Skip to content Skip to navigation

Yıldızlararası Seyahat

Dr. Tuba Sarıgül
02/01/2018 - 09:23

Bilim kurgu filmlerinin en popüler konularından biri yıldızlararası seyahat. Bu hayalin bir gün gerçekleşip gerçekleşmeyeceği ise henüz bilinmiyor. Yaklaşık yüz yıl önce insanların Ay'ı keşif yolculuğu bir bilim kurgu filmine (A Trip to the Moon) konu olmuştu, ama bu hayal 67 yıl sonra gerçeğe dönüştü. Şimdi de yıldızlara yolculuk hayal gibi geliyor. Kim bilir, belki bir gün bu yolculuk da gerçekleşecek.

Dünya’ya en yakın yıldız Proxima Centauri bizden yaklaşık 4,2 ışık yılı (40.000.000.000.000 km) uzakta. Işık yılı ile ifade edildiğinde mesafeler kısa gibi görünse de en hızlı uzay aracı ile (şu anki rekor, saatte yaklaşık 265.000 km hıza ulaşan Juno uzay aracında) Proxima Centauri’ye gitmemiz 17.000 yıldan fazla sürer.

Einstein’ın özel görelilik kuramına göre ışık hızının aşılamaması, yıldızlararası yolculuğun insan ömrünün sınırları içinde gerçekleşmesinin önündeki en büyük engel.

Üstesinden gelmemiz gereken tek sorun mesafeler değil. Seyahatimizin sorunsuz şekilde tamamlanması için uzay aracımızın Güneş Sistemi’nin dış sınırındaki yıldızlararası ortamla heliosfer arasındaki savaştan yara almadan çıkması ve yıldızlararası ortamdaki yüksek enerjili parçacıklar arasında zarar görmeden yoluna devam etmesi gerekiyor. 

Heliosfer adı verilen bölge aslında Güneş Sistemi’ni yıldızlararası ortamdan koruyor. Peki, yıldızlararası ortamı tehlikeli yapan ne? Yıldızlararası ortamda gaz, toz ve kozmik ışınlar bulunur. Işık hızına yakın hızlarla hareket eden bu yüksek enerjili parçacıklar hem uzay aracı hem de insanlar için hayli tehlikeli. Neyse ki, Güneş’teki çekirdek tepkimeleri sonucu oluşan ve Güneş Sistemi boyunca yayılan güneş rüzgârları, yıldızlararası ortamı Güneş Sistemi’nin dışına doğru iterek gaz, toz ve kozmik ışınların Güneş Sistemi’ne girişini engelleyebiliyor. Dünya’nın en uzağındaki, insan yapımı cihaz olan Voyager 1 uzay aracı 2012 yılının Ağustos ayında bu bölgeyi aşarak yıldızlararası ortama ulaştı. 

Peki, yıldızlararası seyahatin gerçekleşmesi için yeterli miktarda enerji nasıl sağlanabilir?

Modern uzay araçlarının çoğu uzayda kimyasal roket motorları sayesinde yol alıyor. Yakıtın oksijenle girdiği tepkime sonucu açığa çıkan gazın oluşturduğu itme kuvveti uzay araçlarının hareket etmesini sağlar. Fakat kimyasal roket motorlarının kullanıldığı uzay mekikleri saatte ancak 28.000 km hıza ulaşabiliyordu.

Uzay araştırmalarının hız kazandığı son 50 yılda uzay araçlarında büyük değişiklikler oldu. Ancak kullanılan yakıt türleri ve teknolojiler değişse de roket motorlarındaki temel prensip aynı kaldı. Yıldızlara yolculukta olduğu gibi mesafeler çok büyüdüğü zaman farklı itki sistemlerinin geliştirilmesi gerekli.

