Connect with us

Evrenin Keşfi

Geleceğin İtki Sistemleri – 6 – Işık Yelkenlileri

Bu yazıyı yaklaşık 10 dakikada okuyabilirsiniz.

1610’da Kepler’in Aklına Gelen Fikirden, 2015’de Yörüngede Yelken Açan Uzay Aracına Kadar Işık Yelkenlileri.

Atalarımız denizlerde ilk kez yelkenli kullanmaya başladıkları zaman bu yöntemin bir gün uzayda da işe yarayacağını bilemezlerdi. Bizim neslimiz bile Güneş’ten veya insan yapımı lazerlerden ışık alan dev yelkenler fikrinden bihaberdir. Ancak gerek matematik gerekse yakın zamanda yörüngede yapılan bir test bize bu yöntemin işe yaradığını gösterdi.

Yani bir uzay aracının önüne Güneş’ten gelen ışığı yakalayacak büyük bir yelken yerleştirirseniz roket yakıtı harcamadan aracı hızlandırabilirsiniz. Bu itkinin yönlendirilmesi zor olsa da, çok güçlü lazerlerle ışık yağmuruna tutulan yelkenlilerin ışık hızının ciddi yüzdelerine erişebilmeleri mümkündür.

Peki, bir elektromanyetik radyasyon türü olan kütlesiz fotonlardan oluşan ışık, nasıl oluyor da yelkenliyi itebiliyor? 

RADYASYON (IŞINIM) BASINCI

Radyasyon basıncı, elektromanyetik radyasyon türlerinin herhangi bir maddeye uyguladığı, kendini emilim ve/veya yansıma olarak gösteren bir etkileşimdir. Radyasyon basıncı ile ortaya çıkan güçler çok zayıftır ama astronomi ve astrodinamikler açısından büyük etkiye sahiptirler. Örneğin Marsa gönderilen Viking araçlarının maruz kaldığı radyasyon basıncı önceden hesaplanmamış olsaydı, rotalarında 15.000 km’lik bir sapma olacaktı.

Yansıma:

Fotonlar kütlesizdir ancak hem dalga hem de parçacık özellikleri göstermektedirler. Dalga-parçacık ikilemi denen bu özelliklerinde parçacık karakteristiğinden gelen enerji ve momentum, ışık hızında hareket eden bu parçacıkların madde benzeri özellikler göstermesini sağlar. Bu sebeple fotonlar bir maddeye çaptıklarında yansıma yaparken maddeye Newton’ın ikinci ve üçüncü kanunları uyarınca momentumlarının bir kısmını aktarırlar.

Emilim:

Maxwell’in elektromanyetizma teorisine göre elektromanyetik dalga momentum taşır. Bu momentum herhangi bir emilim yapan ya da yansıma yapan yüzey tarafından emilebilir. Fotonların dalga karakteristiği de bu şekilde momentum uygulamalarına sebep olur.

Salma(Emisyon) sonucu oluşan radyasyon basıncı:

Elektromanyetik radyasyon türlerine maruz kalan madde ısınır ve ısınma sonucu termal enerji saçar. Termal enerji saçan yüzeyler, bu radyasyonun saçılımından kaynaklanan reaktif etki sayesinde momentum sahibi olur.

Güneşimiz gibi bütün yıldızlar bu şekilde çevrelerindeki cisimlere radyasyon basıncı uygulayarak enerji taşır. Dünya yörüngesi civarında (1AU), güneşimizin uyguladığı bu radyasyon basıncı 9.08 mikro paskaldır (mikro newton/metrekare).

Tahmin edebileceğiniz gibi küçük asteroidler, uydular gibi küçük cisimler bu radyasyondan düşük kütle ve atalet özellikleri sebebiyle daha çok etkilenir.

Radyasyon basıncı ile ilgili en dramatik örnek, yüzlerce dış gezegen (Güneş sistemi dışı) keşfetmemizi sağlayan Kepler Uzay Teleskopu ile ilgilidir. Dört adet reaksiyon tekerinden (yakıt harcamadan çok düşük oranlarda dönüş sağlayan momentum üreticiler) birini kaybeden Kepler, Güneş’ten kaynaklanan radyasyon basıncı ile denge sağlayıp hala gözlem yapabilmektedir. Güneş kaynaklı bu enerji ile uzayda yelkenli kullanma fikrini ilk ortaya atanın da Johannes Kepler olması güzel bir rastlantıdır.[1]

NASA-KeplerSpaceTelescope-ArtistConcept-20141027

Kepler Uzay Teleskobu

GÜNEŞ YELKENLİLERİ

Radyasyon basıncını anladığımıza göre bunun nasıl bir yelkenli olacağına bakalım.

