Yeni Uzay Yarışı: Ay ve Enerji

1969 yılının 20 Temmuzunda, Amerika Birleşik Devletleri (ABD) Ay’a ilk ayak bastığında ilk uzay yarışının sonuydu. İnsanoğlu Ay’a ayak basarak coğrafi keşiflerden bu zamana dek gerçekleştiremediği büyük atılımı, kendisine yaklaşık 400.000 km uzaklıktaki en yakın gök cismine inerek başardı.

Ay’a giden bu yolda, uzay yarışı, 4 Ekim 1957 ‘de Sovyet Sosyalist Cumhuriyetler Birliğinin (Şimdi adı Rusya Federasyonu) Sputnik uydusunu yörüngeye yerleştirilmesi ile başladı. Sovyetler birliğinin bu atılımı Amerikalıların gözünde şaşkınlık yarattı. Bir patates üreticisi veya buzdolabı dahi üretemeyen bir ülke nasıl oldu da uzaya çıkabilirdi? ABD hemen cevap vermek istedi ama bu cevap hemen mümkün olmadı. 6 Aralık 1957 günü Vanguard TV3 roketi, bir radyo alıcısını uzaya göndermek isterken fırlatma esnasında patladı.

Sovyetler Birliği uzay yarışını birçok ilke imza atarak önde götürdü. İlk yapay uydunun yörüngeye yerleştirilmesinden sonra ilk insanoğlunun uzaya çıkması arasında sadece 4 yıl vardı. Bu süre bugün bile uyduların üretim süresini düşündüğümüzde ciddi bir başarı hikayesidir. İnsanoğlunun uzay çıkmasına dek geçen süredeki bu ilkleri şöyle sıralayabiliriz;

  • 4 Ekim 1957 Ruslar R-7 Roketi ilk yapay bir uyduyu dünya yörüngesine yerleştirdi.
  • 3 Kasım 1957 Ruslar başka bir R-7 Roketi ile bir köpeği (Laika) uzaya gönderdi.
  • 31 Ocak 1958 ABD ilk uydusunu yörüngeye yerleştirildi ve bu uydu Van Allen kuşaklarının keşfini gerçekleştirdi.
  • 12 Eylül 1959 Ruslar Ay’a ilk insan yapımı uyduyu gönderdi. Uydu Aya çarptı.
  • 12 Nisan 1961 Ruslar ilk insanı uzaya çıkardı. (Bu tarihi olayların detaylarına bu linkten ulaşabilirsiniz).

Aslında ilk uzay yarışının arkasındaki en temel neden tamamen askeri üstünlük kurmaktı. Nükleer bombaya sahip ve rakip iki ülke, sahip oldukları nükleer bombaları kıtlara arası göndermek ve birbirlerine karşı üstünlük kurmak üzere roket teknolojilerini geliştirdiler. Neyse ki geliştirilen roketler atom bombalarını atmak yerine uzaya ulaşmak için kullanıldı. Hala da kullanılmaya devam ediliyor.

16 Temmuz 1969 günü (Vecihi Hürkuşun ölüm tarihi) Saturn V roketi ile dünyadan gönderilen Apollo 11, 1969 yılında 20’inci temmuzunda Ay’a inmeyi başardı. Patlayan roketler, başarısız görevler, ölen astronotlar hepsi bir hırsın ve üstünlük yarışının kaybı gibi görünse de teknolojik alanda bir zaferin alın terini oluşturuyordu. Bu alın teriyle beraber Apollo 11 programı yaklaşık 25 Milyar Dolara (1961 kuru üzerinden) mal oldu. (Detaylarına bu linkten ulaşabilirsiniz). Yüksek maliyetinin yanı sıra Apollo programlarının arkasında büyük bir kamuoyu desteği vardı. Bu destek sayesinde Apollo 11 ile birlikte toplam 6 insanlı Ay görevi gerçekleştirildi. Soğuk Savaş’ın silahsız süren mücadelesinde siyasi, askeri ve ideolojik rakip olan iki devletten, birbirlerine karşı uzay alanında yürüttükleri bilimsel ve teknolojik üstünlük yarışının ilk zaferini ABD kazandı. Sovyetler Birliğinin  uzay yarışını kaybetmesinden sonra ABD’nin kamuoyu desteği başka bir alana kaydı. Amerikan halkının ekonomik ihtiyaçları uzaya olan ilgiliyi azalttı ve Ay’a gitmenin herhangi bir sebebi kalmadı. Böylece ilk uzay yarışı tamamlanmış oldu.

