BİLİM ÖYKÜLERİ

Yazılı ve görsel basında adı “Türkiye’nin İlk Astronotu” olarak anılan Alper Gezeravcı, 19 Ocak 2024’te ABD’li, İsveçli ve İtalyan diğer yolcularla birlikte Amerikan SpaceX şirketinin Dragon uzay mekiğiyle Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’nden başlayan 36 saatlik bir yolculuk sonunda Uluslararası Uzay İstasyonu’na ulaştı. Burada 14 gün geçirecek olan Gezeravcı, sonrasında yine aynı araçla Dünya’ya dönüş yapacak.

[“Bir tarafta 810 milyon insan en temel gıda maddelerine ulaşamazken, diğer tarafta büyük sermaye sahipleri birkaç dakikalık turistik uzay seyahati için yüz milyonlarca doları harcayabilmektedir”; Cumhurbaşkanı Erdoğan’ın, 27 Ekim 2021’de yapılan İslam İşbirliği Teşkilatı 8. Gıda Güvenliği Konferansı'na yolladığı görüntülü mesajındaki bu sözleri ne kadar sağduyulu ve ne kadar yerinde, değil mi? Çok haklı, açlık çeken yoksullara ayrılabilecek kaynakların hele de turistik amaçlı uzay gezilerine harcanması son derece yanlış. Ama o da haklı, 14 Mayıs seçimlerinde halk çoğunluğunun fakirlikten son derece memnun olduğu, hatta daha da koyu bir yoksulluğu deneyimlemek için büyük bir sabırsızlık duyduğu ortaya çıkınca, o da önceki düşüncesini değiştirmiş olmalı.]

Atmosfer

Yerküreyi saran atmosfer çeşitli katmanlardan oluşur ve en dıştaki Ekzosfer neredeyse yüzeyden 10.000 km yüksekliğe kadar çıkar. O yüzden Gezeravcı’nın 2 hafta geçireceği ve yerden yaklaşık 400 km. yukarıda, Termosfer katmanında yörüngede dolaşan Uluslararası Uzay İstasyonu (UUİ) dış uzayda değil atmosfer sınırları içinde yer alır. Ancak yaklaşık 83. kilometreden sonra havanın yoğunluğu o denli azalır ki kaldırma kuvveti neredeyse sıfıra iner; bu yükseklikten sonra ancak roketli hava araçları havada kalabilir. Bu yükseklik 100’e yuvarlanmış ve atmosferdeki 100. km. Kármán hattı anılagelmiştir; adını Macar asıllı Amerikalı mühendis ve fizikçi Theodore von Kármán'dan alan bu çizgiden sonrası teknik olarak uzay kabul edilir.

[Kütlesi olan diğer her şey gibi hava da yerçekimi yasalarına bağlıdır. Bu nedenle atmosfer kütlesinin büyük bir kısmı, ilk katman olan Troposfer’de bulunur. Onu izleyen Stratosfer, Mezosfer, Termosfer ve Ekzosfer arasında fiziksel sınırlar yoktur; yerküreden uzaklaştıkça atmosferin yoğunluğu gitgide azalır, öyle ki son katman olan Ekzosfer’de yalnızca Dünya’nın çekiminden kurtulamayan tek tük hava molekülüne rastlanır. Bu nedenle Ekzosfer’deki koşullar dış uzayla neredeyse aynıdır.]

Bir araya getirilen modüllerin birleştirilmesiyle inşa edilen UUİ’nin ilk modülü, 5 farklı uzay ajansının (ABD, Rusya, Japonya, Avrupa ve Kanada) ortak girişimiyle 1998’de gönderilmiştir. 2000 yılında işlevsel duruma gelen istasyonun, farklı ülkelerden gelen 7 bilimciden oluşan mürettebatı belirli aralıklarla değiştirilir; istasyonda çoğu zaman mürettebat dışında, farklı ülkelerden gelen bilimciler de bulunur. Saniyede yaklaşık 8 km’lik bir hızla yol alan istasyon Dünya çevresindeki her 90 dakikada bir tam tur atar ve güneşin doğmasına bir gün içinde 16 kez tanıklık eder.

Düşük Yerçekimi

Peki ilk kurulum maliyeti 150 milyar doları aşan istasyonun işlevi nedir, neden Dünya’da çok daha uygun koşullarda yapılabilecek bilimsel deneyler UUİ’de yapılmak zorunda? Nedeni açık, istasyonun sağladığı düşük yerçekimi (microgravity) ortamı. Aslında UUİ’de yerçekimi sıfır değil, bu yükseklikteki çekim gücü yeryüzündekinin hala 1/10’u kadar; ancak istasyonun aslında -yörüngesi değişmeden- yerkürenin merkezine doğru serbest düşüş hareketi yapması yüzünden, istasyonda hissedilen, sıfır yerçekimli ortamdır⁽¹⁾.

[Aslında aynı yerçekimsiz ortam kısa süreler için de olsa Dünya’da da yaratılabilir. Bir parabolik dalga şeklinde, yukarı yönlü yüksek ivmeyle yükselen ve sonra serbest düşüşe geçen uçaklarda da bu düşüş süresince aynı ağırlıksız ortam oluşur. Eğer 10.000 dolar civarında bir bedel ödemeye razıysanız bu deneyimi uzaya çıkmadan da yaşayabilirsiniz⁽²⁾.]

