Uzay araştırmalarının geleceği kırmızı

İnsanlık her zaman uzaydan büyülenmiştir: el değmemiş ve geçmişte ulaşılamayan uçsuz bucaksız boşluk. Bir zamanlar aya asla ayak basmayacağımızı düşündük; kavrayışımızın ötesindeydi ve Mars'a iniş düşüncesi gülünçtü.

1959'da SSCB'nin Ay ile ilk temasından ve 8'de NASA'nın Apollo 1968 görevinden bu yana, insanlığın uzay macerasına olan iştahı arttı. Güneş sistemimizin çok uzaklarına bir araç gönderdik, bir zamanlar ulaşılamayan gezegenlere indik ve milyarlarca ışıkyılı ötedeki yıldızlararası nesneleri gördük.

Bunu yapmak için teknolojik ve fiziksel yeteneklerimizi sınırlarına kadar zorlamamız gerekiyordu; insanlığı en ileri seviyede tutmak, keşfetmeye devam etmek ve evren hakkındaki bilgimizi genişletmeye devam etmek için yeni icatlara ve yeni girişimlere ihtiyacımız vardı. Gelecek olarak düşündüğümüz şey, şimdiki zamana yaklaşmaya devam ediyor.

SONRAKİ İNSANLI GÖREVLER

Nisan 2013'te, Hollanda merkezli Mars One kuruluşu, tehlikeli bir göreve başlayacak istekli adayları aradı: Kızıl Gezegene tek yönlü bir yolculuk. 200,000'den fazla gönüllü ile gezi için yeterli katılımcı bulduklarını söylemeye gerek yok.

Keşif, 2018'de Dünya'dan ayrılacak ve yaklaşık 500 gün sonra Mars'a varacaktı; bu görevin amacı 2025 yılına kadar bir koloni kurmaktır. Mars Ones'ın ortaklarından bazıları Lockheed Martin, Surry Satellite Technology Ltd., SpaceX ve diğerleridir. Onlara bir Mars iniş yeri, veri bağlantı uydusu geliştirme ve oraya gidip bir koloni kurmanın bir yolunu sağlama sözleşmeleri verildi.

Yükleri yörüngeye ve ardından Mars'a götürmek için birkaç rokete ihtiyaç duyulacak; bu yükler arasında uydular, geziciler, kargo ve tabii ki insanlar var. Plan, görev için SpaceX'in Falcon Heavy roketini kullanmak.

Mars geçiş aracı, bir iniş modülü ve bir geçiş yaşam alanı olmak üzere iki aşamadan oluşacaktır. Görev için düşünülen iniş kapsülü, yine SpaceX tasarımı olan Dragon kapsülünün bir çeşididir. Araç, bölge sakinleri için enerji, su ve solunabilir hava üretmek için yaşam destek birimleri taşıyacak. Ayrıca gıda, güneş panelleri, yedek parçalar, diğer çeşitli bileşenler, şişme yaşam üniteleri ve insanların bulunduğu ikmal birimlerini de barındıracak.

Mürettebatın önüne gönderilecek iki gezici var. Biri yerleşecek bir yer aramak, büyük donanımları taşımak ve genel kurulda yardımcı olmak için Mars yüzeyini keşfedecek. İkinci gezici, iniş kapsülünün taşınması için bir römork taşıyacak. Yüzeydeki aşırı sıcaklık, ince, solunamayan atmosfer ve güneş radyasyonu ile mücadele etmek için, yerleşimciler yüzeyde yürürken Mars kıyafetlerini kullanacaklar.

NASA'nın da Kızıl Gezegene ayak basma planı var, ancak görevleri 2030 civarında planlanıyor. 30'dan fazla hükümet organını, endüstriyi, akademik kurumu ve diğer kuruluşu temsil eden altmış kişiden oluşan bir grup göndermeyi planlıyorlar.

Bu misyonun uygulanabilirliği, uluslararası ve özel sektör desteğini gerektirmektedir. Mars Society İcra Direktörü Chris Carberry, şunları söyledi: Space.com: “Bunu uygulanabilir ve karşılanabilir hale getirebilmek için sürdürülebilir bir bütçeye ihtiyacınız var. Tutarlı, yıldan yıla tahmin edebileceğiniz ve bir sonraki yönetimde iptal edilmeyen bir bütçeye ihtiyacınız var”.

