Prometheus Projesi

Kucuk bir uzay aracı boyundan beklenmeyecek bir cesaretle plazma fırtınalarına ve milyonlarca kilometre uzağa sıcrayan alev sutunlarına karşı koyarak Guneş'e yaklaşacak.

NASA'nın Pasadena Jet Propulsion Laboratuvarı muhendislerinden Jim Randolph son 10 yıldır kucuk bir uzay aracı ile bir yıldıza gitme hayalleri kuruyor. Ancak Rahdolph'un gozune kestirdiği hedef herhangi bir yıldız değil. Her turlu tehlikesine karşın Randolph'un amacı Guneş'e ulaşmak.

Bu arac, uzayda milyonlarca kilometre uzunluğunda akkor halindeki plazma halkalarından gecmek zorunda. Bu ucuş sırasında arac, guneş yuzeyindeki yakıcı gazları, fırtınaları oluşturan Dunya buyukluğunde tornadoları izleyecek. Hatta yıldızdan bir parca bile calabilecek. Ayrıca olanaksız gibi gorunmekle birlikte milyonlarca derece sıcaklığa da dayanmak zorunda. Aslında Randolph uzerinde yıllarca calıştığı bu projeyi yaşama gecirmek uzere.

Bu ay NASA'nın bilim adamları biraraya gelerek, Solar Probe adı verilen bu araca yerleştirilecek donanımı ve sensorları sececek. Butcesi onaylanan bu proje 6 yıl icinde uzay aracının tamamlanmasını ongoruyor.

Bu yolculuk Guneş Sistemi'nin bugune kadar bilinmeyen yonlerini gozler onune serecek; Guneş'in plazma kabarcıklarını Dunya'ya doğru nasıl kustuğu, haberleşme uydularını calışamaz hale getiren manyetik fırtınalarının ne zaman kopacağı hakkında tahminler yapmamızı kolaylaştıracak. Yapacağı olcumler yalnızca astronomların yıldızımızın fiziğini anlamasına değil, galaksimizde parıldayan milyarlarca diğer yıldızları da anlamasına yardım edecek.

Randolph'un Solar Probe projesi ile ilgilenmesi tumuyle rastlantısaldır. 1975 yılında yine Jet Propulsion Laboratuvarı'nda (JPL) NASA'nın Voyager misyonu uzerinde calışıyordu. O yıllarda İtalya, Padua Universitesi'nden astronom Guiseppe Colombo Jupiter'in kutlecekiminden yararlanarak Guneş'in yorungesine bir uzay aracının nasıl sokulacağı konusu uzerine bir araştırma raporu hazırlamıştı.

JPL'nın İleri Calışma Grubu Başkanı William O'Neill 'in dikkatini ceken bu rapor, JPL muhendislerinin onunde yeni bir pencere actı. Raporu Randolph'un onune koyan O'Neill, tezde ileri surulen goruşlerin ne kadar olanaksız gorunurse gorunsun incelenmesini talep etti.

Projenin cazibesine anında kapılan Randolph, Guneş'e bu kadar yaklaşabilen bir uzay aracının sıcaklığa nasıl dayanacağı konusuna takılıp kaldı. Bilim adamlarının ilk anda onerdiği cozum koruyucu bir golge oluşturan kalkandı. Bu golgeye "Umbra" adı veriliyordu. Kalkan akkor haline gelse dahi sensorların ısınmaması gerekiyordu. "Her şey umbranın koruması altında kalmalıydı" diye konuşan Solar Probe projesi bilim damlarından Bruce Tsurutani , "Bu golge olmaz ise her şey buharlaşıp ucar" diyor.

Cetin muşteri

1970'li yılların sonlarına doğru Randolph, ısı kalkanının uretiminde kullanılacak malzemelerin dayanıklılık testlerinin yapılabilmesi icin NASA'yı sponsorluğa ikna etti. Randolph'un favorisi "karbon-karbon" adını verdiği sert, siyah kompozit malzemeydi. Kalkan şoyle yapılıyordu: karbon fiberinden yapılmış bir kumaş, kalıbın icine seriliyor, daha sonra epoksi recinesi ile ıslatılıyordu. Recine son aşamada fırında yakılıp yok ediliyordu. Geriye şekilsiz karbon parcacıklarının birbirine bağladığı fiberler kalıyordu.

