Uzay araştırmalarında Ay’ın yeniden keşfi

Ay’ın yeniden keşfine ve hatta orada yaşayabilecek şekilde projeler üretilmesine hem ülkelerin uzay ajansları hem özel şirketleri hem de halkından çok büyük bir ilgi var. NASA önümüzdeki birkaç yıl içinde tekrar Ay yüzeyine insan göndermeyi hedeflerken, Avrupa Uzay Ajansı ESA, Ay yüzeyinde sürdürülebilir bir insan varlığı ve aktivitesi hedefiyle Ay Köyü projesi önerdi.

Ay’ın yeniden keşfine ve hatta orada yaşayabilecek şekilde projeler üretilmesine hem ülkelerin uzay ajansları hem özel şirketleri hem de halkından çok büyük bir ilgi var. NASA önümüzdeki birkaç yıl içinde tekrar Ay yüzeyine insan göndermeyi hedeflerken, Avrupa Uzay Ajansı ESA, Ay yüzeyinde sürdürülebilir bir insan varlığı ve aktivitesi hedefiyle Ay Köyü projesi önerdi. NASA hem robotik hem de mürettebatlı olmak üzere bir dizi roket fırlatma serisi planlıyor ve bu fırlatmalar, 2028’de uzun vadeli bir Ay üssü için ilk bileşenlerin konuşlandırılmasıyla sonuçlanacak. Ay’da bir araştırma merkezi kurmak hem bilim meraklıları hem de olası güneş sistemi gezginleri için kesinlikle heyecan verici bir olasılık olsa da tabii ki bazı şüpheler de barındırıyor.

Uydumuz Ay, atmosferi ve iyonosferi olmayan, astronomi için eşsiz bir ortam sağlar. 100 K derecenin altında ısısal olarak kararlı olan ve krater kenarlarındaki çevre tepelerde neredeyse sürekli güneş ışığına erişebilen bunun yanı sıra sürekli karanlıkta bulunan büyük soğuk kutup bölgesi kraterleri vardır. Aynı zamanda Ay, sismolojik olarak da kararlıdır ve Ay’ın uzak yüzü, iç Güneş Sistemi’ndeki radyo frekansı iletimlerinin kısıtlandığı en iyi alandır.

Özellikle Ay’a insan gönderme ihtimali göz önüne alındığında, astronomik donanım göndermekten daha riskli olduğu ve aynı zamanda bu tür donanımların kurulum ve bakım maliyetlerini düşüreceği için, Ay platformunun astronomi için sunduğu bu eşsiz avantajlardan yararlanmak gerekir. Yine de Ay koşulları Ay yüzeyinde astronomik gözlemler yapmak için ne kadar elverişliyse, bu gözlemleri gerçekleştirmek için gerekli donanımı tasarlayan ve test eden mühendisler için de o kadar zorlayıcıdır. Ultra yüksek vakum ortamına ve aşırı sıcaklıklara ve sıcaklık değişimlerine dayanabilen malzemelerin listesi sınırlıdır. Uzay radyasyonuna maruz kalma, malzemeler ve elektronikler için eşit derecede zordur. Aynı şekilde, ay tozu, hareketli parçalar ve yüzeyler için bir tehdittir. Apollo astronotları tarafından Ay’a yerleştirilen yansıtıcılarla ilgili çalışmalar, bunların yansıtma özelliklerinin ve ısısal performanslarının on yıllar boyunca orijinal performanslarından giderek azaldığını göstermiştir. Bu durum muhtemelen teleskoplar için de bir sorun olacaktır.

Ay’daki gözlemevleri için bu çevresel zorluklar göz önüne alındığında, Ay’ın gerçekten dünyadaki veya uzaydaki gözlemevlerine göre bir avantaj sağlayıp sağlamadığı merak edilebilir. Gerçekten de yanıt net değildir ve gözlemevinin türüne bağlıdır. Bunun yanı sıra, astronomi Ay’daki altyapıyla ilgili sorunları çözme arayışında yalnız değildir; Ay gezginleri ve Ay’da insanları canlı tutmayı amaçlayan yapılar için de aynı sorunlar vardır. Örneğin, tozun insan yaşam alanına girmesini önlemek için en belirgin stratejilerden biri astronomiye de fayda sağlayacaktır. Proje operasyonlarını yüzeyi sıkıştırılmış ve gevşek tozdan arındırılmış alanlara yoğunlaştırmak gerekecektir. Ay’daki donanımların güvenli bir şekilde kurulumu ve bakımı için yapılması gereken teknolojik gelişmeler birbirine paralel olarak gerçekleşebilir. Dahası, robotlar astronomik donanımların kurulumunu, teleskoplardan tozu temizleme gibi bakım görevlerini ve yerinde onarımları gerçekleştirebilir. Öte yandan insanlar bu görevlerde doğrudan veya konuşlandırılan robotları kontrol ederek ve onararak yardımcı olabilirler.