Kesinlikle dünyadaki yelkenlilerden çok daha yavaş hızlanacaktır, normal bir yelkenli teknenin süratine sahip olması için bile günler geçebilir. Ancak uzayda sürtünme olmadığı için aracımız sürekli hızlanmaya devam edecektir.

Öncelikle biraz tarihçe:

Temel olarak fikir babası ünlü Alman matematikçi ve astronom Johannes Kepler‘dir. 1610’da gözlemlediği kuyrukluyıldızın kuyruğunun Güneş’ten aksi yöne uzanıyor olması sonucu Galileo’ya şöyle bir mektup yazmıştır:

“Uzaydaki esintilere uygun gemiler ve yelkenler sağlanırsa, boşluğa bile göğüs gerecek cesarette kimseler ortaya çıkacaktır.”

Gerçekten de uzay yelkenlileri fikri daha iyi özetlenemezdi.

1861-64 yılları arasında İskoç asıllı ünlü fizikçi James Clerck Maxwell, yayınladığı makalede elektromanyetik alanlar ve radyasyon teorisini yayınlayarak, ışığın momentumu olduğunu ve maddeye basınç uygulayabileceğini öne sürmüştür. Böylece Maxwell’in denklemleri güneş yelkenlilerinin ilk temelini atmış oldu.

1899’da Pyetr Labedev, fikrin ilk deneysel uygulamasını göstermiştir. Einstein p=E/c denklemi ile momentumun enerji ve ışık hızı ile olan ilişkisini ortaya çıkarmıştır.

1908’de Svante Arrhenius, Güneş kaynaklı radyasyon basıncı ile yaşamın temel yapı taşlarının uzak yıldızlara ulaşabileceği fikrini ortaya atmıştır. 1925’te ise Friedrich Zander, çok ince ve büyük yelkenler ile inanılmaz süratlere ulaşılabileceğini ortaya çıkaran teknik analizleri yapmıştır.

20.yüzyıl boyunca birçok bilim insanı bu konuda çalışma yaptıktan sonra, ilk resmi teknolojik uygulama pratikleri 1976’da NASA Jet İtki Laboratuvarları’nda başlamıştır.

NanoSail Işık Yelkenlileri

NanoSail-D

Karakteristikler:

Güneş yelkenlerinin 800 metreden 15 kilometreye kadar değişen boylarda çeşitli modelleri tasarlanmıştır. Güneş’ten hatırı sayılır ivmeler elde etmek için bu yelkenlerin kilometrelerce alan kaplaması gerekebilir. Genel olarak kullanılması planlanan materyal 2 mikro metrelik Kapton film, Güneş’ten 0.25AU mesafeye kadar ısıya dayanabilir.

Şu anda geliştirilmekte olan karbon fiberler ve gelecekte moleküler seviyede işlenen nano tüp materyaller yelkenler için oldukça ideal malzemeler olacaktır.

Ayrıca NASA’nın NIAC çalışmaları, Alumina’nın çok etkili bir lazer yelkenlisi ve karbon fiberlerin de verimli bir mikrodalga yelkenlisi olacağını göstermiştir.

Uzayda kullanımı:

Gelecekte uzayda üretilip işlenecek böylesi malzemelerle Dünya’dan fırlatmanın çok zor olacağı devasa yelkenler inşa edilebilir ve insanlı görevler gerçekleştirilebilir.

Yapılan çalışmalara göre sadece 800 metrelik bir Güneş yelkeni dahi Mars’a 2 tonluk bir yükü 400 günde veya 9 tonluk bir yükü 700 günde ulaştırabilir. 2000 metrelik bir yelken ise Mars’a 400 günde 23 ton taşıyabilir. Tabi bu yelkenlilerin verimliliği uzak mesafelerde ortaya çıkıyor. Jüpiter’e 2 yıl, Satürn’e 3.3 yıl, Uranüs’e 5.8 yıl ve Neptün’e 8.5 yıl (Voyager 2 Neptün’e 12 yılda ulaşmıştır) sürebilecek yolculuklar, özellikle yörüngeye girişin gerekmediği yakın geçiş görevleri için oldukça idealdir. Bir Güneş yelkenlisi bu dış gezegenlere saniyede yaklaşık 17-20 kilometre arası hızlarda ulaşacağı için yavaşlama sorundur. Araç yanında yörüngeye girmesine yardım edecek bir roket taşımıyorsa gezegenlerin atmosferini kullanarak aerobraking denen frenleme yapılması tek çözümdür. Tabi bu frenleme de yüksek hızlarda oldukça risklidir.

