Çocukların oynadığı su ve basınçlı hava ile çalışan oyuncak roketler gerçeğe dönüşüyor gibi görünüyor. Çevre dostu ekolojik roketlerin geliştirilmesi konusu uzun zamandır üzerinde çalışılan bir konu olmuş olmasa da elbette ki belirli bir geçmişi var.
Uzay alanında çevre dostu yakıtların kullanılması yeni bir konu değil. Radyoaktif materyallerle güvenli bir şekilde bazı uzay uygulamaları (uzay misyonları, uydular, uzay sondaları) için güç ve elektrik üretimi halihazırda mevcut ve nükleer yöntemlerle güç üretim şekli gittikçe artan oranlarda geliştirilen bir husus. “Yakın gelecekte uzaydaki başarı nükleer enerjide mi gizli ?” başlıklı yazımızda bu konudan bir miktar bahsetmiştik. Bununla birlikte, uzay kapsüllerinin veya uyduların kendi misyonlarını gerçekleştirebilmeleri için güneş panelleri veya hidrojen yakıtlı yakıt hücreleri kullanıyor olmaları 1960 ve 1970’lerden beri halihazırda var olan bir durum.
Gel gelelim bu yazımızdaki konu bunlar değil. Bu yazıdaki konumuz uzay fırlatma sistemlerinin çevre dostu olmasıyla ilgili.
Son 5-10 yıldır müthiş bir ivme kazanmış olan uzay endüstrisi için bu konu gittikçe daha fazla gündeme gelmeye başladı. Bir de buna yavaş yavaş hayatımıza girmeye başlayan uzay turizmini ve gittikçe daha fazla sayıda insanın gerçekleştirdiği uzay yolculuklarını hesaba katarsak bu ivme hakkında daha iyi fikir sahibi olmak mümkün.
Bir roket, sıvı kerosen veya sıvı metan yakıt ile çalışan roket motorlarıyla itiliyorsa veya katı yakıtlı roket iticilerine sahipse, fırlatma anında roket motorlarının ilk ateşlenme anından itibaren, atmosferde özellikle belirli bir irtifaya ulaşana kadar ciddi bir karbon salınımı gerçekleştiriyor demektir. Günümüzdeki gerçek uygulamalardan yola çıkalım ve konuya şu şekilde bir örnek verelim. Belirli büyüklükteki bir uyduyu, alçak dünya yörüngesine (LEO) yerleştirmek için kullanılacak olan, 50-70 metre yüksekliğinde ve 3-4 metre arası çapta olan ve ayrıca kalkış ağırlığının 500-700 ton arasında değiştiğini bildiğimiz bir roketin insan taşımacılığında kullanılan bildiğimiz ticari uçaklardan kat kat daha fazla pozitif (prograde) itki kuvvetleri gerektirdiğini ve bilinen ticari uçaklardan kat kat daha fazla karbon salınımı yaptığını ilk etapta belirtmemde fayda var.
Yanı başımızda, Romanyalı fırlatma sistemleri geliştiricisi Arca Space, bu sıralar su buharı ile itiş gücü elde eden EcoRocket isimli roket sistemini geliştiriyor ve roketin ilk test uçuşunu Karadeniz’de gerçekleştirilmesi planlanıyor.
Uzay kapsülleri de otomobil, uçak ve gemilerde olduğu gibi geçmişten günümüze muazzam bir gelişme sağladı. Bu husus, önümüzdeki bir kaç yıl içerisinde çok daha fazla sayıda insanın ilgisini çekecek gibi görünüyor. Bu nedenle, bu konuda güncel ve teknik bir yazı paylaşmak istedim.
Doğası gereği uzay araçları da daha ilk günlerinden bugüne ciddi bir gelişim kaydetti. Yuri Gagarin ile1961’de ilk insanlı uzay uçuşunu gerçekleştiren Vostok 1 (Vostok 3KA) isimli Rus yapımı uzay kapsülünden bugüne insan taşıyan uzay araçları da tıpkı otomobillerde, uçaklarda ve hatta tekne ve gemilerde olduğu gibi büyük bir ilerleme göstermiş bulunuyor. Vostok 1, insanların güvenli bir şekilde uzay yolculuğu yapabileceğini bizlere göstermiş olan ilk uzay kapsülü olmakla birlikte Vostok 1 ile ilk uzay yürüyüşü gerçekleştirilmemiştir (yani kozmonotun araç dışına çıkması ve birtakım görevleri icra etmesi olarak bilinen EVA gerçekleştirilmemiştir). Vostok 1 kapsülünün iç dizaynı ve sahip olduğu seyir donanımı, bazı açılardan 1960 model bir otomobilinkisiyle oldukça benzer aslında. Hatta 1990 model bir Lada Niva ile benzerdir de diyebiliriz 😀 Ya da 1960 yapımı bir geminin kaptan köprüsünde görebileceğiniz donanım ve teçhizat da görünüş olarak bir bakıma Vostok 1’inkine benzerdir. Modern uzay kapsüllerinin ise hem iç hem de dışarıdan görünüşleri gerçekten de en yeni model otomobillerden farksız diyebilirim. Bu yazımda inceleyeceğim her bir uzay kapsülünü çok fazla detaya girmeden 5 ana başlıkta değerlendirmeye çalışacağım. Başlıklar şu şekilde :
Dış ve iç görünüm
Kullanılan malzemeler ve malzeme kalitesi
Donanım ve teçhizat
Ergonomi ve konfor
Güvenlik
Modern uzay kapsüllerini inceleyeceksek önce ilk kapsüllere göz atmakta fayda var. Aşağıda Vostok 1 isimli uzay kapsülüne ait resimler mevcut. Vostok 1’i yazının giriş bölümünde zaten bir miktar değerlendirmiş olduk.