Ay köyü projesi

Bir süre önce Mars görevinden tekrar Ay’a dönüşe odaklanan NASA’nın aksine, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) neredeyse son beş yılını Ay’da bir yerleşim yeri planlamakla geçirdi. Plana göre merkezin inşası birkaç on yıl sürebilecek ve önümüzdeki on yıllar boyunca tüm dünyaya hizmet edebilecektir. “Ay Köyü” olarak adlandırılan proje, ilk olarak 2015 yılında ESA’nın Genel Müdürü Johann-Dietrich Woerner’in televizyonlara vizyonunu anlatmasıyla manşetlere çıktı. Ay Köyü için, dünyanın dört bir yanından kurucu ortakların robotik ve astronot misyonları ve destek iletişim uydularıyla bu projeye katkıda bulunacaktı. Woerner’in yorumları Ay Köyü kavramına ilk ivmesini kazandırmış olsa da o zamandan beri ay üssü için iş birliği ve planlamanın çoğu, yaklaşık üç düzine ülkeye yayılmış, yaklaşık 150 üyesi olan bir sivil toplum örgütü olan Ay Köyü Derneği (MVA) tarafından yönetilmiştir. ESA ile yakın bir şekilde çalışan derneğin amacı, özellikle gelişmekte olan ülkelerde olmak üzere dünyanın dört bir yanına yayılmış uluslar ve örgütler arasında iş birliğini teşvik ederek kalıcı bir ay üssü vizyonunun gerçekleşmesine yardımcı olmaktır.

Ay Köyü, Ay’daki bir Uluslararası Uzay İstasyonu olmayacak diye açıklama yapılırken, bunun yerine, endüstri ve akademi için yenilikçi bir araştırma merkezi; ticari gezginler için dünya dışı bir varış noktası ve Mars’ta ve ötesinde gelecekteki mürettebatlı üsler için bir test alanı olarak hizmet verebilecek, işbirlikçi bir şekilde tasarlanmış ve genişletilebilir kalıcı bir Ay yerleşimi olmayı hedefliyor. Şu anda, paydaşlar Ay Köyü’nü Ay’ın güney kutbuna yakın bir yere inşa etmeyi planlıyor. Özellikle de neredeyse sürekli güneş ışığına maruz kalan alanlara sahip olan Shackleton Krateri’nin kenarına yakın bir yeri hedeflemek istiyorlar; çünkü burası, güneş panelleri teknolojisi aracılığıyla bol miktarda enerji sağlayabilecektir.

Sürekli güneş ışığına ek olarak, 4 kilometre derinlikteki Shackleton Krateri’nin tabanı sürekli gölgede kalır. Yani, kalıcı ışık ve kalıcı karanlık. Shackleton Krateri bu iki uç noktayı tek bir yerde sunuyor: Krater kenarının bazı kısımları neredeyse yıl boyu güneş ışığı altında kalırken, krater tabanı sürekli karanlık kalıyor. Her iki özellik de gelecekteki insan keşifleri için faydalı sonuçlar doğurabilir ve NASA, Shackleton Krateri çevresini, Artemis programının bir hedefi olan gelecekteki insanlı uçuşlar için olası bir iniş alanı olarak ciddi şekilde düşünmektedir. Ay’ın eksen eğikliği yalnızca 1,5 derece olduğundan, mevsimsel değişiklikler en az düzeydedir. Ay kutuplarındaki tepeler neredeyse sürekli gün ışığı alabilecekken, çukurlar ise Güneş’i hiç göremeyecek ve sürekli gölgede kalacaktır. Bu durumda kraterin, su buzu gibi değerli, güneş ışığına duyarlı uçucu kaynakları saklamak için mükemmel bir yer olduğu anlamına gelir. Böyle bir bulgu, Ay Köyü sakinlerine içme suyu, solunabilir hava ve potansiyel bir roket yakıtı kaynağı sağlayabilir diye düşünülüyor.

Ay’da kalıcı karanlık neden bu kadar önemli? Ay, esasen atmosferi ve sıvı suyu olmayan bir gök cismidir; bu yüzden ziyaret eden astronotlar tüm sarf malzemelerini yanlarında getirmelidir ki ağır ve dolayısıyla pahalı bir girişim olur. Ancak insansız uzay araçları, Shackleton’ın gölgeli iç kısmındaki buz birikintileri için iyi ipuçları sağladı. Oradaki olağanüstü düşük sıcaklıklar sayesinde ay buzu, buharlaşmadan korundu. Bu konumda ay buzunun birkaç faydasının olacağı tahmin ediliyor.