Bu görev için kullanmayı planladıkları teknoloji, Uzay Fırlatma Sistemini (SLS) ve Orion derin uzay mürettebatı kapsülünü içeriyor. Aralık 2013'teki Mars Çalıştayında NASA, Boeing, Orbital Sciences Corp. ve diğerleri, görevin neyi başarması gerektiği ve bunu nasıl yapacakları konusunda anlaşmalar yaptı.

Bu anlaşmalar, Mars'ın insanlı keşfinin 2030 yılına kadar teknolojik olarak mümkün olduğunu, Mars'ın önümüzdeki yirmi ila otuz yıl boyunca insanlı uzay uçuşunun ana odak noktası olması gerektiğini ve uluslararası ortaklıklar da dahil olmak üzere Uluslararası Uzay İstasyonunun (ISS) kullanımının bu derin uzay görevleri için gerekli.

NASA, Kızıl Gezegene gitmeden önce daha fazla bilgiye ihtiyaçları olduğuna hâlâ inanıyor; buna hazırlanmak için, insanları gezegene göndermeden önce 2020'lerde öncü görevlere geziciler gönderecekler. Uzmanlar, görevin uzunluğundan emin değiller ve 2030'lardaki lansman tarihine yaklaştıkça buna karar verecekler.

Mars One ve NASA, gözleri Mars'ta olan tek kuruluşlar değil. İlham Mars, Elon Musk ve Mars Direct gibi diğerleri Mars'a gitmek ister.

İlham Mars iki kişiyi, tercihen evli bir çifti başlatmak istiyor. Çift, Ocak 2018'de bir ara Mars'a uçacak ve aynı yılın Ağustos ayında 160 kilometre kadar yaklaşmayı planlıyorlar.

SpaceX'in kurucusu Elon Musk, insanlığı çok gezegenli bir türe dönüştürmenin hayalini kuruyor. Sıvı oksijen ve metanla çalışan yeniden kullanılabilir bir roketle Mars'a gitmeyi planlıyor. Plan, gezegene yaklaşık on kişiyi yerleştirmekle başlamak ve sonunda yaklaşık 80,000 kişiyi içeren kendi kendine yeten bir yerleşime dönüşecek. Musk'a göre yeniden kullanılabilir roket, tüm görevin anahtarı.

İlk olarak 1990'larda Mars Society başkanı Robert Zubrin tarafından kurulan Mars Direct, maliyetleri düşük tutmak için “karada yaşama” yaklaşımına ihtiyaç olduğunu belirtiyor. Bunu, atmosferden yakıt için malzeme çekerek, su elde etmek için toprağı ve inşaat için kaynakları kullanarak oksijen ve yakıt üreterek yapmayı planlıyor: tüm bunlar bir nükleer güç reaktöründen akıyor. Zubrin, yerleşimin zamanla kendi kendine yeterli hale geleceğini belirtiyor.

NASA'NIN UÇAN DAİRESİ

29 Haziran 2014'te NASA, yeni Düşük Yoğunluklu Süpersonik Yavaşlatıcı (LDSD) gemisini ilk test uçuşunda başlattı. Bu araç, yakın gelecekte Mars'a yapılacak potansiyel görevler için tasarlanmıştır. Zanaatın ve Süpersonik Şişirilebilir Aerodinamik Yavaşlatıcı (SIAD) ve LDSD sistemlerinin bir Mars ortamında nasıl çalışacağını denemek için Dünya'nın üst atmosferinde test edildi.

Daire şeklindeki araç, onu döndüren iki çift tek kullanımlık iticiye ve ayrıca onu itmek için aracın ortasının altında tek bir katı hal roketine sahiptir. Test uçuşu için, büyük bir bilim balonu aracı 120,000 fit yükseklik.

Araç doğru irtifaya ulaştığında, iticiler onu döndürmek için harekete geçerek stabilitesini artırdı. Aynı zamanda, uçağın altındaki roket aracı hızlandırdı. Doğru hızlanma ve yüksekliğe ulaşıldığında -Mach 4 ve 180,000 fit- roket durdu ve ters yöne işaret eden ikinci bir itici grubu, aracı döndürmek için ateşledi.

Bu noktada SIAD sistemi konuşlandırıldı, teknenin etrafındaki şişirilebilir bir halka genişledi, teknenin çapını 20'den 26 fit'e çıkardı ve onu Mach 2.5'e yavaşlattı (Kramer, 2014). NASA mühendislerine göre, SIAD sistemi beklendiği gibi gemiye minimum rahatsızlık verecek şekilde konuşlandırıldı. Bir sonraki adım, aracı inişe yavaşlatmak için kullanılan süpersonik paraşütü yerleştirmekti.

