EVRENBİLİM

Geçmişten Bugüne ve Geleceğe Uzayın Ve Marsın Üç Silahşörleri: NASA, ESA, JAXA

NASA, Mars’tan da ilk tadımı yakında yapacak. 30 Temmuz, uzay bilimcilerin uzun süreli rüyalarının gerçekleşmesini sağlamak adına ilk adımı atmak için kızıl gezegene gidecek olan Perseverance (Azim) mekiğinin fırlatılmasına hazırlanılan tarih.

Eğer her şey planlandığı gibi giderse Perseverance Şubat 2021’de Mars’a varacak ve toplayabileceği tüm taş, toz, kaya örneklerini toplayacak ve günü gelince diğer mekik tarafından alınıp Dünya’ya geri dönecek. Bu taşlar Mars’tan gelen ilk örnekler olacaklar.

İçinde bulunduğumuz uzay çağında, elde edilmesi amaçlanan bu örnekler diğer gezegenlerden gelerek koleksiyona katılan paha biçilmez değerdeki kozmik materyallerin arasına katılacaklar.

Apollo astronotlarının getirdiği ay parçalarından sonra uzaktaki bir asteroidden robot aracılığıyla getirilenlere dek bütün bu dünya dışı örnekler, Güneş Sistemi’mizin bilimsel çalışmalarını biçimlendirerek gerçeklere ışık tutuyor.

Uzay çalışmaları olmadan bilim insanlarının diğer dünyaları direkt olarak çalışabilmelerinin tek yolu dünyaya düşen meteoritleri analiz etmektir.

“Dünya’ya düşmelerini beklemek çok daha ucuz maliyetli bir iş ancak bunun için daha fazla bekleyemeyiz çünkü çok nadiren gerçekleşen bir olay.” diyor İngiltere’de Royal Holloway Üniversitesi’nden uzay bilimci Queenie Hoi Shan Chan.

Uzay ajansları diğer gök cisimlerinden, Ay’dan ve Mars’tan parçalar toplamak için çeşitli zorlayıcı uğraşlara giriştiler. Dünyadaki iyi teknik koşullara sahip laboratuvarların bir avantajı da, araştırmacıların küçük bir uzay aracında kullanamayacakları türden alet ve teknikleri bu kaya örnekleri üzerinde kullanabilmeleri.

Topla-getir görevleri ayrıca araştırmacıların parçanın alındığı coğrafik konumu tam olarak bilmelerini sağlıyor. “Bu paha biçilmez önemde,” diyor Arizona Üniversitesi’nden uzay bilimci Jessica Barnes.

Hâlizhazırda geliştirilmekte olan iki asteroid örnekleme göreviyle ve Ay üzerinde çalışmak için tazelenen bir ilgiyle beraber 2020’ler örnek getirme açısından altın çağ olacağa benziyor.

Nature dergisinde yayımlanan bir makaleyle, bugüne kadar yapılan örnek topla-getir uzay görevleri ve Mars’tan kayalar getirecek olan Perseverance‘ın amacının bu girişimlerle nasıl uyumlu olduğu inceleniyor.

NASA’nın Apollo 17 göreviyle dünyaya getirilen bir Ay taşı.

Ay

Dünya’mıza uzaydan ilk ve en büyük örnekler Ay’dan gelmiştir. 1969 ile 1972 arasında NASA’nın Apollo programıyla Ay’a uçan bir düzine astronotun toplayıp getirdiği 382 kilogramlık Ay taşları mevcuttur.

Bu toplanan örneklerle yapılan araştırmalar ve yazılan makaleler Güneş Sistemi’mizin tarihini bilimsel olarak kavrayışımızı derinleştirmiş ve yeniden yazılmasına sebep olmuştur.

“Apollo 11 Ay’a indiğinde çoğu insan bizim küçük uydumuzun hep soğuk olageldiğini düşünürdü ve bunun çok yanlış olduğu ispatlandı.” diyor Washington Üniversitesi’nden astronom Donald Brownlee. Çalışmaların gösterdiğine göre Ay, oluşumu esnasında sıcaktı ve 4.5 milyar yıl öncesinde erimiş taş okyanusuyla kaplıydı.

