Ay'ı Roket Yakıtı Üretmek İçin Kazacağız!

Dünya'mızın uydusuna insanlı yolculuk yapmayalı tam 45 yıl oldu. Sadece uzayı keşfetmek için değil, uzayın derinliklerine yapılan yolculuklarda kalıcı ve bağımsız bir istasyon oluşturmak için Ay, tekrar araştırmacıların odağı konumuna geldi.

Ay'ın yörüngesinde Mars'a yolculuklar için bir uzay istasyonu kurma fikri Amerika'daki uzay şirketlerinin 2030'lara kadar yapmayı planladıkları arasında. Örneğin, The United Launch Alliance (Lockheed Martin ve Boeing'in ortak girişimi) 1000 insanın 30 yıl boyunca yaşayabileceği bir Ay yakıt istasyonu kurmayı planlıyor.

Elon Musk, Jeff Bezos ve Robert Bigelow gibi milyarderler, Ay'a yük ve insan taşımayı hedefleyen şirketlere sahipler. Bazı ekipler ise Google'ın 30 milyon dolar ödüllü "Ay'a keşif aracı indirme" yarışmasına hazırlanmakta.

Roket Yakıtlarının Hammaddeleri

Şimdilik, tüm uzay programları Dünya'dan başlatılmakta. Ancak Dünya'nın çekim kuvveti oldukça güçlü. Bu sebepten dolayı Dünya'nın çekim gücünden kurtulmak için roket saniyede 11 kilometre hızla gitmek zorunda.

Dünya'dan yollanmış tüm uzay araçları, sahip oldukları yakıt ile hem gitmeleri gereken yere gitmek hem de -gerekli ise- oradan dönmek zorundalar. Tabii bu da çok yüksek miktarda yakıt demek. Yüksek miktarda yakıtın sahip olduğu yüksek kütle ise yukarıda bahsettiğimiz yüksek hızlara ulaşmak için çok fazla enerjiye ihtiyaç duymak demek.

Eğer ki Dünya'nın çekiminin çok daha az olduğu bir yerlerde yakıt ikmali yapabilseydik, çok daha fazla ekipmanı, mürettebatı ya da kargoyu aynı roketlerle uzaya çıkarabilirdik.

Örneğin Ay, Dünya'nın yerçekiminin 1/6'sı kadar bir yerçekimine sahip. Bu da onu tabii ki bir istasyon için çok dikkat çekici bir yer yapıyor. Ay, aynı zamanda bir çok modern rokette kullanılan hidrojene ve oksijene nasıl ayıracağımızı bildiğimiz buza sahip.

Bir sanatçının gözünden Ay'daki kazı çalışmaları. Telif: Sung Wha Kang (RISD), CC BY-ND
Bir sanatçının gözünden Ay'daki kazı çalışmaları. Telif: Sung Wha Kang (RISD), CC BY-ND

NASA'nın Ay Keşif Uydusu'nun ve Ay Krater Gözlem ve Algılama Uydusu'nun çalışmaları bizlere gösterdi ki Ay'ın kalıcı olarak gölgede kalan kraterlerinin içerisinde önemli oranda buz bulunmakta. Ancak, bu bölgeler kazı çalışmaları için oldukça zorlayıcı koşullara sahipler. Çünkü oldukça soğuklar ve kazı araçları için gerekli Güneş ışığına kapalılar. Tabii büyük aynalarla bu sorunu çözebilir ve kalıcı olarak karanlık olan bölgeleri aydınlatmayı başarabiliriz. Ayrıca, Google'ın Lunar X Prize yarışması ve NASA'nın 2020'de göndereceği Ay Maden Arayıcısı bizlerin buz çıkartmak için bölge arayışımıza katkıda bulunacak.

Ay Üssü Hayali

En iyi  buz kaynaklarının bulunduğu bölgeye göre, birkaç tane robotik Ay üssüne ihtiyacımız olabilir. Her bir Ay üssü buz toplayıp onları uzay araçları için yakıta çevirecek. Ekipler bu görevleri gerçekleştirmek için 3 farklı Ay aracı tasarımı yaptı. Plan ayrıca Ay'ın yakınından geçmekte olan uzay araçlarına yakıt ikmali yapmak için gerekli bir servis aracını da gerektiriyor.

Prospector (arayıcı) isimli Ay aracı, Ay'ın yüzeyini keşfetmek ve buz bulunduran bölgeler bulmak için tasarlandı. Constructor (inşaatçı) ise Prospector'u takip edecek. Ayrıca 3. tasarım olan Miner'ın (madenci) rahat hareket etmesini sağlayacak yollar ve fırlatma rampaları inşa edecek. Buz toplama görevini yapan Miner ise topladığı buzları depolama noktalarına götürecek.

Ay araçlarının sanatçı gözünden tasviri. Telif: Sung Wha Kang (RISD), CC BY-ND
Ay araçlarının sanatçı gözünden tasviri. Telif: Sung Wha Kang (RISD), CC BY-ND

Constructor (inşaatçı) aynı zamanda Ay Destek Aracı ismindeki buzlardan elde ettiğimiz yakıtları taşıyan roketlerin, Ay'ın yakınından geçiş yapan uzay araçlarına götüreceği yakıtı alacağı iniş bölgelerini de inşa edecek. Ay destek araçları da yakıt olarak Ay'da üretilen yakıtları kullanacak. Ayrıca Ay ile hedef uzay aracı arasında gidebilmek için son derece hassas navigasyon sistemleriyle donatılacak.