Karbon-karbon oldukca sert, hafif ve yuksek sıcaklığa dayanıklıydı. Boylece bu calışmalar nukleer savaş başlıklarının uretiminde yol gosterici bir rol oynadı. Dunya'nın atmosferine girerken cok ısınan nukleer savaş başlıkları aşırı sıcaklığa dayandığı surece şeklini koruyabiliyordu. Karbon-karbon ayrıca Dunya'ya geri donerken uzay mekiğinin burun kısımlarını ve kanatlarını koruyordu.

Ne var ki Solar Probe'u korumak apayrı bir konuydu. Karbon-karbon kalkanı Guneş'in aşırı ısısına saatlerce dayanmak zorundaydı. Randolph ve calışma arkadaşları en dayanıklı karbon-korbonu bulmalıydılar. Ancak her şeyden once Guneş'in o muazzam gucunu Yeryuzu'nde yeriden oluşturmak gibi bir sorunla karşı karşıya idiler.

Bu aşamada Fransızlarla işbirliğine gittiler. 1980'li yılların başlarında Pireneler'de inşa edilmiş guneş fırınının icindeki vakum odasına bir parca karbon-karbon yerleştirdiler. Fırın, vakum odasına kuvartz bir pencereden guneş ışığı gonderiyordu. Ne var ki bu deneyler sırasında aksilikler ekibin peşini bırakmadı. Fırının kuvartz camı surekli kırılıyordu. NASA ekibi deney sahasını terk etmek zorunda kaldı. Randolph, bir anlamda buradan kovulduklarını ileri suruyor. Bir sonraki durakları Lockheed'in Colorado, Littleton'daki Martin Vortek Tesisleri'ydi. Burada guneş ışığını simule etmek icin yapay ışıklardan yararlanıyorlardı.

Bu arada Randolph kalkanın şekli uzerinde duruyordu. Uzay aracı aşağı yukarı silindirik olacağına gore, kalkanın da dairesel olması gerekmez miydi? Fakat Dunya'ya veri iletmek icin araca takılacak olan telsiz anteni sorun yaratacaktı. Anteni golge altında tutmak icin aracın şekli uzerinde oynayıp duran bilim adamları, bir turlu akılcı bir cozum bulamıyordu.

Derken, bundan yaklaşık 8 yıl once Randolph'un aklına cok parlak bir fikir geldi. Isı kalkanı nicin anten olarak kullanılmasın? Ancak burada da bir sorunla burun buruna geldi. Solar Probe, sensorları korumak icin kalkanı Guneş'e doğru cevirmeliydi. Ancak anten Guneş'e doğru yonlendirilirse, Yeryuzu'ne nasıl veri gonderecekti?

Bir gun oğle yemeğinde Randolph bu sorunu bir meslektaşı ile tartışırken, pecetelerden birinin arkasına ısı kalkanının urettiği golgeyi temsil eden konik bir şekil cizdi. O anda aklına parlak bir fikir geldi. Koniği bir cizgi ile boldu; ortaya cıkan kesik parcanın on yuzunden gorunumunu cizdi. Randolph o gunku buluşunu şoyle ozetliyor:"Elde ettiğim şekil bir elipsti."

Kalkana, dairesel değil de eliptik bir şekil verirse kalkanın yine de dairesel golge vereceğini keşfeden Randolph, kalkanın on tarafta bir acı cizerek yerleştirilmesi gerektiğini ortaya cıkarttı. Boylece arac Guneş'e dik olarak yaklaşabilecekti. Tasarım uzerinde biraz daha oynayınca Randolph elipsi uc boyutlu parabole donuşturdu. Ortaya televizyon uydularında kullanılan canak antenlere benzer bir şekil cıktı. Sonucta 2.4 metre yuksekliğinde bir parabolun verileri kenardan dunyaya iletebileceği ve aynı zamanda Solar Probe uzerine de dairesel bir golge duşureceği anlaşıldı. Randolph bu şekli şoyle tanımlıyor:"Guneş kalkanı gorduğunuz en tuhaf şekil olarak karşımıza cıktı. Kimse bu kadar tuhaf bir şekli akıl edemezdi."

