İnsanoğlu, nesillerdir öteki yıldız sistemlerine ulaşıp, yabancı gezegenler üstünde yürümenin hayalini kuruyor. Basitçe anlatmak gerekirse, yıldızlar arası bulgu oldukca sıkıntılı bir vazife.
Universe Today’ın da açıkladığı gibi, geleneksel itiş enerjisini kullanan motorlar ile Proxima Centauri’ye ulaşmak 19 bin ila 81 bin yıl arası bir süre alacak. Bunun haricinde, yıldızlar arası ortamda gezi etmenin hemen hemen tam anlayamadığımız riskleri de bulunuyor.
Şu anki şartlar altında, yalnız bir kaç gram ağırlığında olan ve yönlendirilmiş enerji itkili (doğrusu lazer) uzay araçları yakınlarımızdaki yıldızlara bu yüzyıl içinde ulaşabilmenin tek yolu şeklinde görünüyor.
Proxima Centauri’ye “üşüşeceğiz”
Tavsiye edilen konseptler içinde “Swarming Proxima Centauri” (Proxima Centauri’ye üşüşmek) içeriyor. Bu konsepti Space Initiatives şirketi ile Initiative for Interstellar Studies (i4is), Space Initiative’in baş bilim insanı Marshall Eubanks liderliğinde geliştiriyor. Konsept NASA’nın bu yılki “Yaratıcı Gelişmiş Konseptler – NIAC” programında faz 1 geliştirmesi için seçildi.
Üç temel problem var: Mesafe, enerji ve hız
Eubanks’a gore yıldızlar arası gezi etmek mesafe, enerji ve hız problemlerine çözüm istiyor. 4,25 ışık yılı ya da 40 trilyon kilometre mesafedeki Proxima Centauri için de “uzakta” diyebiliriz.
Şu şekilde örneklendirebiliriz; şu anda en uzağa kadar gezi edebilen uzay aracımız Voyager 1 sondası Dünya’dan 15 milyar kilometre uzakta. Geleneksel itiş yöntemini kullanan sonda saatte 61 bin 500 kilometre hıza ulaştı ve 46 yıldan uzun süredir aralıksız seyahat ediyor.
Özetlemek gerekirse, bağıl hızdan (doğrusu ışık hızının belirli bir yüzdesinden) yavaş giden her şey yıldızlar arası seyahati oldukca uzun ve olanaksız kılacaktır. Bunun gerekseme duyduğu enerji ise, birkaç gramdan ağır uzay araçları dışındaki araçlar uygulanabilir olmayacaktır.
Roket biliminin aslı
Eubanks şöyleki diyor: “Doğal, roketler süratli gitmenin alışıldık bir yolu. Roketler genel anlamda sıcak gaz şeklinde şeyleri arkalarından atarak ileri doğru hareket eder. Roket biliminin aslı, arkadan attığınız nesnenin hızının, ileriye doğru gitmek için ulaşmak istediğiniz hızı karşılayabilir olduğu durumlarda verimli olmasıdır. Eğer değilse, oldukca daha azsa, sizi istediğiniz hıza ulaştıracak kadar şey taşıyamazsınız.
Çözüm -şimdilik- antimadde değil
Mesele şu ki, saniyede 60 bin kilometre hızla giderken bir oldukca şeyi taşıyabilecek bir teknoloji – ya da enerji kaynağına- haiz değiliz, doğrusu roketler bu işi yapması imkansız. Antimadde bunu ihtimaller içinde kılabilir sadece hemen hemen antimaddeyi yeterince anlamadık ve bir çözüm haline gelmesi on senelerce sürecektir.
Roketi tersine işletirsek?
Buna karşı, Breakthrough Starshot ve Proxima Swarm şeklinde konseptler “roketin tersine işlemesini” içeriyor. Şu demek oluyor ki arkaya attığımız şey yerine, uzay aracına bir şey fırlatılır. Buradaki uzay aracını hareket ettirecek ışık yelkeninin enerji deposu, geleneksel roketlerin çoğunluğunu oluşturan ağır itici gaz yerine (hacmi olmayan ve ışık hızında hareket eden) fotonlar.
Uzay araçları ton değil, gramla ölçülebilir olmalı
Ancank Eubanks’ın da işaret etmiş olduğu şeklinde, bu çözüm enerji problemininin üstesinden gelmiyor, bu da uzay aracını mümkün olduğunda ufak yapmanın önemini bir kez daha gösteriyor.
“Bir lazer yelkeni üstüne fotonları çarptırmak hız sorununu çözecektir” diyor Eubanks ve ekliyor: “Sadece problem şu ki, bir fotonda oldukca fazla hareketlilik yoktur, doğrusu oldukca fazla sayıda fotona ihtiyacımız var. Birkaç on yıl sonrasında bile kullanabileceğimiz enerjiyi düşünürsek, itki kuvveti zayıf olacaktır, doğrusu sondaların hacmi oldukca ufak olmalı, ton yerine gramla ölçülecek kadar ufak.”
Işık hızının yüzde 10’unda gezi etmeleri kafi gelecek
Önerileri 100 gigawatt gücünde lazer itişi ile gramlık lazer yelkenli uzay sondalarını bağıl hıza (ışık hızının yüzde 10-20’si hızına) ulaştırmak. Ek olarak yeryüzünde bir kilometrekare alan kaplayacak bir takım teleskop yerleştirip, sondalar Proxima Centauri’ye yola çıktıklarında onlardan gelecek ışık sinyallerini yakalamayı da öneriyorlar.
