26 Haziran 2022

Uzayın efsane gezginleri

Nihayet insan aklı, kendi yarattığı uzay araçları ile kozmik hapishanemizin dışına çıkmış oldu ve yıldızlararası bölgede ilerliyor. Tüm bunlar son 50 yılda gerçekleşti; hayal bile edilemezdi!  Gelecek 50 yılın neler getireceğini öngörebilen var mıdır? 

NASA'nın Voyager 1 uzay aracı, uzay yolculuğuna başlamasından yaklaşık 35 yıl sonra, 25 Ağustos 2012'de yıldızlararası uzaya giren ilk insan yapımı cisim olarak tarihe geçti.

Voyager 1, bu yolculuğunda Voyager 2 ile birlikte 15 gün arayla uzaya fırlatılmışlardı. Onlar, "uzay gezginleri" anlamında Voyager olarak adlandırıldılar ve uzayın bu efsane gezginleri şimdilerde kozmik hapishanemizi terk ediyorlar. 

İnsanlık tarihinin en önemli başarılarından biri olarak gösterilen ve uzayda en uzak mesafeye gitmeyi başaran bu uzay araçları yaklaşık 45 yıldır uzayda yolculuk ediyor.

Yerçekimi desteği

Soğuk savaş yıllarında kendisini Sovyetler Birliği ile uzay yarışının gerisinde hisseden ABD, Sovyetler'in psikolojik üstünlüğünü kırmak adına uzayın çok uzak noktalarına uydu gönderebilmenin yollarını arıyordu. Ancak o dönemin kısıtlı teknoloji olanakları ile bunu başarmak neredeyse imkansız gibiydi. Bu tartışmalar sürerken 1964 yılında Kaliforniya Üniversitesi doktora öğrencisi Gary Flandro uçuk bir fikir ileri sürdü: Ona göre uyduların hızlarını ve yönlerini değiştirmek için gezegenlerin yerçekim etkisinden faydalanılabilirdi ve bu, uzayda yol alan uydulara gezegenlerin bir tür yerçekimi desteğiydi.

Yerçekimi desteği, büyük bir gezegenin yerçekimi kuvvetinin etkisiyle çok çok küçük kütleli cisimlerin hızını ve yörüngesini değiştirebilmesidir. Bilim insanları 1800 lerde, Jüpiter'in kuyruklu yıldızların ve asteroitlerin yörüngelerini değiştirdiğini gözlemlemişlerdi. 

Peki Flandro'ya göre bir uzay aracı, bu yerçekimi desteğinden nasıl yararlanacak?

Açıklama şöyle: Bir uydu, bir gezegenin yanından geçtiğinde onun çekim etkisi altında kalırken aynı zamanda onun yörünge üzerindeki hareketinden de etkilenecektir. Eğer uzay aracı, gezegenin izlediği yörünge üzerinde ona geriden yaklaşırsa, gezegenin ona uyguladığı çekim nedeniyle önemli ölçüde hızlanacak ve aynı zamanda yörüngesini de değiştirecektir. Eğer uzay aracı gezegenin hareketine ters yönden yaklaşırsa bunun tersi olacak ve gezegen uzay aracını kendisine doğru çekerken onu önemli ölçüde yavaşlatacaktır. 

Gary Flandro

Flandro'nun öngörüsünde gezegenlerin yerçekimi etkisinin amaca uygun kullanılabilmesi için, Güneş Sistemi içinde özellikle dış gezegenlerin herhangi bir anda nerede olacaklarının öngörülebilmesi gerekecektir.

Flandro ve birlikte çalıştığı ekip bu amaçla gezegenlerin Güneş Sistemi içindeki konumlarını ve rotalarını belirleme çabası içine girerler. Şaşırtıcı bir şekilde Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün'ün 1970'lerde Güneşin aynı tarafında hizalanacağını keşfederler. Ayrıca bu hizalanma 176 yılda bir olmaktadır.

Bunun anlamı, Dünya'dan Güneş Sistemi'nin en uzak gezegeni Neptün'e kadar, aradaki dört dış gezegeni de ziyaret ederek, doğrudan tek bir uçuşla Güneş Sistemi'nin dışına gidebilme şansının var olmasıdır. Bu, gerçekten kaçırılmayacak kadar iyi bir fırsattır ve NASA, sonunda "Voyager" projesini gündemine alarak geliştirmeye başlar.