Randolph'un ekibi kalkanın koruma kapasitesini artırmak icin dış yuzeyine sert ve parlak bir gorunum kazandırmak istedi. Dış kaplama icin karbon-karbonu fırına koyarak n gazı ile doldurdular. Randolph bu işlemi şoyle anlatıyor: "nın icindeki karbon, karbon-karbonun icinde birikinti oluşturdu. Daha doğrusu gozenekleri doldurdu. Ancak bu kaplamanın nicin kalkanı soğuttuğunu hÂl anlamış değiliz. Acık konuşmak gerekirse burada olup biteni molekuler duzeyde acıklamakta zorlanıyoruz."

Kor eden gaz

Tasarımın doğru olmaması durumunda tum misyon tehlikeye girebilir. Arac guneşe yaklaştıkca, Dunya yuzunde aldığımız guneş enerjisinin 3.000 katına maruz kalacak. Eğer bu yoğun sıcaklık kalkanın yalnızca ust katmanını buharlaştırsa bile buradan cıkan gaz parcacıkları aracın sensorlarını bozmaya yetecek.

Neyse ki araştırmacıların bu ve bunun gibi sorunları giderecek zamanları var. Kalkan iki yıl icinde uretilmeyeceği gibi, NASA da Solar Probe'u 2007 yılından once fırlatmayı duşunmuyor. Once Saturn'e doğru yol alacak olan uzay aracı, daha sonra 2010 yılında Guneş'in cevresinde ilk gecişini yapacak. Bu tarihte Guneş lekesi faaliyetlerinin zirveye cıkacağı tahmin ediliyor. Daha sonra 2015 yılında Guneş'e en yakın konuma girecek. Bu iki ziyaret bilim adamlarına Guneş atmosferini veya korona değişikliklerini inceleme fırsatı verecek.

NASA'nın Guneş-Dunya Bağlantı Programı direktoru George Withroe , bu kadar uzun bir gecikmeye karşın NASA'nın bu projeye cok onem verdiğini belirtiyor. Kurumun bu projeyi hızlandırmamasının arkasında yatan gerekcelerin başında, teknolojik gelişmelerin sorunları temelinden cozumleyeceğine olan inanc yatıyor. 2000 yılında misyona ayrılan butcenin 1.5 milyon dolar, 2001 yılında ise 2 milyon dolar olacağını soyleyen Withroe, ileride butcenin koşullara gore artacağına dikkat cekiyor.

NASA bilim adamları 1996 yılında araca yerleştirilecek arac gerec konusunda goruşlerini bildirmeye başladılar. Gecen yılın sonlarına doğru NASA'nın cağrısına yanıt veren bilim adamları, misyona dahil edilmesini arzu ettikleri aygıtların listesini gonderdiler. Bunlar manyetometre, spektrograf, parca dedektorleri gibi cihazları iceriyor. Uzay aracında "olmazsa olmaz" sınıfına giren en onemli donanım, bazı bilim adamlarına gore, koronanın "yıldız tozlarını" yakalayacak olan plazma kolektoru. Periskop benzeri kolektor aracın govdesinden biraz dışarı cıkacak ve plazma parcacıkları uzerine elektrik verilmiş telden yapılmış bir ağa yapışacak. Bu da elektrik yuklu parcacıklar icin ayna vazifesi gorecek. Parcacıklar ağa girdiği zaman spektrometre bunların enerjisini olcecek ve yapısını saptayacak.

Solar Probe, ayrıca kucuk kameralarla Guneş'in yuzeyinin fotoğraflarını cekecek. Yanmasını onlemek icin kameralar kalkanın arkasına yerleştirilecek. Bunların kaydedeceği goruntuler kucuk olamakla birlikte cok onemli ayrıntıları goz onune serecek.

Sensorlar Guneş'in şaşırtıcı davranışları hakkında cok onemli bilgiler saptayacaklar. Orneğin, Guneş'in kutuplarına doğru manyetik alanlar nasıl hareket ediyor? Koronanın ayrıntılı yapısı, Guneş'in icinde olup biten faaliyetler hakkında ne kadar bilgi verebilecek? Guneş ruzgarlarının kaynağı ne?
Butun bu bilgilerin ışığında Probe modern zamanların İkarus'u mu olacak? Randolph bu konuda farklı duşunuyor:"Son 20 yıldır bu projenin İkarus'a donuşmemesi icin gayret sarf ediyoruz. Guneş hakkında elde ettiğimiz bilgiler gunluk yaşantımızda cok şeyi değiştirecek."

Reyhan Oksay
Kaynak: New Scientist, 20 Ocak 2001