Vostok 1’in iç ortamında kullanılan malzeme kalitesi uzay yolculuğu için olması gereken standardı sağlamakla birlikte doğal olarak bugünkü modern kapsüllerdeki gibi mükemmel bir görünüme sahip değil. Kapsülün radyo, telemetri ve iletişim antenleri tabi ki de mevcut ve yukarıdaki resimde gördüğünüz gibi eski model TV antenlerine benzer çubuk şeklinde. Vostok 1’de diğer birçok uzay aracında görülmeyen ilginç bir iniş sistemi de vardı. Bu, kapsül tekrar atmosfere girdikten sonra, tıpkı bir F-16 uçağının acil durum fırlatma sisteminde olduğu gibi kozmonotu koltuk ile birlikte kapsülün dışına fırlatan ve kozmonotun ve kapsülün ayrı ayrı olarak ve paraşütle iniş yaptığı bir sistemdi.
Fırlatma öncesinde kendi roketinin tepesine yerleştirilen Vostok 1 kapsülüne kozmonotların giriş yapması ve koltuklarına yerleşmeleri ise biraz uğraştırıcı bir husus. Daha doğrusu, kapsül içi ekipman ve koltuk yerleşimi, uzay fırlatma sistemlerinin kendi kısıtlamaları ve uzay yolculuğunun bazı mecburi gereksinimleri gibi nedenlerle dünya üzerindeyken kapsül içerisine girmek ve bir kozmonotun kapsül içerisinde yerini alması biraz zorlayıcı. Ancak uzayda yer çekimsiz ortamda iseniz veya bir şekilde bu kapsül ile Ay üzerine inmeyi başarmış olduğunuzu var sayarsak, kapsüle girmek ve yerleşmek daha kolay olacaktır. Tabi, Vostok 1 kapsülünün tek başına ay üzerine iniş yapabilecek bir donanımı mevcut değildi bildiğimiz kadarıyla. Orası ayrı bir husus. Vostok 1 kapsülü içerisinde koltuğa oturduğunuz zaman hemen hemen tüm kontrol panellerine elinizi uzatarak kolayca ulaşabiliyorsunuz. Bu, ergonomi açısından oldukça iyi bir durum.
Vostok 1’i güvenlik açısından incelediğimizde, Yuri Gagarin’e fiziksel anlamda herhangi bir zarar gelmesini engelleyecek yaşam destek sistemleri (örneğin oksijen ve nitrojen tankları), gerekli kalkanlar ve ısı kalkanı bu uzay aracında mevcuttu ve Gagarin’in bu yolculuğu başarılı bir şekilde tamamlaması için gerekli tüm güvenlik donanımı vardı elbette. Bunun yanı sıra, her ne kadar Gagarin dünya üzerinde yer çekimsiz ortam eğitimleri gerçekleştirmiş olsa da Vostok 1’i geliştiren mühendisler bu ilk insanlı uçuşta bir insanın çok düşük yer çekim ortamında nasıl davranışlar sergileyeceğini tam olarak kestiremedikleri için, uzay aracının bütünüyle otonom seyir yapmasına karar verdiler ve Gagarin’e manuel kontrol imkanı vermediler. Yani Vostok 1 yalnızca kendi otonom kontrol mantığı ile yörüngesel uçuşunu gerçekleştirdi ve bu durum o dönem için ilk insanlı uçuşa özel ekstra bir güvenlik önlemiydi. Tabi yine de yer kontrol ve telemetri istasyonundan da gerektiği takdirde aracın seyrine müdahale edilebilecek şekilde misyon dizaynı yapılmıştı ve acil bir durumda Gagarin’e araç içerisinden manuel kontrol yapabilmesi için kontrol panellerinin otonom sürüş kilidini açabilmesine yönelik olarak bir zarf içerisine yerleştirilmiş biçimde bir kod verilmişti. Bu konunun haricinde, Vostok 1’de fırlatma kaçış sistemi* (Bkz Fırlatma Kaçış Sistemi – Launch Escape System) mevcut değildi. Sonuç itibariyle Vostok 1 önemli bir görevi başarıyla tamamlamıştı.
Burada dikkat çekebilecek bir konu, bazı zorunluluklar ve uzay yolculuğunun gereksinimleri nedeniyle otonom seyir ve güdüm sistemlerinin daha o dönemlerde uzay araçlarında (ve hatta uçaklarda) kullanılıyor olması. Tabi günümüz uzay araçlarında çok daha gelişmiş otonom seyir ve güdüm (GNC) sistemleri kullanılmakta. Olayı, günlük hayatta kullandığımız otomobillerle kıyaslayacak olursak, hepinizin bildiği gibi otonom seyir sistemleri son 10-15 yılda otomobillerde kullanılmaya başladı. Adaptif hız sabitleme de herhalde bunun ilk aşamasıydı diyebiliriz. Şimdilerde ise şerit takip asistanları, önüne çıkan bir insan veya nesneyi algılayıp otomatik olarak fren yapma vs. gibi birtakım otonom seyir sistemleri yeni otomobillerde mevcut. Tabi otomobillerde buraya kadarki kısmı yarı otonom diye nitelemek lazım. Ancak şu anda Tesla otomobillerinin artık tam otonom sürüşü başarabildiğini zaten birçoğunuz biliyordur.
Merak etmeyin, çok da uzak olmayan bir gelecekte büyük bir ihtimalle herkes kendi uzay aracına sahip olacak ve araca bindiğinizde aracınız, örneğin Mars’taki evinizin tam adresini navigasyon ve otonom sürüş sistemine girdiğinizde, sizi dünya üzerindeki evinizin sokağından alıp Mars’taki evinizin önüne başarılı bir şekilde indirebilecek. Yani, olay o noktaya doğru gidiyor açıkçası 😀 Böyle giderse Jetgiller o kadar da uzak değil.
Neyse, konuyu dağıtmayalım.
