Yapay Bir Gezegen Var Edilebilir mi?

İnsanlık uzayda kullanacağı devasa yapılar inşa edebilir mi? Örneğin bir Death Star veya yapay bir gezegen inşa etmenin önündeki temel mühendislik ve tasarım problemleri neler olabilir? Uzaydaki dev yapılar bilimkurguda sıkça yer alır. Star Wars serisindeki iki Death Star, Iain M. Banks’in 2008 romanındaki Shellworlds; Douglas Adams’ın Otostopçunun Galaksi Rehberi‘ndeki özel yapım lüks dünyalar… İnsanlık dünya dışı bir habitatta yaşayacaksa bile evrimleştiğimiz ve uyum sağladığımız Dünya şartlarına yine de sahip olmalı: Uygun bir sıcaklık aralığı, nefes alabildiği hava, doğru kütle çekimi, gündüz-gece döngüleri ve çok daha fazlası. O zaman, uzayda dönüp duran teneke bir kutuyu yaşanabilir bir uzay istasyonuna döndürmeye çalışmak yerine, yapay bir dünya inşa ederek gezegenimizin şartlarını yeniden yaratmak daha anlamlı olmaz mıydı?

“Yapay dünya” terimi iki şekilde yorumlanabilir. Gerçek yorumlama gezegensel bir kopyadır; esasen doğa tarafından sunulan gerçek gezegenlerden ve aylardan ayırt edilemeyecek kadar büyük bir kaya parçası. Diğeriyse, sadece dünyaya benzeyen bir şey hayal etmektir. Mesela, Star Wars’taki Death Star gibi küresel bir uzay istasyonu. Bu ikinci tür nesne, şekli dışında doğası gereği gezegen ya da ay benzeri olmayacaktır. Ancak zekice bir mühendislik sayesinde düşündüğünüzden daha kolay bir şekilde formüle edilebilir. Her iki yaklaşımla da, mühendislerin başarmaları gereken iş korkunç derecede büyük. NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarları’nda görevli Adam Steltzner, “Cesaret kırıcı olmak istemem ama en azından yapay bir gezegen inşa etmek söz konusu olduğunda şu anki bilgi seviyemizde önemli problemlerle karşı karşıyayız,” diyor.

“That’s No Moon”

İkinci seçenek olan Death Star ile başlayalım. Neticede kolay görünen seçenek o.  Sadece büyüklük açısından bile bakılsa gerçek bir kopya gezegen inşa etmekten daha umut verici . Yıldız Savaşları’na göre, Star Wars  Bölüm IV’teki ilk Death Star yaklaşık 120 km çapındaydı. Bu bir yapı için büyük, hem de çok büyük, ancak Dünya’nın yaklaşık 13.000 kilometrelik çapıyla karşılaştırıldığında o kadar da değil. Ekonomi blogu Centives’ın yaptığı gibi, Death Star’ın yoğunluğuyla bir uçak gemisinin yoğunluğunu yaklaşık olarak eşit varsayarsak, çoğunlukla çelikten yapılan bir Ölüm Yıldızı’nın kütlesi yaklaşık bir katrilyon tona, yani kabaca Dünya kütlesinin yaklaşık bir milyonda birine denk gelir. Kolay yani!

Bugünün madencilik teknolojisi ile bu miktarda malzemenin bile elde edilmesi saçma bir arayış olacaktır. 2012 yılı dünya çelik üretiminin yıllık 1,43 milyar ton olduğu göz önüne alındığında, Centives gerekli tüm çeliği çıkarmanın 800.000 yıldan fazla zaman alacağını hesapladı.  Ya maliyeti? 852 katrilyon dolar ya da tüm dünyanın toplam gayri safi hasılasının yaklaşık 13.000 katı. Daha da kötüsü: Uzaya taşıma maliyeti. Her ne kadar Elon Musk bu konuda gayret gösteriyor olsa da materyalleri Dünya’nın yüzeyinden uzaya göndermek, şu anda kilogram başına binlerce dolar civarında.

Materyalleri ucuza temin etmenin en makul yolu, bunları Ay ve asteroitler gibi düşük kütle çekimli ortamlardan elde etmek. Steltzner, “Çelik bir yapı bloğunu roketle uzaya göndermeye çalışmaktansa uzay madenciliği yapmak daha akıllıca olurdu,” diyor.

Yörüngedeki Şantiye

Daha sonra, bir katrilyon ton çeliğe ve karmaşık bir içyapıya sahip bu küreye şeklini vermek gerekiyor. Bu son derece zor olurdu, ama imkânsız değil. Bu iş makul bir sürede tamamlanacaksa, işin çoğunu robotların ele alması lazım. Aksi takdirde, uzay elbiseleri giymiş inşaat işçilerinden oluşan orduları binlerce yıl boyunca yörüngede tutmak zorunda kalırsınız.

Referans olarak dünyanın en yüksek binası olan Burj Khalifa’ıin inşasını düşünelim. Bina yaklaşık bir milyon tonluk kütleye sahip ve şantiyede yatıp kalkan 10.000 işçi ile yapımı üç yıl sürdü. Bununla birlikte, bu benzetme tam olarak uygun değil (aslında insanlığın yaptığı hiçbir şey gerçekten Ölüm Yıldızı’nın inşasıyla karşılaştırılamaz). Yapay dünya korkunç miktarda metal gerektirse de, bu devasa parçaları uzayda hareket ettirmek (doğru makinelerle), sıcak bir çöle nazaran çok daha kolay olabilir.