Frenleme gerektirmeyen görevleri, örneğin Oort bulutuna 30 yıl sürecek bir görevi, yelkenlilerle gerçekleştirmek mümkündür. Özellikle çok yüksek sıcaklığa dayanıklı bir yelkeni Güneş’in 0.05 AU mesafesinde açmak, 36.4 m/s^2’lik bir hızlanma ile saniyede 950 kilometreye sadece bir günde ulaşılmasını sağlayabilir.

Gelecekte Güneşe doğru fırlatılan ısıya dayanıklı bir uzay aracını 0.05 AU’da yelken açarak daha önce sadece hayal edebileceğimiz hızlarda derin uzaya göndermek sanılandan çok daha kolay olacak.

Güneş yelkenlileri ile yıldızlar arası görevler:

Güneşe yakın mesafelerde yelken açan bir araç yıldızlara da gönderilebilir ve hiç yakıt harcamadan ulaşacağı yıldızın radyasyon basıncı ile yavaşlayarak yörüngeye girebilir. Örnek olarak hızı saniyede 1000 kilometreye çıkan bir yelkenli Proxima Centauri’ye ortalama 1200 yılda ulaşabilir. Günümüz roketlerinin ulaştığından çok daha kısa olan bu süre yine de istediğimiz kadar kısa değildir.

Yelken boyutunu büyütmek ve kullanılan malzemeyi olabildiğince hafif yapmak her zaman işe yarar ama çok daha yüksek hızlar için, lazer ya da mikrodalga gibi yönlendirilmiş enerji ile uzun mesafelerden dahi yelkenin sürekli hızlanmasını sağlamak gerekir. Çok yüksek güçlü bir lazer, aracı ışık hızının yüksek yüzdelerine kadar çıkartarak yolculuk süresini gayet kabul edilebilir olan 10 yıla düşürebilir. Tabi çok yüksek süratlerde hedef yıldızın radyasyon basıncının yavaşlama için yetersiz olması sorunu ortaya çıkacaktır. Bu sebeple araca az yakıtlı yüksek enerjili bir roket, örneğin bir antimadde roketi eklemek yavaşlamasını sağlamakta oldukça yardımcı olabilir.

Cosmos-I türü yelkenlinin bir sanatçı tarafından betimlemesi

Cosmos-I türü yelkenlinin bir sanatçı tarafından betimlemesi.

IŞIK YELKENLİSİ TÜRLERİ

Herhangi bir materyal bir yıldızdan kaynaklanan radyasyon basıncını hızlanmak veya yavaşlamak amacıyla kullanabilir. Ancak çeşitli metotlar için farklı yelkenli türleri bir yıldızdan kaynaklanan radyasyon basıncından çok daha verimli olabilir. Bu metotları inceleyelim.

Lazer Yelkeni

Dünyadaki veya uzaya yerleştirilmiş bir lazer Güneş ışığından çok daha yüksek bir enerji yoğunluğuna sahiptir, bu sebeple kullanılacak yelken çok küçük olabilir. İnşa edilecek çok güçlü lazerler insan ömrü içerisinde yıldızlara ulaşmayı mümkün kılabilir.

İnsansız görevler tabi ki çok daha kolay olacaktır. NASA, NIAC çalışmaları kapsamında 50-70 gigawattlık bir lazerin, 1 metrelik lazere sahip bir gramlık bir robotu sadece 10 dakikada ışık hızının %26’sına ulaştırabileceğini öngörmüştür. Tabi ki böylesi küçük bir aracın hem iletişim kurup hem de elektrik üretebilmesi için her nanometresinin nanoteknoloji ile üretilmiş bir nanoteknoloji harikası olması gerekir.

Daha yüksek kütleli araçların hızlandırılması daha uzun sürse de, diğer bütün metotlardan daha hızlı olacaktır. Özellikle teknolojimiz geliştikçe gücünü bizzat Güneş’ten alan, Merkür yakınlarına yerleştirilen lazerlerin aydınlattığı yüzlerce kilometrelik yelkenlerle taşınan yüzlerce tonluk yükler ışık hızının önemli yüzdelerine hızlandırılabilir.