Bunu yapmak için bir Ballute paraşütü saniyede 200 fit hızla açmak için kullanıldı. Daha sonra top kesilerek serbest bırakıldı ve paraşüt saklama kabından çıkarıldı. Paraşüt bırakılır bırakılmaz yırtılmaya başladı; düşük atmosfer ortamı paraşüt için çok fazlaydı ve onu parçaladı.

LDSD'nin Baş Araştırmacısı Ian Clark, "[onlar] paraşüt şişmesinin temel fiziği hakkında önemli bilgiler edindiler. Yüksek hızlı paraşüt operasyonlarıyla ilgili kitapları tam anlamıyla yeniden yazıyoruz ve bunu bir basın toplantısında programın bir yıl ilerisinde yapıyoruz” dedi.

Paraşüt arızası olsa bile, arkasındaki mühendisler, onlara paraşütün böyle bir ortamda nasıl çalışacağını görme şansı verdiği ve onları gelecekteki testlere daha iyi hazırlayacağı için testi hala başarılı olarak görüyorlar.

LAZERLİ MARS ROVER

Curiosity Mars gezicisinin başarısının devam etmesiyle NASA, ikinci bir keşif için planlar yaptı. Bu gezici, çoğunlukla Curiosity'nin tasarımına dayanacak, ancak yeni gezicinin ana odak noktası yer radarı ve lazerler.

Yeni gezici, Curiosity gibi görünecek ve çalışacak; 6 tekerleğe sahip olacak, bir ton ağırlığında olacak ve roketle çalışan bir gökyüzü vinci yardımıyla iniş yapacak. İkisi arasındaki temel fark, yeni gezicinin Curiosity'nin on yerine yedi enstrümana sahip olacak olmasıdır.

Yeni gezicinin direğinde, yakınlaştırma yeteneğine sahip stereoskopik bir kamera olan MastCam-Z ve Curiosity'nin ChemCam'inin gelişmiş bir versiyonu olan SuperCam bulunacak. Kayaların kimyasal bileşimini uzaktan belirlemek için lazerler ateşleyecek.

Gezicinin kolunda X-Işını Litokimyası (PIXL) için bir Gezegensel Enstrüman bulunacaktır; bu, yüksek çözünürlüklü görüntüleyiciye sahip bir x-ışını floresans spektrometresidir. Bu, bilim adamlarının kaya malzemeleri üzerinde ayrıntılı araştırmalar yapmasına olanak tanır.

Yeni gezici, PIXL'in yanı sıra Organikler ve Kimyasallar için Yaşanabilir Ortamları Raman ve Lüminesans ile Tarama (SHERLOC) olarak adlandırılan şeye sahip olacak. Bu, kayaların ve potansiyel olarak tespit edilmiş organiklerin ayrıntılı incelenmesi için bir spektrofotometredir.

Gezicinin gövdesi, yüksek teknoloji ürünü bir hava istasyonu olan Mars Çevresel Dinamik Analiz Cihazına (MEDA) ve yer altı radarı olan Mars'ın Yeraltı Keşfi için Radar Görüntüleyicilerine (RIMFAX) ev sahipliği yapacak.

Bir Mars Oksijen ISRU (yerinde kaynak kullanımı) Deneyi (MOXIE), karbondioksit açısından zengin Mars atmosferinden oksijen elde edilip edilemeyeceğini test edecek. Son alet, numune toplamak için kullanılacak bir karot matkabıdır; numuneler ya gezici üzerinde ya da yerde belirli bir yerde saklanacaktır.

Yeni gezici, Mars'ta geçmiş yaşamın kanıtlarını elde etme şansı en yüksek olabilecek kayaları belirlemek amacıyla 2020'lerde Mars'a yapılacak bir görevde kullanılacak. Gezici, Curiosity'nin kurduğu bir siteyi kontrol etmek için Mars'a indiğinde Curiosity'nin izlediği yolu takip edecek, yaşamı desteklemiş olabilir.

Yeni gezici, biyo imzaları arayabilir, Dünya'ya dönme olasılığı olan örnekleri önbelleğe alabilir ve NASA'nın insanları Mars'a gönderme hedefini ilerletebilir. Gezici Dünya'ya kendi başına geri dönemezse, astronotların örnekleri daha sonra talep etmesi mümkün olacaktır; mühürlendiğinde numuneler toplama tarihinden itibaren yirmi yıla kadar dayanabilir.