Aynı dönemlere denk gelen ve Amerikan yapımı olan ve aynı zamanda uzay çağının ilk döneminde büyük öneme sahip olan Mercury ve Gemini kapsülleri var ama tek bir yazıda, bugüne kadar geliştirilmiş tüm uzay kapsüllerini incelemem pek mümkün değil açıkçası. Ağırlığı, ilk kapsüllerden bazılarıyla son dönem modern uzay araçlarına vereceğim. Yine de kısaca özetlemek gerekirse, Mercury aslında Vostok 1 ile hemen hemen aynı özelliklere sahip olmakla birlikte Mercury, Vostok 1’den kısmen daha gelişmiş bir uzay aracıdır diyebiliriz. Şimdi gelin biz Ay’a ilk insanları taşımış olan Apollo kapsülüne bir göz atalım.
İlk etapta özetlemek gerekirse Apollo uzay aracı dış görünüş, malzeme kalitesi, donanım, ergonomi ve güvenlik açılarından Vostok 1, Mercury ve Gemini gibi uzay araçlarından çok daha gelişmiş bir uzay aracıdır. Özellikle de donanım ve teçhizat olarak ve dış görünüm olarak oldukça gelişmiştir. Hatta iç dizaynı da oldukça iyi olmakla birlikte eğer iç dizaynı bugünkü gibi modern olabilse, Apollo’yu modern yeni nesil kapsüllerden ayrıt etmekte biraz zorlanabilirdiniz.
Antik Yunan’daki Güneş Tanrısı Apollo’dan ismini alan Apollo uzay aracını özel kılan şeylerden birisi dış dizaynının çok daha ilgi çekici olması ve iç ortamda kullanılan malzemelerin bir miktar daha kaliteli olması. Misyon olarak Aya gidip geri dönüş yapabilecek ve Dünya atmosferine tekrar giriş (re-entry) yapabilecek olması nedeniyle seyir ve yaşam destek sistemleri çok daha gelişmiş ve daha fazla sayıda ekipman barındırıyor. Apollo’nun güdüm ve kontrol bilgisayarı (AGC – Apollo Guidence Computer) ise çoğu zaman insanların ilgisini çekmiştir. Raytheon şirketinin ürettiği AGC, 4 KB RAM ve 72 KB ROM işlemci belleğine sahipti. Bugünkü modern bilgisayarlar ve akıllı telefonların kapasitesi bu değerlerden yüzlerce kat fazla. Ancak bu değerler Ay misyonunun programlanması, güvenli bir şekilde yolculuğun gerçekleştirilmesi ve gerekli olan güdüm ve navigasyon kontrolünü sağlamak için yeterliydi elbette. Sonuçta adamların Apollo’nun bilgisayarında oyun turnuvası yapmalarına gerek yoktu değil mi 😀
Bunun yanı sıra Aya uzay yolculuğu yapacak olan ilk uzay aracı olması nedeniyle Apollo’da gelişmiş bir optik ölçüm sistemi (uzay sekstantı) olması zaten kaçınılmazdı. Bu sekskant ile Güneş, diğer gezegenler ve yıldızlara olan mesafe ve konumlandırma yapılabilmişti.
Apollo’nun güvenlik anlamındaki en önemli denilebilecek ekstrası, fırlatma kaçış sisteminin entegre edilmiş olmasıydı.
İlerleyen dönemlerde, Rus yapımı olan ve günümüzde geliştirilmiş versiyonları kullanılmakta olan Soyuz’un kapsüllerini görüyoruz. Soyuz’un ilk versiyonları Gemini ve Apollo ile benzer özellikler göstermekle birlikte yeni nesil Soyuz kapsüllerinin ekstralarına kısaca bir bakalım ve böylece gelin modern kapsülleri incelemeye başlayalım.
Soyuz dış görünüş olarak oldukça fantastik görünen bir uzar aracı. İç ortamın ve kontrol panelinin görünümü Gemini, Apollo veya Soyuz’un ilk versiyonları gibi eski nesil uzay araçlarından kısmen daha gelişmiş diyebiliriz. Soyuz’un hem eski versiyonlarında hem de yeni versiyonunda aracın içerisine girmek ve yerinize yerleşmek biraz uğraştırıcı. Bununla birlikte kozmonot ve astronotların oturduğu koltuklar ile kontrol panelinin mesafesi ve yerleşim açıları gibi nedenlerle kozmonot ve astronotların bazen, panele teleskopik bir çubuk ile ulaşmak durumunda olması ergonomik açıdan biraz zorlayıcı bir durum. Yukarıdaki resimde bu durum görülüyor. Donanım ve teçhizat olarak hem eski nesil hem de yeni nesil uzay araçlarında bulunan hemen hemen tüm donanımları üzerinde barındırıyor zaten. Sadece bir farkını belirtmek gerekli. O da Apollo’daki veya SpaceX Dragon kapsülündeki gibi birçok uzay aracından farklı olarak aracın orta bölümündeki descent (alçalma ve yere iniş) modülünün haricinde bir de ayrı bir yörünge modülü (orbital modül) bulunması ve kozmonot ve astronotların bu bölümde yeme-içme ve tuvalet ihtiyaçlarını gideriyor olmaları. Halbuki diğer birçok kapsülde bu tip ihtiyaçlar aynı kapsül (uzay aracının kendisi) içerisinde gideriliyor. Ayrıca, uluslararası uzay istasyonuna götürülecek olan kargo (ekipmanlar, deney ekipmanları, yiyecek ve içecekler vs.) Soyuz’un orbital modülünde yer alıyor ve tabi bu durum da kendi dizaynına özgü olarak Soyuz’un descent modülünde (astronotların ve kontrol panelinin yer aldığı bölüm) fazladan alan elde edilmesinde avantaj sağlıyor. Aşağıya Soyuz’un bölümlerini gösteren bir şema koyuyorum.