UUİ’de yapılan bilimsel deneyler kabaca 3 başlık altında toplanabilir. İlki, yüksekliği kullanarak yerküreyi gözlemlemek. Atmosfer hareketleri ve okyanus akıntılarının gözlemlenerek, kısa ve orta vadeli meteorolojik/iklimsel değişimlerin modellenmesi bu çalışmaların başlıca amacı.

[UUİ’ın başlangıçtaki amaçları arasında uzayın gözlemlenmesi düşünülmüş olsa da, önce Hubble sonra da James Webb uzay teleskoplarının sağladığı çok net görüntüler bunu gereksiz kılmıştır. Zaten özellikle Dünya çevresindeki hızlı dönüşü, UUİ’ın uzun süreli gözlemler yapmasını olanaksız kılar.]

Diğer bir deney başlığıysa fizik, kimya, biyoloji gibi temel bilimler ve özellikle malzeme alanındaki araştırmalar. Ne kadar küçük olsa da kütlesi olan her nesne yerçekimi kuvvetinin etkisindedir, bu durum çok düşük kütleye sahip atom ve moleküller için de geçerlidir⁽³⁾. Bu nedenle deneylerin yerçekimi etkisi olmadan yürütülmesi gereken durumlar için UUİ ideal bir ortam sunar. Örneğin, süper-iletkenlik ve süper-akışkanlık alanlarındaki deneyler ilk olarak yerçekimsiz ortamlarda gerçekleştirilmiş ve elektron/su molekülünün, yerçekimsiz ortamdaki davranışı konusunda öğrenilenler daha sonra dünya koşullarına uyarlanmıştır.

Bu türdeki projelerden biri, Avrupa-Rusya ortak çalışmalarından olan “Plasma Kristall”, aynı zamanda UUİ’deki en uzun süre yürütülen deney ve 2001 yılından bu yana sürmekte. Bu deneyde çok ince toz parçacıklarının plazma⁽⁴⁾ halindeki gazla etkileşime girerek yüklü parçacıklara dönüşmesi ve sonrasında parçacıkların kendi aralarındaki etkileşimi gözlemleniyor. Buradaki gözlemlerden hem atom altı parçacıkların hareketleriyle olan benzeşimleri kullanılarak maddenin atom-altı yapısı çözülmeye çalışılıyor hem de bu toz parçacıklarının birbirlerine bağlanarak topaklaşması süreçleri incelenerek, uzaydaki toz bulutlarının nasıl yıldız ve gezegenlere dönüştüğü konusunda ipuçları aranıyor.

[Bu, “kur-başlat-gözlem yap” türünde bir deney, başında sürekli gözlem yapan bir bilim kadını/adamı yok; toz taneciklerinin enerji yüklenmesinden sonra bunların etkileşimi, saat başı otomatik olarak çekilen ve Dünya’ya aktarılan fotoğraflar üzerinden izleniyor.]

Uzay Yolculuğu

Son kategorideki bilim projeleriyse, doğal olarak, uzak gelecekte yapılabilmesi umulan uzay yolculuklarına yönelik.

Biliyorsunuz, özellikle son bir yüzyılda yerkürenin kaynaklarını o denli hoyratça kullandık ki, insanoğlunun bu nüfus artış hızıyla mavi gezegene sığması ve yaşamını sürdürebilmesi çok olanaklı görülmüyor. Elbette doğa, insan nüfusunu etkileyen kitlesel açlık ya da salgın hastalık gibi yıkımlarla bir denge bulacaktır. Ama yalnızca aşırı nüfus ve doğal kaynakların aşırı tüketimi/kirlenmesi değil, 65 milyon yıl önce yeryüzündeki canlı yaşamı neredeyse sona erdiren bir asteroit ya da kuyrukluyıldız çarpması ya da Güneş’ten gelebilecek görülmemiş büyüklükte solar fırtınaların atmosferi uzaya süpürmesi gibi senaryolara karşı da kendimize yeni bir gezegen aramak zorundayız. Ancak evren o denli büyük ki yaşanabilecek bir gezegen bulsak bile ona bir insan yaşamı süresinde ulaşabilmek olanaksız. Dünya’ya en yakın yıldız olan Proxima Centauri’nin uzaklığı yaklaşık 4,3 ışık yılı, yani bir Voyager uzay mekiğiyle bugün yola çıksak oraya varmamız 73.000 yıl sürecek. Bu da demek ki bir mekiğe bindirilerek yeni bir gezegene uğurlanacak öncüler ancak 3.000 kuşak sonra oraya varabilecek. Bu süre boyunca da besinlerini uzay mekiğinde üretmeleri/yetiştirmeleri, yerçekimsiz ortama ve yüksek radyasyona uyum sağlayacak evrimsel mutasyonlar geliştirmeleri ve sağlıklı bir şekilde üremeleri gerekecektir. UUİ’deki bilimsel çalışmaların önemli bir bölümü, sonunda yapmak zorunda kalacağımız bu yolculuğu olanaklı kılmaya yönelik hazırlıklardır.

UUİ’de iki hafta kalacak olan Alper Gezeravcı’nın bulunduğu sürede 13 bilimsel deney yapacağı yer aldı gazetelerde. Bu deneylerin neler olduğunu ve bunların nasıl yapılabileceği konusunu da haftaya tartışalım.