Araştırmacılar Apollo örneklerinden halen daha bir şeyler öğreniyorlar. Geçen yıl Apollo 11 inişinin 50. yılında NASA bazı mühürlü Apollo örneklerini erişime açarak onlardan elimizdeki yeni bilimsel olanaklarla ne öğrenebileceğimizi anlamak üzere çalışmalar başlattı. COVID-19 pandemisi yüzünden yavaşlamış olsalar da araştırmalar devam ediyor.

Üç Sovyet Luna görevinin hepsi robotlarla yapıldı ve 1970 ile 1976 arasında Ay’dan toz örnekleri getirdi. Çin ise yıl sonunda uçuşa geçecek Chang’e görevi ile 1970’lerden bu yana ilk ay örneklerini getirmeyi planlıyor.

NASA hazırlık yaptığı Artemis programıyla 2024’te astronotlarını ay yüzeyine göndererek çok daha fazla örneği toplamak amacında.

GÜNEŞ SİSTEMİNİ ÖRNEKLEMEK
Ajanslar Ay’a, asteroidlere, kuyrukluyıldızlara ve güneş rüzgarlarının ortasına uzay araçları göndererek taşıl ve parçacık örneklerini dünyaya getirdiler. Bu materyaller Güneş Sistemi’miz ile elemanlarına yönelik kavrayışımızda devrim yarattı. Bir sonraki adımda NASA’nın Azim (Perseverance) uzay aracı yeni bir cephe açarak örnek topla-getir görevi için bu ay Mars’a doğru yolculuğa çıkacak. Görselde sırasıyla Ay, Mars, Asteroidler, Güneş Rüzgârları ve Wild 2 Kuyrukluyıldızına yapılan görevlerin yılları, üstlenen ajansların elde ettiği materyal yükleri ve geleceğe dair planlar belirtiliyor.

Asteroidler

Japon Uzay Keşif Ajansı (JAXA) şu ana dek bir asteroidden madde örnekleri getiren tek uzay ajansı. 2010 yılında Hayabusa uzay mekiğiyle gittiği görevde, patates biçimli asteroid Itokawa‘yı ziyaret ettiler ve bazı aksaklıklar yüzünden örnek toplayıp toplayamayacakları belirsizdi.

Fakat uzay aracı dünyaya geri döndüğünde JAXA araştırmacıları açtıkları kapağın altında 1500’den fazla değerli asteroid parça örneklerini buldular.

“Bunlar çok küçük parçalardı ve hatta bir insan saçının çapından bile küçüklerdi. Dünyadaki olanaklar sayesinde bu örneklerle bile çok iyi analizler yapabildik.” diyor Chan.

Bu analizler Itokawa materyalindeki suyun izotopik bileşimini belirlemeyi de içeriyordu ve bu çalışmanın uzayda yapılması mümkün değildi çünkü gerekli araç gereçler neredeyse bütün bir odayı dolduracak boyuttaydı.

Itokawa taneleriyle yapılan çalışmalar gösterdi ki, diğer hepsinin içinde, dünyaya düşen meteorit tiplerinin en yaygını olan “sıradan kondrit”ler, Itokawa gibi silikat zengini asteroidlerden yeryüzüne gelmekteydi. Itokawa parçacıkları ayrıca öncesinde ısıtılıp şok uygulandılar ve asteroid kuşağında kozmik patlamalara maruz kaldıkları anlaşıldı.

Yine her şey yolunda giderse iki başka asteroid örneği daha dünyaya yakın zamanda iniş yapacak. JAXA’nın ikinci asteroid örnekleme görevi, Hayabusa-2‘nin Avusturalya’ya Aralık 2020’de inmesi planlanmış.

