Televizyonun, GPS’in, iletişim ve bilimsel gözlem yapan uyduların olmadığı bir dünya hayal edin. Kessler sendromu, böyle bir dünyanın aslında sandığımız kadar uzak olmayabileceğini hatırlatıyor.
Sadece 70 yıl önce, Dünya’nın etrafında dönen tek gök cismi Ay’dı. Ancak bugün, Dünya’nın çevresinde saatte 28.000 kilometre hızla—bir mermiden on kat hızlı—dönen binlerce metal parçası var.
Üstelik bu sadece uydularla sınırlı değil. Vidalar, somunlar, uzay araçlarından dökülen boya parçaları da aynı hızla yörüngede dolaşmaya devam ediyor. Hatta “Kara Şövalye uydusu” olarak bilinen ve bir uzay görevi sırasında kaybolmuş bir termal battaniye bile hâlâ Dünya yörüngesinde dönüyor. Tüm bu dağınık nesnelere genel olarak uzay enkazı ya da uzay çöpü adı veriliyor.
Günümüzde yörüngedeki nesne sayısı 28.000’i aşmış durumda. Bunların 11.000’den fazlası aktif uydu ve büyük bölümü, internet erişimi sağlamak amacıyla birlikte çalışan uydu gruplarından oluşan ticari mega takımyıldızlara ait.
Uydu operatörleri, genellikle “25 yıl kuralı”na uyar. Bu süre sonunda uydunun görevi tamamlanmış sayılır ve uydu, atmosfere doğru alçaltılır. Burada yerçekimi ve sürtünme devreye girer ve uydu yanarak yok olur. Bu yöntem uzaydaki kalabalığı azaltmaya yardımcı olsa da, her yıl binlerce uydunun atmosfere girerek yanmasına yol açar.
Yakın zamana kadar, yüksek irtifada uyduların parçalanması ciddi bir sorun olarak görülmüyordu. Çünkü uzay araçlarından kaynaklanan enkaz miktarı, doğal meteor parçalarına kıyasla oldukça azdı. Ancak 2030 yılına gelindiğinde, dünya yörüngesindeki uydu sayısının 60.000’i aşması bekleniyor. Her yıl binlerce uzay aracı atmosfere yeniden girip yanarak yok olacak. Her bir uydu, küçük bir otomobil kadar ağır olabildiği için, bu süreç sonunda ciddi bir kütle birikiyor. Tahminlere göre, 2033 yılı itibarıyla her yıl yaklaşık 3.500 ton aerosol atmosfere karışacak.
Kessler Sendromu Nedir?
Uzay çöpüyle ilgili sorun, çevresel bir tehdit oluşturması değildir. Nasıl ki Dünya’daki yollarda trafik sıkışınca araçlar çarpışıyorsa, uzayda da araçlar birbirine çarpar. Ancak uzaydaki çarpışmaların sonucu çok daha karmaşıktır. Dünya’daki kazalarda enkaz yere düşerken, uzaydaki çarpışmalarda ortaya çıkan parçalar saatte 10.000 ila 30.000 kilometre hızla savrulur. Bu parçalar başka uydulara veya yörüngedeki diğer uzay araçlarına çarparak yeni hasarlara yol açar.
Bu enkaz daha sonra yörüngedeki diğer nesnelere çarpar. Bu da daha fazla enkaz oluşturur ve daha fazla nesneye çarpar. Sonucunda bu da bizi herkesin korkulu rüyası Kessler sendromunu yaşamaya adım adım yaklaştırır.
Bu konu ilk kez 1978 yılında, NASA’da görev yapan bilim insanı Donald J. Kessler tarafından yayımlanan bir makalede gündeme getirildi. Kessler, her çarpışmanın yeni uzay enkazları üreteceğini, bu enkazların da daha fazla çarpışmaya yol açacağını belirtti. Bu şekilde, nedeni ve sonucu birbirini besleyen bir döngü oluşacak, sonunda ise bu çarpışmalar zincirleme bir felakete dönüşecekti. Bu senaryoya günümüzde Kessler Sendromu denir.
