Dünya’daki nükleer
santrallerin Ay’ın arka yüzünde biriktirilen atıkları 13 Eylül
1999 günü bilinmeyen bir sebeple patlar. Yörüngesinden çıkan
Ay, uzay araştırma merkezi Ay Üssü Alfa’da çalışan 311 kişiyi
uzayın derinliklerine doğru bir yolculuğa çıkarır. İnsanlığın
galaksideki ilk temsilcileri yıldızlar arasında kendilerine
yeni bir ev ararken, çeşitli medeniyetler, farklı kültürler ve
akıl almaz olaylarla karşılaşırlar.
Bu hikâye, yaşı kırk civarında olanların hatırlayacağı,
siyah-beyaz televizyon zamanındaki en popüler dizilerden
“Uzay: 1999“a ait. 1975-1977 arasında yayınlanmış ve dünya
çapında başarılı olmuş bu diziyi hâlâ internette seyretmek
mümkün.
“Uzay: 1999“un iyimserliğine dikkat edin. 1999 yılında Ay’da
yüzlerce kişinin yaşadığı yerleşim yerleri mevcut. Atıklarımız
oraya rutin olarak taşınıyor. Yirminci yüzyılın sonu gelmeden
Uzay Çağı olgunluğa ulaşmış bile.
Tarihi perspektiften bakınca haklı bir iyimserlik aslında.
Atmosferden çıkabilen ilk roketler 1944′de yapıldı. Sadece
onüç sene sonra, 1957′de Sputnik ilk yapay uydu olarak Dünya
yörüngesine yerleşti. Üstünden dört sene geçmeden Yuri Gagarin
Dünya çevresinde tur atan ilk (bazılarına göre de, geri
dönebilen ilk) insan oldu. SSCB’nin bu başarılarının ABD’yi
hırslandırması sayesinde 1969′da, ilk roketlerin yapımından
sadece 25 yıl sonra, insanlar Ay’a ayak bastı. Aynı dönemde
fırlatılan keşif amaçlı sayısız insansız uyduyu saymıyorum
bile. 1970′den bakınca, bu tempoyla 1990′larda Ay’da üs
kurulabileceğini düşünmek çok makul.
Ayağı yerden kesen planlar
Uzaya yerleşmek fikri sadece bilim-kurgu konusu değildi;
ekonomik ve konforlu uzay yerleşimlerinin nasıl inşa
edilebileceğine dair ciddi planlar da yapılıyordu. Özellikle,
Princeton’da çalışan deneysel fizikçi Gerard K. O’Neill de bu
konuda ayrıntılı olarak düşünmüş, diğer bilimcilerle fikir
alışverişi yapmış ve 1970′de ana hatlarıyla bir plan
hazırlamıştı. Ancak bütün bilimsel şöhretine rağmen dört yıl
boyunca bu planını yayınlayacak bir dergi bulamadı.
Hazırladığı makale sonunda Physics Today dergisinin Eylül 1974
sayısında yayınlandı (1).
O’Neill her şeyden önce “gezegen şovenizmi” olarak
adlandırdığı, yerleşimlerin bir gök cisminin yüzeyine
kurulması gerektiği fikrini reddetti. Yerleşimlerin uzayda
belirli noktalara yerleştirilen yapay adalar şeklinde olması
gerektiğini söyledi. Bu durumda bir gezegenin yerçekimi
kuyusuna girip çıkmaya gerek kalmaz, hem taşımacılık
kolaylaşır, hem güneş enerjisi bir atmosfer tarafından
emilmeden kullanılabilir, hem de yerçekimsiz ortamda özel
sanayi üretimleri yapılabilirdi.
O’Neill’in hayalindeki yerleşim istasyonu, Arthur Clarke’ın
Rama’sı gibi, sekiz-on kilometre çapında, otuz kilometre
uzunlukta içi boş bir silindir biçimindeydi. Plana göre
insanlar, tamamen yalıtılmış istasyonların iç yüzeyinde
yaşayacaklardı ve istasyonun dönme oranı (birkaç dakikada bir
tur) merkezkaç kuvvetini yerçekimi kuvvetine eşitleyecek
şekilde ayarlanacaktı. Uzayda sürtünme olmaması sayesinde ilk
döndürmenin ardından uzun zaman istasyona müdahale
gerekmeyecekti. Silindirler, bir kere eksenleri güneşe yönelik
olarak döndürülmeye başlayınca açısal momentumun korunumu ile
aynı yönde kalacaklardı.
|
Resim 1: Bir
çift O’Neill silindirinin dışarıdan görünüşü.