Plazma ve İyon İtkili Motorlar

NASA

Plazma kullanılan itki sistemlerinde yakıt, elektrik enerjisi kullanılarak plazma haline getiriliyor. Maddenin hallerinden biri olan plazmada elektronlar atomlara bağlı değil. Maddenin bu hali serbest haldeki eksi yüklü elektronlardan ve artı yüklü iyonlardan oluşur. Elektrik alan uygulanarak hızlandırılan plazma, motordan dışarı atılırken uzay aracını hızlandırır. İyon itkili motorlarda ise iyon haline dönüştürülen yakıt elektrik alan boyunca hızlandırılır. Ancak bu sistemlerde uzay aracının en yüksek hıza ulaşması için motorun uzun süre çalışması gerekir. Bu motorlar uzay görevlerinde çok az yakıt kullanarak yıllarca çalışabilir. Örneğin NASA’nın NEXT projesinde geliştirilen iyon itkili motorlar sayesinde uzay araçları saatte 145.000 km hıza ulaşabilecek. Kimyasal madde kullanılan roket motorları ile aynı miktarda itiş gücü üretebilmek için 10 kat fazla yakıt kullanılması gerekiyor. Ayrıca iyon itkili motorlarda iyonları hızlandırmak için gerekli olan elektrik enerjisi güneş panellerinden elde edilebiliyor.

Nükleer Roketler

NASA’nın en son roket motoru projesi olan NTREES’de geliştirilen nükleer roket motorlarında nükleer reaktör yardımıyla çok yüksek sıcaklıklara ısıtılan hidrojen, egzozdan çıkarken genleşiyor ve bir itiş gücü oluşturuyor. Bu motorlarda yakıt olarak kullanılan hidrojen, fırlatma sırasında oluşabilecek tehlikelerden korunması için çok düşük sıcaklıklarda tutuluyor. NTREES aslında bu yöntemin uygulandığı ilk proje değil. Özellikle 1955-1973 yılları arasında üzerinde çalışılan farklı nükleer itki sistemleri ile yıldızlararası seyahati mümkün kılabilecek hızlara ulaşılması amaçlanıyordu. Ancak bu gerçekçi bir öngörü değildi. Ayrıca nükleer roketlerin kullanımı özellikle fırlatma sırasında güvenlikle ilgili büyük bir risk oluşturuyor.

Nükleer füzyon (çekirdek birleşmesi) tepkimelerinden yararlanılan roket motorları uzak uzay yolculuklarını mümkün kılabilir. Füzyon roketler üzerinde çalışan Washington Üniversitesi araştırmacıları, proje başarılı olursa Mars yolculuklarının süresinin 300 günden 30 güne inebileceğini düşünüyor.

University of Washington

Antimadde Roketleri

Antimadde roketlerinde, bir araya getirilen madde ve antimaddeparçacıklarının birbirlerini yok etmesi sırasında açığa çıkan enerjiden yararlanılması planlanıyor. Bu, bilinen en yüksek enerji yoğunluğuna sahip tepkime türüdür. Aynı zamanda madde ve antimadde bir araya geldiğinde birbirlerini yok etme tepkimesi kendiliğinden gerçekleşen bir süreçtir. Yani antimadde roketlerinde bir reaktör sistemine ihtiyaç yoktur.

Şu anki bilgilerimize göre antimadde roketlerinde kullanılması düşünülen antiprotonu evrende doğal olarak çok miktarda bulmak mümkün değil. Bu parçacıklar büyük hızlandırıcılarda ışık hızına yakın hızlarla hareket eden parçacıkların çarpışması sonucu açığa çıkar. Üretilen antimadde parçacıklarının madde parçacıklarıyla bir araya gelip yok olmasının engellenebilmesi için elektromanyetik alan içinde hapsedilerek depolanması gerekir. Bütün bu zorlukların üstesinden gelinebilirse antimadde roketler sayesinde kimyasal roketlere göre 10-100 milyar kat daha fazla enerji elde edilebilir.

Üstesinden gelmemiz gereken önemli sorunlardan biri de yıldızlararası seyahat için gerekli yakıt miktarının çok fazla olması. Çünkü uzay araçları fırlatılırken taşıyabilecekleri yakıt miktarı sınırlı. Bu nedenle yıldızlara yolculuk için belki de uzay aracının yakıt taşımasını gerektirmeyen sistemlere ihtiyaç var. Işık ışınlarını kullanan güneş yelkenlerinde, yelkenlerin genişliği yeterince büyük olursa uzay aracının hareket etmesini sağlayacak kadar enerji elde edilebileceği düşünülüyor.

Günümüzdeki teknolojiler ile yıldızlararası seyahatin gerçekleşmesinin bir hayal olduğu söylenebilir. Bu hayali gerçekleştirmek için şu an kullanılanlardan daha farklı teknolojilere ihtiyacımız var.