Mikrodalga Yelkeni

Lazer yerine mikrodalgaları kullanmak da mümkündür ve testleri bizzat NASA Jet İtki Laboratuvarlarında yapılmıştır. Genel olarak lazerlerden çok daha uzun süre kullanılan, üzerinde uzmanlaşılmış aygıtlar olsa da aynı mesafe için lazerlerden çok daha büyük mikrodalga cihazları gerekmektedir. Ancak mikrodalgalar çok daha yüksek hızlanma sağlarlar. Yani lazerlerin dünyadan fırlatamayacağı düşük kütleli araçları mikrodalgalarla fırlatmak mümkündür.[2]

Elektrik Yelkeni

Bu yelkenli türünde elektrik alan oluşturmak için küçük kablolarla çevrili yelken, Güneş rüzgarı kaynaklı pozitif protonları iterek momentum kazanır. Bu yelken türünü gezegenlerin manyetosferi içerisinde kullanmak güneş rüzgarları girmediği için pek mümkün değildir.

Manyetik Yelken

Elektrik yelkeni benzeri bu yelken ise Güneş’ten gelen yüklü parçacıkları manyetik alanlarla yansıtarak momentum elde eder. Bu yelken türü manyetosfer içinde de rahatlıkla işler.

YELKEN GÖREVLERİ

Znamya 2 ve Znamya 2.5:

1993’te Eski Rus uzay istasyonu Mir’den bırakılan bu ilk sondalar 20 metrelik yelkenler taşıyorlardı ancak Znamya 2 herhangi bir hızlanma göstermezken, Znamya 2.5 yelkenlerini dahi açamadı.

Cosmos I:

Planetary Society tarafından üretilen Cosmos I, bir Güneş yelkeni taşıyan ilk uzay aracıydı ancak rokette meydana gelen bir arıza sebebiyle gerekli yörüngeye oturamadı.

Ikaros 2010:

2010’da JAXA (Japon Uzay Ajansı) tarafından fırlatılan bu ilk yelkenli 14×14 metrekare büyüklüğünde ve 7.5 mikro metre inceliğindeydi.

Ikaros hem en küçük hem de ilk Güneş yelkenli gezegenler arası araç olarak kayıtlara geçerek, yelkeninin de yardımıyla Venüs’e ulaştı. Bu süre boyunca yelken kontrolü konusunda da çalışmalar yapıldı.

Ikaros şu anda Güneş çevresinde bir yörüngede, yetersiz güç sebebiyle sadece belli aralıklarla uyandırılarak çalışmalara devam ediyor. Bir sonraki uyandırılışı 2015 kışında olacak.

Ikaros'un 64'te 1'i boyutundaki maketi

Ikaros’un 64’te 1’i boyutundaki maketi.

LigthSail:

2015’te ABD Hava Kuvvetleri’ne ait X-37B insansız uzay uçağı ile yörüngeye fırlatılan Planetary Society’ye ait LightSail-1 isimli küp uydu 32 metrekarelik yelken taşıyordu. Yörüngeye yerleştirilişinden sonra bazı elektrik problemleri yaşayan uydu, sonunda yelkenlerini açarak başarılı şekilde testlerini gerçekleştirdi.

Önümüzdeki sene fırlatılacak LigthSail-2, yelken kontrolü üzerinde deneyler yapacakken bir sonraki uydu LightSail-3, L1 Lagrangian noktasına yerleştirilerek Güneş’in jeomanyetik fırtınaları üzerine araştırmalar yapacak.

NASA’nın 2018’de fırlatılacak yelkenli taşıyan NEA-scout uydusu, dünyaya yakın 1-100 metre arası asteroidlere gidip yakından gözlem yapacak.

Göründüğü gibi yakın gelecekte çok ciddi projeler olmasa da yelkenli kullanımı konusunda bilgi dağarcığımızı arttıracak birçok çalışma mevcut. Ikaros 2010 gibi gezegenler arası görevler içinse biraz daha beklememiz gerekiyor.

Berkan Alptekin

Kaynaklar
1. https://www.nasa.gov/kepler/keplers-second-light-how-k2-will-work
2. http://arxiv.org/pdf/1112.3016.pdf

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