Geçtiğimiz 50 yılda uzaya erişim ve uzay program maliyetlerinin yüksek olması sebebiyle Ay’a tekrar gidilmesinin ekonomik bir nedeni bulunmadı. Şimdilerde ise yeni bir uzay yarışı başlıyor. Bu seferki yarış sadece iki devlet arasında değil daha geniş kitlelerin katılımıyla süreceğini gözlemliyoruz. Askeri ya da siyasi üstünlük hedefiyle kullanılan uzay şimdilerde ekonomik ve ticari başarının kriter sayıldığı yeni bir yarışın başlayışını haber veriyor.

Ay ve Enerji

Geçtiğimiz aylarda Amerikan menşeili Lockheed Martin şirketi portatif füzyon reaktörü konusunda gelişmeler kaydettiğini ve önümüzdeki 5 yıl içerisinde geliştirilmekte olan reaktörün taşınabilir bir sistem olacağı için birçok alanda kullanılabileceğini duyurdu. Kompakt Füzyon reaktörünün temiz, güvenli ve kendisine göre çok büyük olan nükleer Fizyon sistemlerinden daha çok güç üretebileceği savunuldu.

image002Şekil 1 Compact Fuzyon Reactör Takımı (Kaynak: Aviaiton Week)

Fizyon reaksiyonun aksine, Füzyon reaksiyonu hafif radyoaktif atom çekirdeklerinin birleşerek daha ağır atom çekirdeklerini meydana getirmesi olayına dayanıyor. (detaylarını merak edenler bu linkten inceleyebilirler) Evrende Füzyon reaksiyonları yıldızlarda 10-15 milyon santigrat derecelerde meydana gelmektedir. Füzyon tepkimesinde ortaya çıkan sıcaklık Fizyon reaksiyonuna göre çok daha büyüktür. Füzyon konsepti ile enerji elde edilme fikri ilk olarak 1920 yılında ortaya atıldı. Bilim adamlarının o yıllarda bunun nasıl geliştirilebileceği konusunda bir fikirleri bulunmuyordu. Birçok araştırma enstitüsü, laboratuvar ve şirket füzyon enerjisi üzerinde çalışma yürüttü. Ancak bu çalışmaların deneysel olmanın ötesine geçilebildiği pek söylenemedi. Eğer reklam olduğunu düşünmüyorsanız; bu geliştirilecek bu portatif füzyon reaktörün enerji sektöründe oyunun kuralını değiştirecek olan bir gelişme olduğunu ve önümüzdeki 10-15 yıl  içerisinde de enerji üstünlüğünün değişmesine neden olacak bir değişim olduğunu düşünebiliriz.

Bununla beraber yapılan analizlerine göre 2035 yılında dünya enerji ihtiyacı 2011 enerji ihtiyacının 3 katına çıkacağı tahmin ediliyor. Eğer verimli füzyon reaktörleri üretilebilirse dünyadaki enerji sorununa da önemli bir çözüm olacağı düşünülüyor. Örneğin, özel firmalar dışında devletlerin bir araya gelerek geliştirdiği ITER – Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktörü enerji soruna çözüm olarak gösterilebilir. 500 MW gücündeki Deneysel Füzyon reaktörü 7 ülkenin (ABD, Rusya, Çin, AB, Güney Kore, Hindistan, Japonya) ortak katkısıyla hayata geçirilecek. Şimdiden başlayan bu ve benzeri çalışmalar, 2035’lere gelindiğinde her katılımcı ülkenin kendi füzyon reaktörüne sahip olmasını sağlayacak.