Uzay alanında Soyuz ile aşağı yukarı aynı dönemlere denk gelen bir diğer büyük kilometre taşı ise NASA’nın uzay mekiğidir. Evet, o bildiğiniz ihtişamlı uzay mekiği. NASA’nın uzay mekiği aslında bir uzay kapsülü değil. Bu araç, adında da olduğu gibi bir uzay mekiği. Yani hem insan taşıyan hem de uzayda görev yapacak olan büyük ölçekli faydalı yükleri (uydu, uydu bölümleri, uzay teleskobu vs.) birlikte taşıyabilen komple bir uzay aracı. Yine de bu yazıda inceliyorum insan taşıyan bir uzay aracı olması nedeniyle. Uzay mekiğini sayfalarca incelesek bitmez. O nedenle oldukça kısa geçmeye çalışacağım. Uzay mekiği, dış görünüş ve dizayn olarak ve misyon konsepti açısından uzay kapsüllerinden oldukça farklı. Misyon konsepti dedim çünkü uzay mekiği diğer uzay kapsülleri gibi paraşütle okyanusa iniş (splash down) veya Soyuz gibi Kazakistan’daki Baikonur uzay üssünün yakınlarına iniş yapmıyor. Bildiğimiz bir uçak gibi Cape Canaveral’da yer alan bir uçak pistine iniş yapıyor. Çünkü dizaynı zaten bir uzay aracı ile bir uçağın kombinasyonu. Uzay mekiğinin iç görünümü ve kontrol panelleri Soyuz’un son modellerinden çok farklı değil. Bununla birlikte konsepti gereği uzay mekiğinin kokpiti, modern bir ticari yolcu jetinin kokpitiyle oldukça benzer bir görünüme sahip.
Donanım ve teçhizat açısından ise diğer uzay kapsüllerine ek olarak bazı ekstra donanımlar mevcut tabi. Hem insanları hem de büyük ölçekli faydalı yükleri (uydu, uzay teleskobu vs.) taşıyor olması nedeniyle kendisine ait bir vinç kolu olması ekstra donanımlarına bir örnek olarak gösterilebilir. Bu ek donanımlar aracın kokpitinde de ekstra ekipman olarak kendisini gösteriyor. Ayrıca iç görünümü çok daha modern. Bununla birlikte fırlatma kaçış sisteminin bulunmaması ise önemli bir eksiklikti.
Uzay mekiğinin en büyük artılarından birisi diğer birçok uzay aracı gibi 2 veya 3 kişilik bir ekibi değil, tam 7 kişiyi Dünyanın yörüngesine veya uluslararası uzay istasyonuna taşıyabiliyor olması. Tüm bunlarla birlikte çoğunuzun bildiği üzere NASA, bazı nedenlerle uzay mekiği programını 2011 yılında sonlandırdı.
Gelelim en modern uzay araçlarına.
SpaceX Dragon kapsülünün hem iç ortamı hem de dış dizaynı görünüm olarak oldukça göze hitap ediyor. 2021 veya 2022 model lüks bir otomobilin görünümüyle veya yeni model bir business jetin görünümüyle çok çok benzer. Dragon kapsülünün iç dizaynında modern yeni nesil otomobillerde olduğu gibi oldukça şık bir görünüme sahip olan karbon detayları da görüyoruz ki bunlar oldukça cezbedici detaylar 😀 Uzay şirketlerinden daha iyilerini de görmek istiyoruz. Örneğin ayarlanabilir ve farklı renklerde ışık verebilen LED ambiyans aydınlatması da olabilir.
SpaceX’in Dragon kapsülünde sadece dokunmatik LED ekranlardan oluşan kontrol paneli bulunuyor ve aracın fırlatma ayarlamalarından yörünge hesaplamalarına ve stabilite kontrollerine kadar hemen her şey bu ekranlar ile kontrol edilen uçuş bilgisayarı üzerinden gerçekleştiriliyor. Kısacası hemen hemen hiçbir fiziki düğme veya buton mevcut değil. Piroteknik ateşleme gibi bir kaç şeyi saymazsanız. Donanım ve teçhizat olarak uzay yolculuğu için gerekli olan en gelişmiş donanımları zaten üzerinde barındırıyor.
Ayrıca, koltuk konforu ve ergonomisi de yeni nesil SpaceX araçlarında önemli hususlardan birisi ve araca giriş yapabilmek de oldukça kolay. Astronot ve kozmonotlar, Dünya üzerinde iken fırlatma kulesindeki köprüden geçtikten sonra kapsülün giriş kapsından fazla zorlanmadan içeriye girebiliyor ve hatta rahatlıkla ayakta durabiliyorlar. Kapsül içerisindeki koltukların etrafında pek de zorlanmadan gezinebiliyorsunuz.
Fırlatma öncesinde koltukların yere göre dik pozisyona yakın ayarlanabilmesi, astronotların fırlatma öncesi koltuklarına yerleşebilmeleri açısından ve son ayarlamaların yapılabilmesi için oldukça iyi bir ergonomi sağlıyor. Daha sonrasında ise koltukların otomatik olarak yatırılabilmesi (yani yere göre paralel hale getirilebilmeleri) özelliği astronotların roket motorlarının oluşturduğu G kuvvetlerine çok daha kolay karşı koyabilmeleri için önemli bir unsur. Normalde, önceki kısımda bahsettiğimiz gibi Soyuz’da, NASA’nın uzay mekiğinde ve diğer birçok uzay kapsülünde fırlatma öncesinde ve fırlatma anında koltuk açıları sabittir ve yere göre paraleldir. Yani SpaceX Dragon kapsülündeki gibi ayarlanabilir olmadığı için astronotların da kapsüle girişlerinden sonra yerlerine yerleşmeleri daha zahmetli olmaktadır. Dragon kapsülü NASA’nın uzay mekiği gibi maksimum 7 kişiyi taşıyabilmektedir.
SpaceX Dragon kapsülünde gelişmiş bir otonom sürüş sistemi, otonom uzay randevusu ve otonom kenetlenme algoritması mevcut ki bu yeni nesil bir araç için oldukça iyi bir artı. Ayrıca gelişmiş bir fırlatma kaçış sistemi de entegre edilmiş.