Proxima b gezegeni için tarih 2075 ve sonrası
Tahminlerine gore, bu vazife konsepti geliştirilmeye içinde bulunduğumuz yüzyılın ortalarında hazır olacak ve Proxima Centauri ile Dünya’ya benzeyen ötegezegeni Proxima b’ye 2075 yılı şeklinde ulaşabileceğiz.
Sondalar uzayda “tek başlarına” olacak!
Eubank ve ekip arkadaşları, önceki araştırmalarında binlerce uzay aracından oluşan bir filonun yıldızlar arası seyahatin zorluklarını iyi mi aşabileceklerini ve Dünya ile arı sürüsü dinamiklerini kullanarak iyi mi iletişimde kalabileceklerini ortaya koydu.
“Toplama alanını 1 kilometre kare alana çıkarıp, bir oldukca sondanın koordine şekilde ileti göndermesiyle, kabul edilebilir bir veri hızına haiz olabiliriz” diyor Eubanks.
Sadece Genel Görelilik ve yıldızlar arası mesafe sebebiyle iletişimde yaşanacak sekiz yılık gidiş-dönüş gecikmesi sondaları Dünya üstünden denetim etmeyi imkânsız kılıyor.
Maliyet mi? 100 milyar dolar!
Aynı şekilde sürünün benzersiz bir otonomluk göstererek gezi ve yönlendirmeyi yapmasının yanı sıra, binlerce sondanın koordine olup, Dünya’ya gönderilecek veriyi seçmesi de gerekiyor. Bu strateji mesafe, enerji ve hız sorunlarını çözse de (en azından şimdilik) gene de böylesi bir arı sürüsü ve ona eşlik edecek altyapıyı oluşturmanın maliyeti oldukça yüksek.
En büyük harcama lazerlere meydana getirilen olacaktır, gramlık uzay araçları nispeten ucuza mal olabilir. Eubanks’in tahmini bütçesi 100 milyar dolar.
Sadece Eubanks’in de vurguladığı şeklinde, hayal ettikleri bu görevin getirileri büyük olsa da, Proxima Centauri’ye arı sürüsü şeklinde sonda göndermenin maliyeti de astronomik olacak.
Eubanks şöyleki açıklıyor: “Basitçe, oldukca hafifçe sondalar ve onları yıldızlar içinde gezi ettirebilecek devasa bir lazer sisteminin hazırlanmasında aslolan ağırlık lazer sisteminin maliyeti olacaktır. Sondalar daha ucuza üretilebilir. Ve bir tanesini göndermek yerine, oldukca sayıda göndermelisiniz. Sonuçta oldukca sayıda sonda göndermek fazlalık avantajını da bununla beraber getiriyor.
Uzayda gezi riskli bir iş, yıldızlar arası gezi ise oldukca daha riskli, eğer bir oldukca sonda gönderirsek, yüksek yitik oranı yaşasak bile karşılayabiliriz. Oldukça daha fazlasını da yapabiliriz.
Biyolojik işaretler ve hatta teknoloji izleri arayacağız, bu yüzden de sondaları gezegenin yakınlarına getirmek iyi olacaktır, yüzey ve atmosferin iyi fotoğraflarını çekebilmek için.
Bu iş tek bir sonda için zor olacaktır, sonuçta gezegenin 24 yıl sonrasında nerede olacağını pek iyi bilmiyoruz. O yönde oldukca fazla sonda gönderirsek, en azından bir kısmı gezegene yaklaşabilir ve istediğimiz yakın görüntülere haiz olabiliriz.”
Tek kullanım alanları ötegezegenler değil!
Bunun ötesinde, Eubanks ve ekip arkadaşları iyi çalışan robotik sonda sürüsünün kendi evimiz civarında da yararları olacağını düşünüyor. Robotik sürüleri araştırmacıların yeni gözdesinden ve Europa’nın iç okyanusunun araştırılmasından, Mars’ta yer altı şehirleri kazmaya, uzayda büyük yapıları birleştirmekten Dünya’nın yörüngesinden meteorolojik takip halletmeye kadar bir oldukca alanda kullanılmaları düşünülüyor.
Uzayın keşfi ve Dünya’nın gözlemi haricinde, bu sürülerin tıp, üretim, çevre araştırmaları, GPS ve navigasyon, arama ve kurtarma ve daha fazlasında da kullanım alanları var.
Aslolan iş şimdi başlıyor!
Yıldızlar arası görevin Alpha Centauri’ye gezi etmeye başlamasına oldukca uzun süre olsa da, Eubanks ve iş arkadaşları NASA’nın 2024 NIAC programına seçilenler içinde olmaktan dolayı gurur ve coşku duyuyor. Onlar için araştırma uzun seneler sürecek olsa da, gerçek olmaya asla olmadığı kadar yakın.
Eubanks şöyleki diyor: “Oldukça uzun sürdü, neredeyse on yı. Ve seçildiğimiz için onur duyuyoruz. Aslolan iş şimdi başlıyor.”
ScienceAlert’ın haberinden Erinç Eröz Türkçeleştirdi