İçindeki ganimetler arasında karbon zengini ve Dünya ile Mars gezegeni arasında bulunan bir asteroid olan Ryugu‘dan topladığı birkaç gram materyalin bulunması umuluyor.

NASA’nın OSIRIS-REx uzay aracı da şu sıralar kendi asteroidi olan kristal biçimli Bennu‘ya göre yörüngesini ayarlıyor ve Ekim ayı civarında örnek toplayıp dünyaya 2023’de dönmesi planlanıyor.

Kuyrukluyıldız

2004’te NASA’nın Stardust uzay aracı, Wild-2 kuyrukluyıldızının kuyruğuna ilişerek bir kurşundan 6 kat hızlı giderken topladığı örneklerle dünyaya geri dönmüştü. Bir kuyrukluyıldızdan dünyaya getirilmiş tek örnekler de içlerinde büyük sürprizler barındırıyordu.

NASA görevi Stardust (Yıldız Tozu) olarak isimlendirmişti çünkü kuyrukluyıldızın diğer çağlar öncesi yıldızlardan tozlar içerdiğini ve milyarlarca yıllık buzda donmuş olabileceklerini düşünmüşlerdi. “Bu fikir de tamamen yanlıştı,” diyor çalışmanın öncü araştırmacısı Brownlee.

Bilim insanları kuyruklu yıldız tozuna ellerini attıklarında güneşe yakın akkor olacak derecede yüksek sıcaklıkta toz buldular. Bu da gösterdi ki sıcak maddeler erken Güneş Sistemi zamanından beri taşınmış ve her nasılsa kuyrukluyıldızın buzlu yapısının bileşimine katılmışlardı.

Uzay boyunca uçarken Stardust ayrıca en az yedi toz parçacığını yıldızlararası uzaydan toplamıştı. Her biri ötekinden şaşırtıcı şekilde farklıydı ve iki örneğin içlerinde bilim insanlarının yıldızlararası uzayda bulmayı ummadıkları kristal minerali (crystalline) vardı.

Güneş Rüzgârları

Stardust’ın başarısına rağmen 2004 yılı örnek dönüşleri açısından muhteşem bir yıl değildi. Uzayda iki yıldan fazla süreyle Güneş’ten salınarak güneş rüzgârını oluşturan yüklü parçacıkları toplayan NASA’nın Genesis uzay aracı Utah çölüne çakıldı. Dünyaya doğru uçarken atmosfere girdiği sırada açılışı bozulan paraşütü yüzünden yere saatte 300 km hızla dimdik düşmesiyle parçalara ayrılması bir oldu.

Fakat mühendisler güneş rüzgârından örneklerle dolu bu teneke yığınının çoğunu kurtardılar ve elde edilen verileri keşiflerde kullandılar. Güneşin kendisi ve rüzgârları hakkında bilgiler keşfedildi ve güneşin dünyadakinden daha çok oranda esas oksijen izotopuna sahip olduğu belirlendi. Bu durum bilim insanlarının beklediklerinin tersineydi.

Mars yüzeyinden kaya ve toprak örnekleri önümüzdeki onyılda dünyamıza getirilecek gibi. Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Mars

Mars’tan örnekler getirmek şimdiye kadarki görevler içinde elbette en büyüğü. Mars gezegeninin bilindiği üzere Ay’dan çok daha uzak oluşu ve bir kuyrukluyıldız ya da asteroidden daha fazla yerçekiminin olması kızıl gezegenin yüzeyinden kaçarak dünyaya geri dönüşü de ayrıca zorlaştırıyor

NASA, çalışması için ineceği bölge olan Jezero Krateri‘nde Perseverance’ın en az 30 tüp içine Mars taşı ve toprağı toplayıp doldurmasını istiyor. Uzun dönem planlarında NASA ile Avrupa Uzay Ajansı (ESA) işbirliği yaparak ikinci bir uzay aracıyla bu toplanan tüpleri alıp Mars yörüngesine yerleştirmenin sağlanmasını ve üçüncü bir uzay aracıyla da bu yörüngeye gidip örnekleri alarak Dünya’ya dönüşün gerçekleşmesini istiyorlar. Sonucunda bu örneklerle dolu uzay aracının Dünya’ya 2031’de gelmesi amaçlanıyor.