Amaaa, bu sıralar benim en çok ilgimi çeken Boeing CST-100 Starliner 😀
Evet, Boeing şirketinin NASA’nın Commercial Crew Program (Ticari Olarak Ekip Taşıma Programı) ile işbirliği dahilinde geliştirmekte olduğu CST-100 Starliner’a bir bakalım. CST’nin açılımı Crew Space Transportation yani, Ekip Uzay Taşımacılığı. Bu kapsül, SpaceX Dragon gibi alçak dünya yörüngesine (LEO) ve Uluslararası Uzay İstasyonu’na insan ve yük taşımak için geliştiriliyor ve makismum 7 kişi veya 4 kişi + kargo şeklinde taşıma yapabilme kabiliyetine sahip. Geliştirmesi, prototip imalatı ve testleri bu sıralar devam ediyor. Bu kapsül SpaceX Dragon kapsülünden farklı olarak okyanusa iniş değil aynı Soyuz gibi karaya iniş yapabilecek şekilde geliştiriliyor. CST-100 Starliner iç ve dış görünüm, malzeme kalitesi, donanım, ergonomi ve güvenlik açısından SpaceX Dragon kapsülüyle hemen hemen kafa kafaya. Bununla birlikte bazı özelliklerine bir bakalım.
CST-100 Starliner görünüş ve malzeme kalitesi açısından gerçekten de çok çok iyi. İç ortam aynı SpaceX Dragon gibi oldukça şık dizayn ediliyor ve ayrıca farklı bir iç ortam ambiyans aydınlatmasına da yer vermeyi planlıyorlar. Ergonomi ve iç ortam ferahlığı açısından ise çook çok daha iyi görünüyor. Starliner iç ortamdaki kontrol panellerinde LED dokunmatik ekranlar barındırmakla birlikte muhtemelen az denilmeyecek sayıda fiziki olarak buton da barındıracak. Ancak eski nesil uzay araçlarındaki kadar çok sayıda fiziki olarak buton barındırmayacak muhtemelen.
CST-100 Starliner’da wireless internet tabanlı oldukça gelişmiş bir otonom sürüş ve kenetlenme algoritması mevcut.
Bu uzay aracında wireless internet ve multimedya eğlence sisteminin de sunulacak olması artık uzay teknolojisinin ve uzay yolculuğunun hangi aşamaya geldiğini bize gösteriyor. Bu örneğe bakacak olursak anlıyoruz ki çok yakın bir gelecekte insanlar günümüzdeki uçak yolculukları gibi uzay yolculukları yapabilecek. Ayrıca Starliner’ın turist taşıması da ihtimal dahilinde olan bir konu.
Bir de geçtiğimiz yaz New Shepard (Yeni Çoban) roketiyle yörünge altı (yörüngesel olmayan) uçuş gerçekleştiren Jeff Bezos’un New Shepard kapsülü var ki uzayda bugüne kadar kullanılmış en büyük ve panaromik denilebilecek camlarıyla meşhur oldu 😀
Bununla birlikte NASA’nın 2024’te insanları tekrar Aya taşımayı ve daha uzun süreli olarak Ayda kalmayı planladığı Artemis programı dahilinde geliştirilmekte olan Orion uzay aracı var. Bunun yanı sıra, şu anda Sierra Nevada Corporation tarafından geliştirilmekte olan ve testleri devam eden Dream Chaser isimli NASA’nın uzay mekiğine çok benzer ve uzay mekiğinden çok daha modern bir uzay aracı da var. Bu son iki uzay aracını yazıyı çok uzatmamak adına incelemiyorum. Merak edenler internette araştırıp görebilirler.
Uzun lafın kısası çok yakın bir gelecekte çok gelişmiş futuristik uzay araçları gerçeğe dönüşecek gibi görünüyor ve yazının ortalarında da belirttiğim gibi insanlar kendilerine ait uzay araçları ile başka bir gezegendeki evlerine tamamen otonom sürüş ile büyük ihtimalle gidebiliyor olacaklar.
*Fırlatma kaçış sistemi : Fırlatma anında, araç fırlatma kulesini neta ettikten, yani sorunsuz bir şekilde geçtikten sonra roket belirli bir irtifaya ulaşana kadar, özellikle de birinci roket kademesinin motorlarının çalışması süresince, olası roket hatalarını ve motor çalışma hatalarını sürekli olarak denetleyen bilgisayar algoritmasının veya kapsül içerisindeki ekipten bir kişinin manuel olarak kapsülü roketten (fırlatma aracından) hızla ayırması ve roketten çok daha yüksek bir hızla ileriye doğru ivmeleyip roketten uzaklaşmasını sağlayan sistemdir. Bu sistem sayesinde olası bir roket yanma hatasının tespit edilmesi halinde, kapsül içerisindeki ekip güvenle infilak etmek üzere olan roketten uzaklaştırılıp tekrar paraşütle yere iniş yapabilmektedir (Bkz Launch Escape System veya Launch Abort System).
Uzay teknolojileri ve roketlerle ilgili bir web sitesinde bu konunun ne işi var diyenler olabilir. Aslında Roketbilim.com’da ağırlıklı olarak roketleri ve uzayı konuşuyor olacağız tabi ama zaman zaman bilim ve teknoloji ile ilgili bazı spesifik konulara ve gelişmelere de değiniyor olacağım. Yazılarımda, özel anlamda roketler ve uzay, genel anlamda ise bilim ve teknoloji konularının dışına çıkmamaya özen göstereceğimden emin olabilirsiniz. Kuantum ötesi fizik başlıklı bu konuyla ilgili olarak ise, bu yazının devamında herhangi bir şekilde ahkam kesmek ve kesinlikle böyledir ve böyle olacaktır demek gibi bir niyetimin olması söz konusu değil. Amacım, sadece bugüne kadar ki bilgi birikimim, araştırmalarım ve deneyimlerimden yola çıkarak ele aldığım kısa bir inceleme yazısı paylaşmak. Umarım beğenirsiniz.