Öncelikle nefes almak için oksijen gerekir. Elektroliz adı verilen oldukça basit bir elektrikle çalışan kimyasal reaksiyon, bir su molekülünü oksijen ve hidrojen gazlarına ayırabilir. Astronotlar buzu toplayarak, eriterek ve oksijen moleküllerini çıkararak muhtemelen kendi havalarını üretebilirler. Ayrıca, astronotlar elektroliz sırasında açığa çıkan hidrojen atomlarını yakıt kaynağı olarak, roket itici gücü olarak veya sadece Ay yüzeyinde ulaşım için kullanabilirler. Bunun dışında içilebilecek su bile elde edilebilir. Bunu düşünmek garip görünse de ay buzu kolayca erişilebilir miktarlarda mevcutsa, gelecekteki astronotlar bunu içmek, yemek pişirmek ve yıkanmak gibi temel insan ihtiyaçları için de eritebilir.

Kalıcı karanlığın tersine kalıcı aydınlık da bir o kadar faydalı olacaktır. Güneş ışığı üreteceği elektrik için önemli bir kaynak sağlar. Uzay keşfi elektrik enerjisi gerektirir ve bu enerjiyi dünyadan getirebilsek de onu güneş panelleri kullanarak yerinde üretmek (Uluslararası Uzay İstasyonu’nda olduğu gibi) daha tercih edilir. Ayrıca, Güneş gören aydınlık alanlar sürekli güç kaynağıdır. Shackleton Krateri’nde, insan kaşiflerden oluşan bir ekip, güneş enerjisini günün her saati elektriğe dönüştürerek sürekli güneş ışığını toplamak için harika bir fırsata sahip olur. Altyapıyı başlangıçta kurmak zor olabilir, ancak bir kez inşa edildikten sonra krater kenarına yerleştirilen güneş panelleri, büyüyen bir ay üssü için kolayca elektrik üretebilir. Bu durumdaki güneş panelleri, kalıcı olarak açık bir gökyüzü sayesinde dünyadakilerden bile daha etkili olurdu.

Sonuncusu da sürekli ışık kaynağının olması. Ay’ın ekvatoruna yakın bölgeler uzun “gündüzler” ve “geceler” yaşar; her biri yaklaşık 14 gün uzunluğundadır. Bu süre, yüzeyde en fazla 75 saat geçiren ve ziyaretlerini buna göre ayarlayabilen Apollo astronotları için bir sorun değildi. Gelecekte uzun süreler boyunca kalacak olan araştırmacılar için, üslerini Shackleton gibi bir yere kurarlarsa uzun ay geceleriyle uğraşmaktan kurtulacaklardır.

Ay köyü’nün tasarlanması

Plana göre, Ay Köyü kademeli adımlarla inşa edilecek. İlk olarak, Shackleton Krateri yakınlarındaki Ay yüzeyine her biri şişirilebilir modülleri yerleştirecek araçlar inecek. Dört kata kadar yüksekliğe sahip olması beklenen bu modüller, sonunda çalışma alanları, yerleşim alanları, bilimsel laboratuvarlar, endüstriyel alanlar ve çevresel yaşam alanları olarak hizmet verecek.

Ancak şişirilebilir modüller insanları zararlı radyasyondan, sıcaklık dalgalanmalarından veya mikro göktaşı çarpmalarından etkili bir şekilde koruyamaz. Bu nedenle, ESA ve MVA şu anda özel sektörlerle birlikte, Ay yüzeyinden alınan kolayca bulunabilen regolit kullanarak her yapının etrafına 3B koruyucu bir kabuk yazdırabilen robotlar tasarlamak için çalışıyor. Araştırmacılar, bu tür robotlardan iki tanesinin şişirilebilir bir modülün etrafında sağlam bir kubbe inşa etmesinin yaklaşık üç ay süreceğini tahmin ediyor ve bu tür yaşam alanları inşa edildikçe, her modüldeki hava kilitlerine bağlı bir dizi basınçlı yürüyüş yolu aracılığıyla birbirlerine bağlanacaklar. Araştırmacılar bütün bunlar projelendirilirken gelişen yeni teknolojiler sayesinde hedeflere daha hızlı ulaşılabileceğini de öngörmektedir.

Avrupa, NASA ve hatta Çin şu anda Ay’da uzun vadeli bir merkez kurma hedefi doğrultusunda çalışıyor. Ancak gerçek şu ki, ilk güvenilir Ay yerleşimini inşa etme kredisi kimin olursa olsun, bunun bir gün insanların daha önce hiç görmediği devasa bir uluslararası iş birliğine dönüşmesi olası olacaktır.