Voyager efsanesi

NASA, o dönemin kısıtlı teknolojik olanakları ile birbirinin neredeyse ikizi olan iki uydu tasarladı: Voyager 1 ve Voyager 2 olarak adlandırılan bu uydular Eylül 1977'de 15 gün arayla uzaya fırlatıldılar.

Voyager 1, "Voyager programı"nın bir parçası olarak Güneş Sistemi'ni ve daha ileride yıldızlararası alanı incelemek için tasarlanmıştı. Yol boyunca, 12 Kasım 1980'de Satürn'ün yanından geçti ve bilim insanlarına Satürn'den ilk yakın verileri iletti; Jüpiter ve Satürn'den gönderdiği görüntüler ders kitaplarında yer aldı. Satürn halkalarının görüntülerini çekti ve Jüpiter'in uydusu Io'nun aktif volkanlara sahip olduğunu gösterdi.

Şimdi Güneş'ten giderek uzaklaşmasına rağmen, hâlâ Dünya'ya veri göndermeye devam ediyor. Bizden öylesine uzakta ki sinyallerinin Dünya'ya ulaşmasının 17 saatten fazla sürdüğü belirtiliyor.

Tüm bunları, plütonyum-238 ile doldurulmuş üç pili olmadan yapamazdı. Voyager araçlarında yakıt olarak plütonyum kullanılıyor. Plutonyum radyoaktif bir element, onun da elbette bir ömrü var. Radyoaktif bozunum ile ortaya çıkan enerji, 2030'lu yıllara kadar yeterli olabilecek. 

Voyager 1, şimdilerde Güneş'in etkisinin son kalıntılarının hissedildiği manyetik balon olarak adlandırılan heliosferi geçerek yıldızlararası uzayda ilerliyor. 

Heliosfer: Güneş'in manyetik balonu 

Güneş Sistemi, 100 milyardan fazla yıldız barındıran Samanyolu Galaksisi'nde küçük ölçekli bir yıldız. Galaksinin spiral yapıdaki kolları arasında kendisini manyetik bir balon içine hapsetmiş durumda. "Heliosfer" olarak adlandırılan bu balonun dışı yıldızlararası boşluk olarak tanımlı. 

Bu manyetik balon, kaynağını Güneş patlamalarından alıyor. Biliyorsunuz, Güneş yüzeyinde sürekli patlamalar meydana gelir ve bu patlamalar sonucu ortaya çıkan elektrik yüklü parçacıklar Güneş fırtınaları ile en uzak dış gezegen olan Neptün'ün çok daha uzağına püskürtülür. Dolayısıyla bu yüklü parçacıklar Güneş Sistemi etrafında büyük bir manyetik balon oluşturur. Bu şekilde yıldızımız, uzayın sert radyasyonundan kendisini ve bizleri korur. 

Heliosfer, 1950'lerin sonlarında keşfedildi; Güneş küresi anlamına geliyor. Ancak heliosferin düzgün bir küre şeklinde olup olmadığı tartışmalı bir konu. Daha çok elipsoidal bir yapıda olduğu düşünülüyor. 

Yukarıda, heliosfer ve Güneş rüzgarlarının önemli ölçüde yavaşladığı yer olan sonlandırma şoku (termination shock ) sınırı görülüyor. Voyager 1, Aralık 2004'te ve Voyager 2 de 2007'de sonlandırma şokunu geçtiler. 

"Heliopause" ise heliosferin yıldızlararası uzayla olan sınırı. Ağustos 2012'de Voyager 1, heliopause'un ötesine uçtu ve yıldızlararası uzaya girerek bu yeni bölgeyi keşfeden ilk insan yapımı nesne oldu.

Voyager 1, bu yolculuğunda tek başına değildi; ikizi Voyager 2 ile birlikte farklı misyonlarla uzaya fırlatılmışlardı. Her ikisi de önce Jüpiter ve Satürn'ün yanından uçtular ve şimdi farklı yönlerde yıldızlararası uzayda yollarına devam ediyorlar.

Onları, uzayın misyoner uyduları Pioner 10 ve Pioner 11 izliyor olacak. Şimdilerde Plüton'u ziyaret ederek Kuiper bölgesinde çalışmalarını sürdüren New Horizon da daha sonra yıldızlar arası bölgeye geçecek ve uzayın derinliklerine doğru yol alarak onlara katılacak. 