Kuantum altı fizik hususunu 3-4 yıl kadar önce konu üzerine düşünürken bizzat kendi kafamda oluşturmuştum ve o sırada henüz hiçbir bilimsel yayında veya kitapta okumamış ve araştırmamıştım. Geçen gün internet üzerinde yaptığım taramada, bilim ve teknoloji ile ilgili yayınlar yapan uluslararası web sitelerinin bazılarında son birkaç yıldır bunula ilgili yazılar yer almaya başladığını ve ResearchGate gibi bazı forumlarda tartışıldığını gördüm. Aslına bakarsanız çok önceden konuyla ilgili yazılmış kitaplar da mevcut. Herneyse 🙂 Konuya geri dönecek olursak, evet başlıkta da okuduğunuz gibi aslında yüksek bir ihtimalle kuantum seviyenin de ötesinde bir seviye (hatta belki de seviyeler) mevcut ve yeni nesil bir fizik dalı yakın denilebilecek bir zamanda muhtemelen hayatımıza girebilir. İçerisinde yaşadığımız evren, eğer varsa diğer evrenler ve paralel evrenleri de hesaba katıyorum, en temel (en komplike) seviyeden en üst seviyeye (en basit) kadar çeşitli katmanlardan oluşmuştur. En temel katman için parantez içinde “komplike” ifadesini ve en üst katman için de parantez içinde “basit” ifadesini kullanmamın bir sebebi var elbette. Bunun sebeplerinden birincisi, içerisinde olduğumuz fiziksel gerçekliği oluşturan en alt katmanların çok temel seviyeler olması ve üst katmanlarda daha iyi sonuçlar almanın, daha alt katmanlara ulaşması ve o katmanların kullanabilmesi sayesinde mümkün olmasıdır. Hatta tabiri caizse, o katmanlara hükmetmek sayesinde mümkün olmasıdır diyebilirim. Diğer bir neden ise, en alt katmanlara ulaşmanın oldukça fazla emek ve efor gerektirmesidir. Yani bilimsel yaklaşım, analiz, deneysel yöntemler gibi. Bu şekilde, bilim birikimli olarak ilerler ve daha alt katmanlara ulaşılabilir.
En üst katmanlar daha basittir ve bizim yaşadığımız, deneyimlediğimiz boyutu oluşturmaktadır. Bu katmanlarda Newton fizik yasalarını gözlemliyor ve kullanıyoruz. Alt katmanlara doğru indikçe tanecikli yapılar, moleküller ve sonra da atomlara ulaşırız. Biraz daha aşağıya doğru indiğimizde ise atomu oluşturan proton, nötron ve elektron gibi temel bileşenler karşımıza gelmektedir. Bunun bir alt seviyesi ise kuantum bölgesidir. Yani kuantum teorisinin ilgi alanı olan bölge. Bu bölgede ise kuarklar, nötrinolar, muonlar, bozonlar, fotonlar gibi parçacıklar ve bu parçacıklar arasındaki ilişkileri kuran alanlar ve katmanlar mevcut. Ayrıca, kuantum bölgesinin “zaman” dediğimiz kavramla da bağlantısı olduğunu zaten biliyoruz. Kuantum bölgesi ya da eğer gerçekten var ise kuantum ötesi seviyelerle ilgili olarak en çok merak ettiğim konulardan biri, bu seviyelerdeki parçacıkların ve onların yer aldığı veya etkileşimde olduğu alanların (manyetik alan, elektrik alan vs…) daha da somut bir şekilde ve bugünkünden daha doğru matematiksel eşitliklerle ifade edilebilip edilemeyeceği. Bilim yol almaya ve gelişmeye devam ettikçe bunu hep birlikte göreceğiz. Kuantum bölgesinin altına doğru indikçe daha derinlerde daha farklı mekanizmaların yer alıyor olması ve teorisi henüz ortaya konulmamış bir fizik olması ihtimali kulağa ilginç geliyor değil mi? Henüz adı konulmamış olan yeni fizik de gerçeklik algımızı tekrar değiştirecek ve kuvvetle muhtemel, insanların gerçeklik algılamasını farklı bir noktaya getirecektir.
Reklamlar
Varoluşun bu katmanlama mantığı, biz canlı varlıklar için de birebir geçerli ve buna da yaşam katmanlaması adı verilebilir. Hatta insan beyninin kuantum mekaniksel çalıştığı da üzerinde çalışılan bir konu. Kuantum mekaniğinde olasılık evreni ve olasılık matematiği (Gauss matematiği) oldukça önemli bir yer tuttuğuna göre insan beyni de kuantum düzleminde olasılık temelli olarak çalışıyor diyebiliriz.
Konunun teknoloji ile ilgisine de değinmek istiyorum. Günümüzde mühendisler çok daha iyi bir kontrol sağlayabilmek için otomatik kontrol mantığını ve robotiği, olabildiğince insan beyninin çalışma mekanizmasına yakınsatmaya çalışıyorlar (Bkz. PID kontrol yerine bulanık mantık denetim, yapay zeka, makina öğrenmesi). Bunun yanı sıra, günümüzde kuantum temelli çalışan bilgisayarlar artık mevcut ve çok yakın bir gelecekte satın alacağımız kişisel bilgisayarlar, akıllı telefonlar, akıllı televizyonlar gibi birçok cihazın da kuantum işlemcili olacağını bir çoğunuz zaten tahmin ediyordur. Bir de buna hologram teknolojisini ekleyin. Monitörü veya tamamı hologram olan bir bilgisayarın kuantum işlemciye sahip olması yakın bir zamanda hayatımıza girecek olan teknolojilerden. Gelin bunu biraz daha ileriye taşıyalım. Daha sonraki dönemlerde, kuantum işlemcili bilgisayarların yanı sıra kuantum temelli başka sistemleri de görmeye başlayacağız. Bu sistemler muhtemelen arabamız (arabamızın tamamı), arabamızı tahrik eden motor, denizdeki tekne ve gemiler ve bunların motorları, içinde yaşadığımız evler, sokak aydınlatmaları, sokakta yürdüğümüz kaldırım vs. olacak. Bir de bütün bunların 5G, 6G ve hatta 7G telekominikasyon, bulut algoritması, sanal gerçeklik, arttırılmış gerçeklik gibi dijital teknolojilerle birleştirilerek uyum içerisinde çalışmasını düşündüğümüzde çok farklı bir dünyaya doğru gittiğimizi göreceksiniz. Robotlar ve yapay zeka mı? Tabi onların da kuantum işlemcilerle çalıştığını göreceğiz. Hatta bir insansı robotu oluşturan tüm parçaların (kol ve bacaklar, bağlantı noktalarındaki vidalar, gözler vs.) bizzat kendilerinin kuantum temelli çalıştığına şahit olabiliriz. Diğer bir örnek ise, daha iyi sonuçlar almak amacıyla insan vücuduna yerleştirilecek özel çipler kullanılarak organlarınızın, kuantum düzeydeki çalışmasının kontrol altında tutulması ve olası bazı problemlerin çok daha önceden önlenebilmesi olabilir. Bu başta biraz ürkütücü gelebilir ama iyi niyetle ve doğru amaçlarla kullanıldığı sürece sorun olacağını sanmıyorum.
Tabi konumuzun başlığına dayanarak işi daha da öteye taşırsak, gelecekte adı konulacak olan yeni fizik ortaya çıktığında ve teorisi oluştuğunda, bu yeni fizik ile elde edeceğimiz altyapının dört beş satır önce sıraladığım teknolojiler ve yeni geliştirilecek olan başka teknolojilerle birlikte kullanılmaya başlaması ise bizi bambaşka, aklınıza hayalinize sığdırmakta güçlük çekebileceğiniz bir yaşam biçimine taşıyacaktır.
Eğer kuantumun ötesinde böyle bir düzeyde fizik var ve bu ortaya çıkarılır ise, bu konu kuantum fizikten, sicim kuramından ve hatta birleşik alan teorisinden bile daha derinlerde yer alıyor olacak ve daha önemli bir alan olarak bilimdeki yerini alacaktır. Hatta ve hatta, gelecekte gerçekleşme ihtimali olan, bazı Hollywood yapımı filmlerde izlediğiniz, bir maddeyi kendisini oluşturan sicimlerin titreşim frekanslarını değiştirerek başka bir maddeye dönüştürme yöntemi bile kuantum ötesi fizik konusunun gerisinde kalacaktır. Bahsettiğim bu yöntemi de kendimce teknolojik simyacılık olarak tanımlıyorum bu arada. Bir otomobili bir uçağa dönüştürmek veya bir plastik kabı kolayca bir cam bardağa dönüştürmek teknolojik simyacılığa örnekler olarak verilebilir. İçerisinde yaşadığımız evrenin gelecekte biz insanlar için sonu gelmeden önce başka bir evrene (bkz. paralel evrenler teorisi) geçiş yapmayı başarabilsek bile kuantum ötesi yeni fizik, tüm bu bahsi geçen bilim konularından daha ileride ve daha ön planda olacaktır diye düşünüyorum.
Reklamlar
Yazımın sonuna yaklaşırken, bütün bunların yanı sıra, bir de kuantum fiziği ve onun ötesindeki fizik altyapısının roketlerde de kullanıldığını düşünün. Günümüzde, kanat çırpabilen esnek kanat yapısına sahip dronelar var artık. Bildiğim kadarıyla henüz esnek yapılar ve bunlarla çalışan mekanizmalar roket teknolojisinde mevcut değil. Yakın bir gelecekte ise esneyebilen gelişmiş yapıları roketlerde, uzay araçlarında ve uzay gemilerinde görmeye başlayabiliriz. Tabi o dönemde roket diye bir aygıt kalırsa 😀 Kim bilir, belki de yerini bambaşka bir teknoloji alır. Yazının sonunda öyle ya da böyle konuyu roketlere bağlamış oldum 😀
Uzun lafın kısası, her ne kadar daha keşfedilecek şeyler barındırsa da aslında kuantum fiziğinin modası şimdiden geçti bile diyebilirim. İnsanoğlu olarak bambaşka bir yaşama doğru hızla ilerliyoruz.
Cansın Çelik, 07.05.2021
Bu yazıda yer alan kapak görseli için kullanılan kaynak/Source for cover photo in this article : Photo by Jakub Novacek on Pexels.com
The written content of this article was created by Cansın Çelik in a unique way.
Bazı şirketler, uzayda nükleer enerjinin daha yaygın ve etkin bir biçimde kullanılabilmesine yönelik olarak öncü adımlar atmaya başladılar.
1950’lerden günümüze nükleer enerji uzayda zaten kullanılıyordu. Tabi belirli bir düzeyde ve kapasite dahilinde. Hatta ay programı dahilinde aya gidildiğinde bile. Aslında günümüze kadar uzay araçlarındaki elektriki ana güç kaynağı hidrojenli yakıt hücreleri ve son dönemde ise genellikle güneş panelleriydi. Örneğin Apollo programı dahilinde, Apollo komuta ve servis modülünün (CSM) ve Satürn V roketinin elektriki güç ihtiyacını görevin rahatlıkla tamamlanabileceği biçimde sağlayabilmek adına hidrojen yakıtlı yakıt hücreleri kullandılar. Ancak bunun yanı sıra, ay görevinde radyoizotop termoelektrik jeneratör de kullanılmıştır. Aşağıdaki resimde ay görevinde kullanılan bir radyoizotop termoelektrik jeneratör (kanatları olan gri renkte) görülmektedir.