Fakat Japonya’nın da Mars’tan ilk örnekleri elde etme yarışını kazanma ihtimali bir biçimde var denilebilir. JAXA bir uzay aracı tasarlayarak Mars’ın en büyük uydusu olan Phobos‘tan taş ve toz örnekleri alıp 2029’da Dünya’ya dönmeyi amaçlıyor. Bu görevin adı da Mars Uyduları Keşfi (Martian Moons eXploration, MMX).

MMX çalışması Mars sisteminden Dünya’ya getirilmiş ilk materyallerle tarihe adını yazdırabilir. Geçen yıldan bir çalışmada uydu Phobos’un Mars yüzeyine çarpan meteoritlerin savurduğu toz ve taş parçalarına sahip olabileceği ifade edildi. Eğer böyleyse MMX çalışmasıyla kökeni Mars olan 100 taneden fazla taş ve toprak örneği Phobos’tan toplanabilecek.

Her bir tanenin içeriğinde maddenin yaşına, manyetik ve kimyasal özelliklerine dair bilgiler sağlayan mineraller bulunabilir ve bu taneler oluştukları dönemdeki Mars yüzeyinin çevre koşulları hakkında jeokimyasal bilgiler sunabilir diyor JAXA’nın Sagamihara’daki Uzay ve Astronotik Bilimler Enstitüsü‘nden araştırmacılar Tomohiro Usui ile Ryuki Hyodo. Mars tanelerinin olabildiğince fazla analiz edilmesiyle araştırmacılar Mars yüzeyinin çevresindeki zamana bağlı değişimler konusunda geniş bir resim ortaya koyabilirler.

Ayrıca MMX takımının bu Mars örnekleriyle önden yapacağı çalışmalar, NASA ve ESA’nın projesi Perseverance’ın üzerinde çalışıp aşması gereken konulara dair fikirler vererek yardımcı olabilir. Biliyoruz ki bilim bilgilerin paylaşılmasıyla ilerler.

Son söz, uzayı araştırmaya yönelik bütün bu bilimsel atılımların gerisinde kalmamak için yapılması planlananlar ve gerekenler hakkında toplumumuz daha fazla ilgili olmalı; yeni yetişen genç beyinlerin uçsuz bucaksız bilim denizinde yeni ufuklara yelken açmalarının önemi her geçen gün ve yıl daha iyi anlaşılarak ona göre planlı çalışılmalıdır diye düşünmekteyiz.

Dileğimiz ülkemizin de bu yönde gerçekçi, akılcı akademik çabalarla Japon, Amerikan, Avrupa uzay ajanslarından geri kalmayan araştırmalar yapmak için uzay bilimleri arenasında kendisine başarılı bir yer edinebilmesidir.

A. Caner Sönmez

Matematiksel

Kaynak: Nature

Makale doi: 10.1038/d41586-020-02185-9

a. caner sönmez

yaşamı anlamlandırma yürüyüşünde, "hiç" olmaya giden yoldayım. bir gün tüm beyinlerin birbirine bağlanması, dolayısıyla birbirimizi doğru anlama kapasitelerimizin sonsuzluğa kavuşması hayalim. ve çocukların hepsinin birlikte gülmesi, doyması, doğru yaşaması.. “Bilimsel bilgiyi küçük bir grubun tekeline bırakmak bir toplumun düşün gücünü zayıflatır, onu tinsel yoksulluğa sürükler.” Albert Einstein “Gelmiş geçmiş tüm dikkat gerektiren uğraşlar içerisinde, sevmek uğraşı üzerinde gösterilen dikkat, en yaşamsal önemde olanıdır.” Bertrand Russell "Meselemi hiç'e bıraktım." Max Stirner

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu