yeterli bir itici güçtü.

McCandless ve Steward, mekikten yaklaşık 100 metre uzaklaştı ve bir çok kere bu mesafeyi gidip döndüler. Hem astronotlar hem de mekik saatte yaklaşık 18,000 mil hızla yol alıyorlardı. Uzay yürüyüşündeki rollerini bir çok kez pratik yapan mekiğin içerisindeki ekip ise, astronotların hareketlerini Challenger’ın radarı ve diğer aygıtlarıyla izlediler.

Eğer uzay yürüyüşü yapan astronotlar arıza sonucu uzaklaşmaya başlasaydı Brand’ın onları takip edip mekiğe manevra yaptırmak gibi bir planı vardı. Bu sayede de McCandless ve Steward, kendilerini güvenli bir şekilde kollara tutunarak manevra yapabilecekleri mekiğin yük bölmesinde bulacaklardı. Neyse ki yürüyüşlerde bu tarz beklenmedik bir durum oluşmadı. Bir fotoğraf tutkunu olan Gibson ise bu yürüyüşün ikonik karelerini fotoğrafladı.

Çeviri: Burcu Ergül Emecan

Kaynak:
https://appel.nasa.gov/2020/02/06/this-month-in-nasa-history-astronauts-make-first-untethered-spacewalk/

Okumaya devam et

Çok Okunanlar