Radyoizotop termoelektrik jeneratörler uzayda kullanılacak olan ekipmanların onlarca yıl boyunca istenilen çalışma sıcaklığını koruyabilmesi için de kullanılabilmekteler.
Tabi bir de nükleer altyapı ile çalışan roket motorları ve roket itiş sistemleri de var ama o başka bir konu.
Şimdilerde, uzayda daha uzun sürelerle ve daha yüksek kapasite ile güç sağlanabilmesine yönelik olarak ve nükleer enerjinin uzayda giderek artan oranda kullanılması için bazı çalışmalar yoğun bir şekilde yapılıyor. Çünkü yakın gelecekte, uzun sürecek olan uzay yolculukları veya görevleri için daha fazla güce ve daha uzun süreli güç sağlayabilen kaynaklara ihtiyacımız olduğu baki. Bunun yanı sıra, nükleer güç ile donatılmış ve nükleer itiş sistemi ile yol alan bir uzay aracı, uzayda şu anki ulaşılabilenden çok daha yüksek hızlarda yol alabiliyor olacak.
Reklamlar
İngiliz havacılık ve uzay devi Rolls-Royce bu yılın Ocak ayında, uzayda nükleer güç kullanımının yaygınlaşması ve daha da geliştirilebilmesi için Birleşik Krallık Uzay Ajansı (UK Space Agency) ile birlikte bir çalışma başlattıklarını basına duyurdular.
Rolls-Royce, havacılık ve uzayda olduğu gibi nükleer enerji alanında da dünya genelindeki en başarılı firmalardan biri olması nedeniyle bu alanda böyle bir girişimi gerçekleştiriyor olması bence olağan bir durum. Ayrıca Rolls-Royce, başka tür termal altyapıya dayanan elektrik ve güç üretim sistemleri (nükleer olmayan türler) gibi konularda da kendisinin çok çok iyi bir başarıya sahip olduğunu bildiriyor.
Günümüzde dünya genelinde nükleer enerjinin yaygın bir şekilde kullanılmakta ve sürekli olarak geliştirilmekte olduğunu düşünürseniz uzayın keşfinde nükleer gücün ne kadar önemli olabileceğini daha iyi anlamanız mümkün olacaktır. Aynı zamanda şu sıralar araştırmaları ve testleri devam eden ve yakın bir zamanda devreye girme ihtimali olan füzyon reaktörleri de malum. Tabi, nükleer enerji gerçekten doğru dizayn edilip doğru şekilde kontrol altında tutulursa fayda sağlar. Aksi halde, genellikle facialara sebep olacaktır. Gerçekten doğru kullanıldığı sürece, nükleer enerji çok büyük faydalar sağlayabilir. Bunların yanı sıra, şöyle bir olasılık da söz konusu olabilir : Dünya üzerinde kullandığımız nükleer güç ile elektrik üretimi yapan tüm santralleri yer altına gömüp bir şekilde, uzayda nükleer enerji konusunda ciddi gelişim sağlamaya devam edebiliriz. Bu da bir olasılık.
Sonuç olarak, bu yazımın kapak resminde görmüş olduğunuz o fantastik ve fütüristik uzay istasyonları, sanırım ancak uzayda nükleer gücün daha yaygın ve daha yüksek kapasitelerle kullanılması sayesinde gerçek olabilecek. Bazılarınız zaten akıllı telefonlarınıza indirdiğiniz yeni nesil uzay oyunlarında bu tip uzay istasyonlarını bol bol görmüştür 😉
Aslında birçoğunuz zaten, son zamanlarda yayınlanan belgeseller de dahil olmak üzere bir çok kaynaktan konuyu yeterince izlediniz. Youtube kanallarından da izlediniz. Ayrıca, adamlar Apollo 11’in yanı sıra, aynı serideki son görev olan Apollo 17’ye kadar diğer ay görevlerinin de video görüntülerini vermeye başladılar. Ben sadece bütün izlediklerinize ek olarak bir iki noktayı ve kendi görüşümü belirtmek istiyorum. Tabi aşağıda belirttiklerime bir yerlerde belki rastlamış olabilirsiniz. Ben kendim bugüne kadar herhangi bir yerde rastlamadım ve yaptığım araştırma dahilinde de herhangi bir yerde bulamadım. Eğer içinizde bilen veya rastlayan var ise ve yorumlar kısmında belirtirse, çok memnun olurum.
Reklamlar
Şimdi gelelim konuya.
Yahu Amerika aya gitmedi diyenler, yayınlanan görüntülerdeki astronotların yürüyüş şekline dikkat etsin. Dünya üzerinde o şekilde bir yürüyüş yapmanız mümkün mü ? 🤣
Neil Armstrong ve Buzz Aldrin’in yürüyüş biçimine dikkat edin lütfen. Adam hafifçe bir adım atıyor ve yaklaşık 2 metre uzağa düşüyor. Herhalde ancak dünyanın 6’da 1’i çekim ortamında (0,167*g) mümkün olabilecek bir yürüyüş şekli olsa gerek. Burada dikkat edilmesi gereken önemli bir fiziki nokta var. O da astronotların bacaklarını diz kısmından fazla bükmeden bu tarz bir adım atmayı gerçekleştirebiliyor olması. Dünya üzerinde bu şekilde uzunca bir adım atma ya da atlama hareketini, çok az bir efor ile ve bacağınızı bu kadar az bükerek yapamazsınız. Aşağıya eklediğim videoda da bunu rahatlıkla görebilirsiniz. Konuyla ilgili yorumlarınızı bekliyorum.
Cansın Çelik, 05.05.2021
Bu yazıda yer alan kapak görseli için kullanılan kaynak/Source for cover photo in this article : Photo by Pixabay on Pexels.com
The written content of this article was created by Cansın Çelik in a unique way.