Kaynaklar:

https://www.nasa.gov/centers/glenn/about/fs21grc.html

https://www.nasa.gov/centers/marshall/news/news/releases/2014/ntrees.html

İlgili İçerikler

Gökbilim ve Uzay

Türkiye’de tasarlanıp üretilen ilk yer gözlem uydusu olan RASAT, sekiz yıldır Dünya’nın çevresindeki yörüngesinde dolanarak görüntü almaya devam ediyor. TÜBİTAK Uzay Teknolojileri Araştırma Enstitüsü (TÜBİTAK UZAY) mühendisleri tarafından tasarlanıp büyük ölçüde ülkemizde üretilen RASAT, 17 Ağustos 2011’de Rusya’daki Yasny Fırlatma Üssü’nden uzaya fırlatılmıştı.

Gökbilim ve Uzay

Gezegenler yıldızların, uydular da gezegenlerin etrafında dolanır. Peki büyük uyduların küçük uydulara sahip olması da mümkün müdür? Eğer bu tür “altuydular” sadece etrafında dolandıkları uydunun kütleçekimi etkisinde hareket etseydi cevap kesinlikle evet olurdu. 

Gökbilim ve Uzay

Merkür, ağustos ayında, yıl içinde gün doğumundan önce gözlemlendiği zamanlar arasında en parlak görünümde. Jüpiter ve Satürn ise Güneş’in batışından sonra gökyüzünde görülebilir.

Gökbilim ve Uzay

Teknoloji mağazalarından bile kolayca satın alınabilen küçük boyuttaki döner kanatlı İHA’ların devasa yolcu uçaklarına büyük hasarlar vererek uçuş güvenliğini tehlikeye atabileceğini biliyor muydunuz?

Gökbilim ve Uzay

Konya Bilim Merkezi tarafından ilki 2018’de düzenlenen Astrofest gökyüzü gözlem etkinliği bu yıl 12-14 Temmuz tarihleri arasında Kapadokya’da gerçekleştirildi. “Herkese biraz gökyüzü!” sloganı ile düzenlenen etkinliğe gençler aileleriyle birlikte katıldı.

Gökbilim ve Uzay

20 yıldır Dünya’nın çevresindeki yörüngesinde dolanan Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) geçmişten günümüze birçok araştırmacı astronota ev sahipliği yapıyor. Çoğunlukla altı ay süren görevleri boyunca Dünya’dan uzakta kalan astronotlar, su ve hava gibi temel ihtiyaçlarını karşılamak için ISS’nin özel sistemlerinden yararlanıyor.

Gökbilim ve Uzay

Şili’deki ALMA teleskoplarıyla gözlemler yapan bir grup gökbilimci, Dünya’ya yaklaşık 1500 ışık yılı mesafedeki genç bir yıldızın etrafında tuz molekülleri tespit etti. Dr. A. Ginsburg ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmanın sonuçları Astrophysical Journal’da yayımlandı.

Gökbilim ve Uzay

Ay, Güneş’ten sonra gökyüzündeki en parlak ikinci gökcismi. Ay gökyüzü gözlemcilerine çıplak gözle gerçekleştirebilecekleri birçok gözlem imkânı sunuyor. Örneğin her gece gökyüzünde Ay’ı farklı bir şekilde görürüz. Çünkü Dünya etrafındaki yörünge hareketi sırasında Ay’ın Güneş’e göre konumu sürekli değişir.

Gökbilim ve Uzay

“Şu an saat kaç?” sorusuna saatimize hemen cevap verebiliriz. Geçmişteyse zamanı ölçmek hiç de kolay değildi. Usturlap adı verilen alet, Güneş ve yıldız gibi gökcisimlerinin gökyüzündeki konumuna göre zamanı ölçmeyi sağlıyordu.

Gökbilim ve Uzay

Rus-Alman ortaklığı ile inşa edilen Spektrum Röntgen Gama (SRG) Uzay Gözlemevi'nin, 12 Temmuz 2019'da Kazakistan'da bulunan Baykonur Uzay Üssünden Proton roketiyle fırlatılması planlanıyor. Bu görevin temel amacı evrenin şimdiye kadar gerçekleştirilmemiş bir hassasiyetle X-ışını haritasını oluşturmak.