Bilim adamları, füzyon çalışmalarında enerji kaynağı olarak döteryum (2H) ve trityum (3H)  ile meydana gelen reaksiyonlar üzerinde çalışmaktalar. Dünyamız üzerinde döteryum bulunmasına karşın trityum doğada bulunmamaktadır. Trityum, lityumun (3Li) nötron bombardımanına tutularak laboratuvar ortamında üretilmektedir. Füzyon reaksiyonlarında kullanılabilen başka bir enerji kaynağı da helyum-3 dür. Helyum-3, trityum yerine füzyon enerji kaynağı olarak kullanılabilmektedir. Helyum-3 balonlarında kullanılan helium-4 gazından daha hafif ve ikinci nesil füzyon enerji kaynağı olarak değerlendirilmektedir. Hellium-3 fizyon reaktörlerine göre daha verimli ve güvenli diğer bir ifade ile reaksiyondan sonra radyoaktif ve tehlikeli atık bırakmayan bir enerji kaynağı olduğu düşünülmektedir.

Dünyamızın aksine, Ay bize zengin Helyum-3 yatakları sunabilmektedir.  Bunun en önemli sebebi dünyamız gibi manyetik bir alan ile korunmayan Ay’ın, güneş rüzgarlarıyla yüksek miktarda Hellium-3 bombardımanına maruz kalması. Yapılan hesaplamalarda ay yüzeyinde 1.100.00 metrik ton helyum-3 bulunduğu tahmin edilmekte. Ay’dan temiz ve verimli enerji elde etme fikri bilim kurgunun konusu olarak değerlendiriliyor ise de 2020’li yıllara yaklaştığımız bu günlerde durum biraz değişmek üzere. Hayata geçirildiğinde Füzyon reaktörlerindeki enerji ihtiyacı sayesinde önümüzdeki yıllarda Ay’ın yeni uzay yarışının merkezi olacağını gösteriyor.

Ay yörüngesine yerleştirilen gözlem uyduları sayesinde, Ay yüzeyinin  dünyadaki kaynaklara oranla 20 kat daha fazla titanyum ve platin yataklarını barındırdığı hesaplanıyor. Şuana kadar birçok ülke Ay’ın yörüngesine uydu yerleştirmeyi başarmış olsa da sadece üç ülke ABD, Rusya ve Çin ay yüzeyine inmeyi başarabildi (Gerçekleştirilmiş ve gerçekleştirilecek Ay görevlerinin detaylarına bu linkten ulaşabilirsiniz).

Bu ülkeler arasında Çin Ay’a yumuşak iniş gerçekleştirebilen en son ülke oldu. Çin’nin Chang’e-3 adındaki Ay sondası 14 Aralık 2013’te ay yüzeyine inmeyi başardı. (Görev güncellemelerine bu link’ten erişebilirsiniz). Çin bilim adamlarının yaptığı açıklamalarda Ay’a gitme sebeplerinden bir tanesinin de helium-3 olduğunu vurgulanıyor.

image003

 Şekil 2 Chang’e 3 Ay Sondası Kaynak CASC/China Ministry of Defense

Uzay ajanslarının yanı sıra uzay alanında girişimci olan şirketler de Ay’daki maden ve minerallere ulaşmak ve çıkarmak için çalışmalara başladılar. Moon Express bu şirketlerden bir tanesi. Avrupa da ise bir İngiliz şirketi Lunar Mission One  tamamen gönüllülerden kurulu bir şirket ve halktan para toplayarak Ay’a gitmeyi planlıyor.