Sanatçı gözünden derin uzay görevlerinde yakıt deposuna sıvı yakıt ikmali tasviri. Telif: Sung Wha Kang (RISD), CC BY-ND
Sanatçı gözünden derin uzay görevlerinde yakıt deposuna sıvı yakıt ikmali tasviri. Telif: Sung Wha Kang (RISD), CC BY-ND

Ay Destek Aracı'nın testleri tamamlandığında ve güvenliğinden emin olduğumuzda planımız; Ay'da üretilen yakıtları Ay'ın yörüngesine taşıyıp orada bir istasyon kurmak olacak. Kurulan istasyona toplanan buzlar destek araçları ile getirilecek. Buzlar burada roket yakıtlarına dönüştürülecekler ve roketlerin Mars'a veya uzaydaki herhangi bir yere giderken kullanacakları yakıtlar olacaklar.

İstasyon geniş Güneş panellerine sahip olacak. Bu paneller yakıtların üretiminden sorumlu elektroliz sistemini besleyecek. Buzlar önce eritilecek, ardından da elektroliz ile yakıta çevrilecek. Üretilen yakıt da yakıt depolarında saklanacak. NASA şimdiden böyle bir istasyon için gerekli teknolojileri araştırmaya başlamış durumda. Tahminlerimize göre bir istasyon 2030'da kullanıma hazır olabilir. Tam olarak Mars'a yapılacak insanlı yolculukların başlangıcı ile aynı zamanda.

En kullanışlı ve etkili istasyon, Dünya ve Ay'a eş uzaklıkta bulunan sabit bir noktada olmalıdır. Bu da, Lagrange noktaları adını verdiğimiz noktalarla mümkündür. En uygun olan Lagrange noktası ise 1 numaralı Lagrange noktasıdır. Bu Lagrange noktasının Dünyaya uzaklığı, Dünya ile Ay arasındaki uzaklığın %85'i kadardır. Bu noktada Dünyanın çekim kuvveti ve Ay'ın çekim kuvveti eşit olduğundan, istasyon burada sabit şekilde kalabilir. Aynı zamanda bu nokta Mars'a veya daha uzun yolculuklara çıkacak olan roketler için harika bir mola noktasıdır.

Sanatçı gözünden bir asteroidin üzerinde Güneş enerjisi ile itilen uzay aracı. Telif: NASA
Sanatçı gözünden bir asteroidin üzerinde Güneş enerjisi ile itilen uzay aracı. Telif: NASA

Araştırmacılar aynı zamanda bahsedilen Lagrange noktasına çıkmak için tasarruflu bir yol da buldu. Öncelikle, uzay aracı alçak yörüngeye boş bir yakıt tankı ile çıkacak. Ardından, uzay aracı ve taşıdığı kargo, güneş enerjisi iticileri ile Lagrange noktasına taşınacak.

Bu yöntemi kullandığımızda, hesaplamalar gösteriyor ki  Mars'a götüreceğimiz yükü 2 katına çıkartabiliyoruz. Elimizdeki teknolojiler ile Mars görevinin öngörülen masrafı 100 milyar dolar. Mars görevinde kullanılmak için yüzlerce ton kargo Mars'a taşınması gerek. Daha az uzay aracı ile bu kargoları Mars'a taşımak ise bize milyarlarca dolar kazandıracak.

Uzay Keşifleri İçin Bir Karargah

Dünya ile Ay arasına bir yakıt istasyonu kurmak yalnızca Mars görevlerinde değil, Mars'ın ötesine gideceğimiz görevlerde de masrafları azaltacak. Örneğin NASA son zamanlarda Satürn'ün uydularında Dünya dışı yaşam araştırmakta. Uzayda yakıt doldurulabilen bir uzay aracı ile o uydulara taşınacak aygıtlar kim bilir ne kadar çok bilimsel keşfe ön ayak olacaktır.

Bizleri Dünya'nın yerçekiminden ve kaynaklarına bağlılıktan kurtaracak bir Ay yakıt istasyonu, belki de insanoğlunun Dünya dışı gezegenlerde yaşamasında ilk büyük adım olacaktır.

Çeviren: Ege Can Karanfil


Referanslar

  1. the Conversation "Mining the Moon for Rocket Fuel to Get us to Mars"
    <https://theconversation.com/mining-the-moon-for-rocket-fuel-to-get-us-to-mars-76123>

    Kapak Görseli Telif: Sung Wha Kang (RISD), CC BY-ND

Ege Can Karanfil

Ortadoğu Teknik Üniversitesi Fizik Bölümü öğrencisi. İlgi duyduğu diğer alanlar: Evrimsel biyoloji ve Matematik. Boş vakitlerinde amatör müzik ile ilgileniyor.

Ege Can Karanfil 23 makale yazdıEge Can Karanfil tarafından yazılan tüm makaleleri gör