Kessler sendromuna göre, yörüngede yeterince nesne çarpışırsa, bu durum, tüm yörünge operasyonları için felaket anlamına gelir. Çarpışmanın ve müteakip enkaz alanlarının yaratacağı domino etkisi, mevcut tüm uzay operasyonlarını mahvetmekle kalmaz. Aynı zamanda gelecekteki herhangi bir uzay operasyonunun olasılığını da etkili bir şekilde ortadan kaldırır.
Kessler Sendromu Gerçek Olmaya Ne Kadar Yakın?
Kötü haber şu ki, yörüngede çarpışmalar çoktan gerçekleşmeye başladı. 2009 yılında, bir Iridium iletişim uydusu, Rus yapımı Kosmos 2251 adlı bir uyduyla çarpıştı. Her iki uzay aracı da tamamen parçalandı.
Dahası, bu olay, uzaydaki en büyük yapay nesnelerden biri olan sekiz tonluk Envisat gözlem uydusuyla aynı yörüngede meydana geldi. Envisat, önümüzdeki 150 yıl boyunca Dünya yörüngesinde kalmaya devam edecek. Bu süre içinde bir uzay çöpüyle çarpışma olasılığı, yapılan hesaplamalara göre yüzde 15 ile 30 arasında değişiyor.
Kessler sendromu hemen gerçekleşecek diye bir kural yok. Ancak yaşanan çarpışmalar, domino taşlarının düşmeye başladığı o kritik anı temsil ediyor. Bu tür çarpışmaların sayısının, önümüzdeki yıllarda hızla artması kuvvetle muhtemel.
Güven verici haber şu ki, şu anda yörüngedeki enkazları ve yörüngelerini takip edebiliyoruz. Olası bir çarpışmayı önlemek için, uzay araçlarının rotasını değiştirme imkânımız var. Ancak bu süreçte, 1 santimetre veya daha büyük olan 300.000’den fazla yörünge enkazını izlememiz gerekiyor.
Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS), üzerine doğru gelen uzay çöplerinden kaçınmak için bugüne kadar 30’a yakın manevra gerçekleştirdi. Buna rağmen, bazı çarpışmalar sonucunda çeşitli yapısal hasarlar da aldı.
Uzay Çöpünden Nasıl Kurtulacağız?
Yörüngedeki enkaz miktarı her geçen yıl artarken, bu sorunun çözümü giderek daha acil hale geliyor. Ancak uzay çöpünü temizlemek, teknik, ekonomik ve hukuki açıdan son derece karmaşık bir mesele. Dünyanın önde gelen uzay ajansları, çeşitli teknolojiler üzerinde çalışıyor:
- Manyetik sistemler ve robotik kollar gibi daha ileri teknolojiler de geliştirme aşamasında.
- Ağ sistemleri, uzay çöpünü yakalayıp kontrollü şekilde atmosfere yönlendirmeyi amaçlıyor.
- Zıpkın benzeri mekanizmalar, büyük parçaları hedef alarak yörüngeden çıkarmayı hedefliyor.
- Lazer sistemleri, küçük parçaları buharlaştırarak yok etmeyi ya da rotalarını değiştirerek çarpışma riskini azaltmayı amaçlıyor.
Ancak teknoloji tek başına yeterli değil. Uluslararası iş birliği ve ortak kurallar olmadan, bu küresel sorunu çözmek mümkün değil. Uzayın sürdürülebilirliği için ülkeler arası hukuki düzenlemeler, veri paylaşımı ve ortak sorumluluk bilinci gerekiyor.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Kessler Syndrome and the space debris problem. yayınlanma tarihi: 14 Aralık 2022; Bağlantı: Kessler Syndrome and the space debris problem
- Virgili, Benjamin & Dolado, Juan & Lewis, Hugh & Radtke, Jonas & Krag, Holger & Revelin, Bruno & Cazaux, C. & Colombo, Camilla & Crowther, R. & Metz, M.. (2016). Risk to space sustainability from large constellations of satellites. Acta Astronautica. 126. 154-162. 10.1016/j.actaastro.2016.03.034.
- Mariappan, Amrith & Crassidis, John. (2023). Kessler’s syndrome: a challenge to humanity. Frontiers in Space Technologies. 4. 10.3389/frspt.2023.1309940.
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