(Temsili resim - WikimediaCommons) |
İstasyonun içi altı şeride
bölünmüştü: Üç dev pencere ve üç yerleşim alanı (“vadi”).
Bunlar her yerleşim alanının tepesinde bir pencere olacak
şekilde dönüşümlü olarak yerleştirilmişti. Her pencerenin
dışında, güneşten uzak uca menteşelenmiş dev bir ayna
bulunacaktı. Bu aynalar gün içinde açılıp kapanarak
gündüz-gece döngüsünü taklit edecekler, istendiğinde de
tamamen geri çekilebileceklerdi; böylelikle yeryüzünde asla
görülemeyecek bir galaksi manzarası seyretmek mümkün olacaktı.
Plana göre üretim tesisleri ana silindirin dışında kurulacağı
için, iç kısımlar sadece ikamet ve eğlence için kullanılacaktı.
Üç kilometre eninde, otuz kilometre uzunluktaki “vadi”ler,
sakinlerinin tercihine göre, ya dağınık müstakil evlerle, ya
da aralarında ormanlar ve dağlar bulunan yoğun yerleşimli
kasabalarla doldurulacaktı. Her istasyon onbinlerce, hatta yüz
bin kişiyi konfor içinde barındırabilecekti.
O’Neill böyle bir koloninin kendine yeterli olmakla kalmayıp,
Dünya ekonomisine büyük katkıda bulunabileceğini savundu:
İstasyonun dışında kurulacak büyük güneş panelleri sayesinde
enerji neredeyse bedavaya gelecekti. Güneş ışığının bir
kısmını emecek bir atmosfer olmadığı için enerji daha verimli
olarak elektriğe dönüştürülecek, bu da hem kolonide yaşayan
insanların ihtiyacını karşılayacak, hem de büyük bir sanayiyi
destekleyebilecekti.
|
Resim 2:
İstasyonun iç manzarası. Ormanlar, göller, bulutlar, Güneş
ve gezegenlerden oluşan benzersiz bir manzara. (Temsili
resim - WikimediaCommons) |
Böyle bir istasyonun besin
ihtiyacını Dünya’dan karşılamak hem Dünya’ya aşırı yük
getirecek, hem de nakliyesi aşırı masraflı olacaktı. Bu yüzden
istasyonların yiyeceklerini kendileri üretmeleri gerekecekti.
O’Neill ana silindirin dışında, silindirle aynı eksende bir
halka şeklinde dizilmiş, nitratlarla ve işlenmiş organik
atıklarla zenginleştirilmiş Ay toprağı kullanan küçük tarım
alanları tasarladı. Gün ışığının bolluğu ve iklimin sabitliği
sayesinde bu alanlar sadece istasyonu beslemekle kalmayacak,
Dünya’ya da ihraç edilebilecek kadar çok mahsul sağlayacaktı.
Dahası, uzay istasyonunda tarım zararlıları bulunmayacağı için
böcek öldürücü kullanmadan organik tarım yapılabilecekti.
Uzay sanayii
Uzay istasyonlarını kurmak için en büyük motivasyon sanayiden
gelecektir. Meselâ, ağırlıksız ortamda Dünya’da mümkün
olmayacak kadar büyük ölçeklerde tesisler kurulabilir.
Başlangıçta bunlar metalürji tesisleri olabilir. Dünya’da az
bulunan titanyum, bakır, altın, kobalt gibi bazı metaller Ay,
meteorlar ve asteroidlerde bol miktarda bulunur. Buralardan
toplanan cevherler istasyonlara getirilebilir ve, Güneş
enerjisinin bolluğu sayesinde, yüksek sıcaklıklar gerektiren
izabe ve döküm işlemleri yapılabilir. Bu uzay fabrikaları önce
istasyonun inşası için malzeme sağlamakta kullanılıp sonra
başka istasyonların veya Dünya’nın ihtiyacı için işletilebilir.
Ağır sanayinin ötesinde, uzay ortamında Dünya’da mümkün
olmayacak sanayi dalları kurulabilir, özel malzemeler
üretilebilir. Sözgelişi, ağırlıksız ortamda çökelme olmayacağı
için, yeryüzünde birbirine karışmayan maddeler uzayda
karıştırılabilir ve yeni alaşımlar hazırlanabilir. Uzay
boşluğunun sterilliğinde mükemmele yakın saflıkta kristaller
ve nanoyapılar oluşturulabilir.
Apollo keşifleri ile getirilen numunelerin analizi Ay
kayalarının ağırlıkça üçte birinin çeşitli metaller, beşte
birinin ise silisyum olduğunu gösterdiği için, O’Neill
hammadde kaynağı olarak öncelikle Ay’ı, sonra asteroidleri
kullanmayı öngördü. Ay’da küçük bir madenci yerleşimi
kurulacak, bu grup otomatikleştirilmiş işlemlerle madenleri
işletip cevherlerin yörüngeye fırlatılmasını sağlayacak,
madeni işlemek için tesis kurmaya lüzum olmayacaktı.
Cevherlerin Ay’dan istasyona ulaştırılabilmesi için O’Neill
elektromanyetik kütle fırlatıcısı ismini verdiği bir cihaz
tasarladı. Güneş panelleriyle üretilecek enerjiyle çalışan bu
cihaz, içine maden cevheri konan metal kutuları manyetik
darbelerle hızlandırarak fırlatır ve yörüngeye oturtacak,
içindeki cevher alınıp istasyona götürülecekti. Fırlatma
kutusu ise geri çekilip tekrar kullanılacaktı.
|
Resim 3: Ay
yüzeyinde bir kütle hızlandırıcısı. (Temsili resim -
WikimediaCommons) |
Peki madem malzeme Ay’dan gidecek,
neden istasyonu Ay yüzeyinde kurmayalım? O’Neill Ay’ın
sağladığı imkânların daha az olduğuna işaret etti. Bir kere
Ay’ın yerçekimi sabittir ve insan fizyolojisinin alıştığından
çok daha düşüktür. Ay üzerinde yaşayan insanlar kas ve kemik
erimesinden kaçınmak için katı bir düzen içinde spor yapmak
zorunda kalır. Ağırlıksız ortamın sağlayacağı sanayiler Ay’da
kurulamaz. Ayrıca, istasyonun kendi ihtiyacını aşan üretimini
Dünya’ya gönderebilmesi için Ay’ın çekiminden kurtulması
gerekir, bu da nakliye masraflarını çok artırır. Üstelik, Ay
gecesi 14 gün sürdüğü için, Ay’ın her iki yüzünde birbirine
bağlantılı güneş enerjisi santraller kurulması gerekir.
Lagrange noktaları: Uzaydaki otoparkınız
İstasyonların uzay boşluğunda kurulmasının faydaları açık.
Ancak, Dünya’ya çok yakın olmamalılar, yoksa radyasyon
kuşaklarının (Dünya’nın manyetik alanında hapsolmuş
parçacıklar) zararlı etkilerine maruz kalırlar. Ay’dan çok
uzakta da olmamalılar, yoksa malzeme tedariki zorlaşır.
O’Neill bu etkenleri düşünerek istasyonların dördüncü ve
beşinci Lagrange noktası (L4 ve L5) olarak bilinen konumlara
yerleştirilmeleri gerektiğini söyledi.
Lagrange noktaları, birbiri çevresinde dönen iki büyük
gökcisminin (meselâ Dünya ve Ay) etkisi altındaki özel denge
noktalarıdır. Bu noktalarda çekim kuvvetleri, dönmeden
kaynaklanan merkezkaç kuvvetini dengeler. Böylelikle, bu
noktalara yerleştirilen küçük cisimler (asteroidler, yapay
uydular, veya uzay istasyonları) diğer iki cisme göre
hareketsiz dururlar. Başka bir deyişle, onlarla beraber aynı
hızda dönerler.
Her gök cismi çiftinin çevresinde tam beş tane Lagrange
noktası vardır. Bunlardan üç tanesi (L1, L2 ve L3) cisimleri
birleştiren çizgi üzerinde bulunur. Kalan iki nokta ise
cisimlerle eşkenar bir üçgen oluşturur.
|
Resim 4: Dünya (çemberin
merkezi) ve Ay çevresindeki Lagrange noktaları. Ay
yörüngesinin yarıçapı 384 400 kilometre. (WikimediaCommons) |
Bu noktalardaki dengenin istikrarı
da önemlidir. L1, L2 ve L3 noktaları yayvan bir tepenin
zirvesi gibidirler; tam tepeye denk getirebilirseniz uydunuz
orada kalır, ama basit bir fiske yavaş yavaş dışarı kaymasına
yol açacaktır. Buna karşılık L4 ve L5 noktaları, büyük
cisimlerden biri diğerinden 25 kat veya daha fazla kütleye
sahipse, sığ bir çukur gibidirler. Dünya’nın kütlesi
Ay’ınkinin 81 katı olduğu için, bu noktalara konan bir uzay
istasyonu küçük saptırmalar olsa bile yerinden uzaklaşmaz. L4
ve L5 noktaları hem Dünya’ya hem Ay’a eşit uzaklıktadırlar, ve
Güneş’i rahatlıkla görecek konumdadırlar. Üstelik bu denge
noktalarında bulunabilecek asteroidler devşirilip hammadde
kaynağı olarak kullanılabilirler.
Uzay bilimi ve uzayda bilim
Eğer inşa edilebilirlerse, uzay istasyonlarının bir sanayi
kasabası olmakla kalmayıp, temel bilim ve mühendislik
araştırmaları için önemli bir çekim merkezi haline gelmesi
muhtemeldir.
Astronom ve astrofizikçilere, atmosferin dışında gözlem yapma
imkânı çok çekici gelecektir. Şimdi de uzaya yerleşmiş özel
teleskoplarımız var, ama bunlar büyük girişimler olduğu için
planlı programlı çalışırlar, bireysel araştırmacıların
akıllarına geliveren bir gözlemi yapmaları mümkün değildir.
Oysa küçük araştırma bütçeleri ile alınabilen teleskoplar bile
uzay istasyonlarında önemli bilimsel gelişmeler sağlayabilir.
Deneysel atom fizikçileri içi uzay ortamı neredeyse ders
kitabı idealliğinde şartlar sağlar. İstenmeyen etkileri
engellemek için hassas atom fiziği deneylerinin çoğunda
havasız ortama ihtiyaç vardır. Bazen de çok düşük sıcaklıklara
inmek, atomları mümkün olduğunca yavaşlatmak gerekir. Dünya’da
çok zor sağlanan bu şartlar uzayda doğal olarak mevcut olduğu
için, kuantum fiziğinin en ince noktalarını test eden deneyler
uzay istasyonlarında yapılabilir.
Süperiletken teknolojisi sıçrama yapacaktır. İletken maddeler
belirli bir sıcaklığın altında süperiletken hale gelirler,
yani elektriği kayıpsız olarak iletirler. Dünya’daki olağan
sıcaklıklarda süperiletken madde yok, ama uzayın mutlak sıfıra
yakın soğuğunda bu teknolojinin rutin hale gelip
geliştirileceği kesindir.
İstasyonların günlük problemleri, yeni istasyonların ve ulaşım
araçlarının tasarımı gibi ihtiyaçlar yeni teknolojilerin
gelişimini kamçılayacaktır. Muhtemelen bu teknolojilerin bir
kısmı Dünya’nın refahına katkıda bulunacak, ama bir kısmı
sadece uzayda pratik olarak kullanılabilecek, uzay
kolonilerinin gitgide gelişmesini sağlayacaktır.
Uzay toplumu
Bu istasyonlarda doğup büyüyen Uzaylı nesillerin kafa yapısı
ve toplum düzeninin nasıl olacağını kestirmek zor, ama
Dünyalılardan çok farklı olacağı kesin. Küçük dünyaları bir
istasyonun iç çeperinden ibaret de olsa, ufukları her gün
seyrettikleri uzay boşluğu kadar geniş olacak. Yaşadıkları
ortamın sınırlılığı onları israftan kaçınan, her şeyi geri
dönüştüren, verimli yaşayan insanlar haline getirecek.
Dünyalılar uçsuz bucaksız bir gezegenlerini vurdumduymazca
harcarken, Uzaylılar kırılgan bir ekosistemde her şeyin
birbirine bağlı olduğu idrakiyle yetişecekler.
Uzayda doğanlar sosyal ve psikolojik olarak uzaya açılmaya çok
daha yatkın olacaklar. Bir gezegende yaşamak fiziksel olarak
bir kuyunun dibinde olmaya benzer; yüzeyinden kurtulmak için
büyük enerji harcamanız gerekir. Psikolojik olarak da benzer:
Kuyunun içinden dışarıdaki evrenin çok küçük bir kısmını
görürsünüz. Kuyudan çıkan Uzaylı nesil çok daha geniş bir
gökyüzü görecek; evren onlar için “yukarıda” değil
“çevrelerinde” olacak. Bu nesil sürekli yayılmak ve genişlemek
isteyecek, Güneş Sistemi’nin kaynaklarına el atacak, şimdi
hayal bile edemeyeceğimiz yeni bir medeniyet kuracak.
Gerçekleşebilir mi?
1970’lerde uzay yerleşimleri planları ciddiye alınmış, ince
ince hesaplar yapılmıştı [2]. İyimserlik hâkimdi. O’Neill,
yavaş ve emin adımlarla giderek bile 2010’da ilk uzay
istasyonlarının kurulabileceğini öngörmüştü. Bu öngörünün
gerçekleşememesi onun kabahati değildi.
Hızın kesilmesi 1980’lerin sonunda başladı. ABD-SSCB
arasındaki soğuk savaşın bitmesi ve akabinde Doğu Bloku’nun
çöküşüyle görüldü ki, hayallerimizi besleyen uzay yarışı
aslında iki süper güç arasındaki bir horoz dövüşünden
ibaretmiş. Kavga bitince iki taraf da uzay teknolojisinde
vites küçülttü. Ay’a üs kurmayı bırakın, bir daha ayak
basılmadı bile. Uydu teknolojisi ve insansız uzay araçları çok
gelişti ama, atmosferin hemen dışındaki Uluslararası Uzay
İstasyonu hariç, uzayda insan yerleşimi kurulmadı. Gözümüzü
içeriye çevirdik. Küresel iletişim ve tıp alanında çok
ilerledik, ama bir yandan da gezegenimizin tahribatını
hızlandırdık.
Yine de uzayın keşfi için girişimler durmuş değil. Özel
girişimciler, devlet kurumlarının sağladığı altyapının da
desteğiyle, insanlı uzay uçuşlarını ucuzlaştırmanın yollarını
arıyorlar.
Asteroidlerden malzeme elde etme fikri geçen ayın sonunda
dünya çapında yankı yapan bir açıklamayla tekrar canlandı.
“Planetary Resources” ismiyle kurulan bir şirket, robot uzay
araçları kullanarak Dünya’ya yakın asteroidleri tespit etmek,
toplamak ve Dünya’nın yakınına getirmek amacında olduğunu
açıkladı.
|
Resim 5:
Dünya’ya yaklaşan bir asteroidin işlenmesi. (Temsili resim
- NASA) |
Dünya dışı cisimlerin mülkiyet
hakkı şimdilik belirsiz. 1967 Dış Uzay Anlaşması’na göre hiç
bir devlet bir gökcismine bayrak dikip sahiplenemez, ama
bireyler madenleri işleyebilir mi, tutulup Dünya yakınına
getirilen bir asteroidin statüsü değişir mi, tartışmalı.
Elbette fiili bir durum oluştuğunda kanuni düzenlemeler hızla
yapılacaktır.
“Planetary Resources”in kurucuları Eric Anderson ve Peter
Diamandis’in aynı zamanda ticari uzay uçuşlarını geliştiren
şirketlerin sahipleri olması tesadüf değil. Asteroidleri Dünya
yakınına getirmek mümkün olduğunda, insanların uzaya çıkması
için ekonomik sebepler olacak, bu da ticari uzay teknolojisine
desteği artıracak.
Daha şimdiden, asteroidlerin yeryüzüne indirilmesi yerine
uzayda işleme tabi tutulmasının daha makul olduğu ifade
ediliyor. Yakın gelecekte, işlemlerin robotlara
yaptırılmasının mümkün olamadığı noktada insanların uzaya
çıkarılması gerekebilir. O zaman O’Neill’in planları raftan
indirilip tekrar masaya yatırılabilir.
Notlar/Kaynaklar:
1) Gerard K. O’Neill. The Colonization of Space. http://www.nss.org/settlement/physicstoday.htm
O’Neill daha sonra çıkan “The High Frontier” kitabında
vizyonunun ayrıntılarını, istasyonlarla ilgili teknik
detayları ve hesapları daha etraflı olarak anlatıyor.
2) “National Space Society” kurumunun web sayfalarında
birçok teknik makale, belge, ve kitaba ulaşmak mümkün. http://www.nss.org/settlement/space/ |