Ve nihayet insan aklı, kendi yarattığı uzay araçları ile kozmik hapishanemizin dışına çıkmış oldu ve yıldızlararası bölgede ilerliyor. 

Tüm bunlar son 50 yılda gerçekleşti; hayal bile edilemezdi! 

Gelecek 50 yılın neler getireceğini öngörebilen var mıdır? 



Kaynakça

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/studying-the-edge-of-the-sun-s-magnetic-bubble

https://www.nasa.gov/mission_pages/sunearth/science/Heliosphere.html

https://www.space.com/17688-voyager-1.html

https://www.pbs.org/the-farthest/science/man-behind-mission/

https://www.wired.com/2013/09/plutonium-238-problem/

Nafiye Güneç Kıyak kimdir?

Nafiye Güneç Kıyak, Lisans eğitimini İstanbul Üniversitesi (İÜ) Fizik Bölümü ve yüksek lisans eğitimini İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) Nükleer Enerji Enstitüsünde tamamladı. 

Çalışma hayatına Türkiye Atom Enerjisi Kurumu- Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi'nde araştırma reaktörü radyasyon güvenliği sorumlusu olarak başladı. 

Doktora sonrası Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu bursu ile Almanya-GSF (Gesselshaft für Strahlen und Umweltforshung-Munchen)'de "nükleer santraller çevre analizleri, radyasyon dozimetrisi, nükleer teknikler" alanlarında çalışmalarda bulundu. 

Yurda dönüşünün hemen ardından doçent ve daha sonrasında da profesör oldu.

1996 yılında kurulan Işık Üniversitesi'nin kuruluş çalışmalarına katıldı ve çeşitli kademelerde görev alarak kurucu fizik bölüm başkanlığı, Fen Bilimleri Enstitüsü müdürlüğü görevlerinde bulundu. "Lüminesans Araştırma ve Arkeometri Laboratuvarı"nı kurdu modern fizik konularında lisans ve yüksek lisans dersleri verdi.

2010- 2015 yılları arasında Işık Üniversitesi Rektörü olarak görev yaptı. 

Rektörlük süresini tamamlamasının sonrasında Feyziye Mektepleri Vakfı okulları CEO'su görevinde bulundu. 

Prof. Kıyak'ın uluslararası bilimsel dergilerde yayımlanmış çok sayıda bilimsel makalesi, yurtiçi ve yurt dışında sunulmuş 200 dolayında bilimsel çalışması bulunmaktadır.

Ayrıca popüler bilim alanında üç kitabın yazarıdır: Aklın bilinmeyene yolculuğu: KOZMOS; Sırlar evrenine açılan kapı: KUANTUM ve Başlangıcın ötesi: ÇOKLU EVRENLER. 

2019'dan bu yana T24 Haftalık’ta popüler bilim konularında yazılar yazmaktadır. 

Prof. Kıyak evli ve iki çocuk sahibidir.

Yazarın Diğer Yazıları

Yapay zekâ bilinç kazanır mı?

Yapay bilinç, yapay zekâ ile ilintili bir kavram; canlı organizma olmayan bir varlığın bilinç geliştirmesi olarak tanımlı; henüz modellenebilmiş ve pratiğe dökülebilmiş değil. Ancak yeni dönem bilim- kurgu yazarları için olağanüstü çekici bir alan

Dünya dışı uygarlıklar ile kuantum iletişim

Eğer bizim gibi veya bizden daha uygar bir akıllı yaşam varsa, kuantum iletişimini benimsemiş olmaları kuvvetle olası. Bu yöntemle alınacak mesajlar bizim için iki açıdan çok önemli: Birincisi, kuantum tekniklerin kullanıldığı bir mesaj, bize akıllı bir kaynaktan gönderildiğini gösterir. Bu da en büyük birkaç sorumuzdan birinin yanıtıdır. Yani, uzayda yalnız değiliz!

Parlak aklın ve kusursuz sadeliğin dayanılmaz çekiciliği: Angela Merkel

Angela Merkel'in kariyeri ve liderliği, "siyasette neden daha fazla bilim insanı yok" sorularını gündeme taşıdı. Bu anlamda, küresel siyasette ve liderlikte bir boşluk bırakacağı yadsınamaz.  Dünya ve özellikle ülkesi Almanya onun siyasette yokluğunu çok hissedecek!