Uzay’ın Ticarileştirilmesi

Teknolojik gelişimimiz yeterli olmakla birlikte uzayın enerji ve maden kaynaklarından henüz yararlanmaya başlayamadık. Ay’dan enerji elde etme çalışmalarından başka Yeni Uzay Yarışındaki diğer bir uygulama alanı da  Uzay’ın ticarileştirilme faaliyetler olacak. Uzayın ticarileşmesi hemen olmasa da yakın zamanda özel şirketlerin omuzlarında gelişecek gibi duruyor. Örneğin NASA Space Shuttle programını maliyetler ve uzayın ticarileştirilme amacıyla sonlandırdı. Bu kapsamda NASA Obital Science ile 8 kargo fırlatmasına karşılık 1.9 milyar dolar,  Space-X firmasıyla da 12 kargo / robotik görev’e karşılık 1.6 milyar dolarlık bir antlaşma yaptı. Uzay araçlarından sağlanan servis gelirleri kendi başına uzaya erişim maliyetlerinin düşürülmesinde umut vadeden bir endüstri olma yolunda ilerliyor.

Ayrıca  gelişmekte olan uzay turizmi (Ör.Virgin Galactic), asteroit maden şirketleri (Ör.Planetary Resources), küçük uydular kullanılarak gerçek zamanlı uydu görüntüler almayı hedefleyen başka şirketler (Planet Labs) diğer ticarileşme faaliyetlerinde verilebilecek örnekler arasında. Bu şirketlerin en somut adımları yine Amerikan Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA) geçtiğimiz kasım ayında iki özel şirket ile (Planetry Resources ve Deep Space Industries) Asteroid madenciliği için sözleşme imzalayarak başladı.

Bu çalışmalar ile birlikte NASA 2014 yılı içerisinde iki şirketten ayrıca Ay’a kargo taşımak ve maden araştırmaları için teklif aldı. Teklife göre direkt  NASA’nın sadece teknik destek vermesi planlanıyor. (NASA/Catalyst)

Bu şirketlerin çalışmaları bize her ne kadar bilim kurgu gibi gözükse de önümüzdeki 10-15 yılda önemli atılımların gerçekleştirilmesi sağlayacaklardır. Bu kolektif girişimler yeni uzay yarışın başladığının habercisi. Belki başarılı olacaklar belki de ölü bir yatırım olarak kalacaklar. Ama başarılı olurlarsa oyunun kurallarını değiştirecekleri kesin.

Bu şirketlerin kurulmasındaki diğer önemli sebep ise Türkiye’nin de taraf oldu 1967 Uzay Antlaşması (Outer Space Treaty).  Uzay hukukundaki bu anlaşmanın II. ;

“Ay ve Diğer gök cisimleri dahil uzay, egemenlik ilan, kullanma ve işgal suretiyle veya diğer herhangi bir surette milli iktisada konu olamaz.”

maddesiyle uzayın herkesin kullanıma açık olduğu vurgulanmakta. Bu hüküm uluslararası suların hukuksal statüsüne benzetebilir. Nasıl uluslararası şirketler okyanuslarda  petrol araştırması yapabiliyorsa isteyen şirketlerde maden çıkarmak için Ay’a gidebileceği değerlendirilebilir.

Ekonomik anlamda bu çalışmaların önündeki tek engel daha verimli ve maliyet etkin uzay sistemlerinin geliştirilmesi. Verimli ve maliyet etkin sistemlerin geliştirilmesi aynı zamanda geleceğimizi de şekillendirmemizi sağlayacaktır.

Konunun detayını merak edenler için BBC’nin Ay Madenciliği ve Helyum belgeselini izlemesini tavsiye ederim.

M. Fatih ENGIN

https://twitter.com/spaceturk

 

Kaynaklar;

http://www.esa.int/Our_Activities/Preparing_for_the_Future/Space_for_Earth/Energy/Helium-3_mining_on_the_lunar_surface

www.taek.gov.tr

http://aviationweek.com/technology/skunk-works-reveals-compact-fusion-reactor-details

http://thediplomat.com/2014/06/moon-power-chinas-pursuit-of-lunar-helium-3/

http://www.zmescience.com/science/geology/mining-the-moon-an-entrepreneurs-vision/

http://lunaserv.lroc.asu.edu/downloads.html

http://www.upi.com/Science_News/2014/11/24/NASA-contracts-two-firms-to-work-on-asteroid-mining/5301416856690/

Posted in Haberler.