Ayrıca içyapıyı da göz önünde bulundurmak gerek. Death Star, bir ofis binasındaki gibi yığılmış 21.000’den fazla kat içeriyor. Uzayda da olsa bürokrasiden kaçış yok. İnsanları, mobilyaları ve droidleri zeminde tutmak için bir çeşit yapay yerçekimi jeneratörleri icat etmedikçe bu konfigürasyonda bir yapı asla mümkün olamaz.

İyisiyle Kötüsüyle Yerçekimi

Dünya benzeri yerçekimi, uzun süreli ve sağlıklı bir yaşam için kesinlikle gerekli. Bedenlerimiz, Dünya’dakine eşdeğer bir kütle çekimi olmadığında bozulmaya başlıyor. Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki astronotlar, diğer problemlerin yanı sıra, mikro yerçekimindeki uzun süreli kalışlarda kemik kütlesi kaybı ve düşük tansiyonla uğraşmak zorunda. Ne yazık ki, yapay yerçekimi jeneratörleri bilinen fiziğe meydan okuyor. Bunun yerine, bu mega yapının, ekvatoru boyunca dışa doğru merkezkaç kuvvetiyle kütle çekimi üretmek için kendi ekseni etrafında dönmesi daha mantıklı. Üst üste yığılmış katlar yerine, böylesi yapay bir gezegendeki habitat seviyeleri bir soğandaki katmanlara benzeyebilir. Yeryüzü’ndekinin tam tersine, yolcuların ayakları yerine başları mega yapının merkezine doğru “aşağı” bakacak. Yerçekimi de bu şekilde kısmen sağlanmış olacak. Yapının merkezinde yerçekimi yok ve katları çıktıkça daha fazlasını elde ediyorsunuz.

Dönüşü sağlamak kolay olurdu. Uygun açılı roketlerle donatılmış her şey dönmeye başlayabilir ve Dünya benzeri yerçekimi için gerekli olan hızda kalabilir. Roketlerin de sürekli ateşlenmesi gerekmiyor. Çünkü uzayda onu yavaşlatacak hiçbir şey yok. Ancak yapay gezegeni bu hızda döndürmek yeni problemler de yaratacaktır. Yapının bir Dünya yerçekimine veya daha fazlasına maruz kalan bölümleri, parçalanmayı önlemek için yeterince yüksek bir mukavemet / ağırlık oranına sahip olmalı. 120 km çapında bir yapı için çelik yeterli değil. Daha iyi aday: Zylon. Bilinen en iyi mukavemet / ağırlık oranına sahip sentetik bir elyaf. Çelikten yedi kat daha güçlü Zylon organik, yani karbon içeriyor. Dolayısıyla, karbon bakımından zengin asteroitler bu yaklaşım için harika madencilik hedefleri olabilir.

Yeni Bir Dünya?

Tüm mühendislik zorluklarına rağmen, Death Star’dan ilham alan bir uzay yaşam alanı inşa etmek, Dünya’yı kopyalamaktan çok daha kolay. Fakat Ölüm Yıldızı’nın ikinci bir Dünya ile karşılaştırılamayacağı bir alan var: Kararlılık. Steltzner, “Tüm bu yapılar veya koloniler için fikirler, tek bir terimde özetlenen içsel, önemli kusurdan mustariptir: Kararsızlık,” diyor. Haklı da. Çünkü çevresel etkilerin tam ve doğru olarak yönetilebilmesi için yörünge parametreleri gibi faktörlerin sürekli olarak aktif bakıma ihtiyaçları var.

E,  o zaman neden bir tane daha Dünya yapmıyoruz?

Reaction Engines Limited için çalışan ve yakın zamanda özel bir danışmanlığa başlayan havacılık mühendisi Mark Hempsell, eski editörü olduğu British Interplanetary Society Dergisi‘nde 2005 yılında yapılan bir çalışmada yapay gezegenler üzerine yazdı. Bir gezegeni yeniden şekillendirmeyle (terraforming) yeni bir Dünya inşa etmenin fizibilitelerini karşılaştırmak istedi. Yani Mars gibi bir gezegeni yüzlerce yıl sürecek özenli bir proje ile Dünya’ya çevirmekle sıfırdan Dünya benzeri bir gezegen inşa etmenin maliyetini hesapladı.

Özel Bir Gezegen Tasarlamak

Hempsell, Dünya koşullarını tekrar üretmek için Dünya’yı tıpatıp taklit etmek zorunda olmadığımıza dikkat çekiyor. Örneğin, kütle ve uzunluk kütle çekimini belirler. Bu nedenle, Dünya’ya benzer bir kütle çekimini yüzeyde elde etmek için mühendisler, Dünya kütlesinin onda birini (yaklaşık 700 kentilyon ton) Ay büyüklüğünde bir hacme (çap: 3500 km) doldurarak hile yapabilirler. Bu çok fazla kaya demek, ancak Hempsell mühendislerin bu kadar materyali nasıl bulacaklarını ve doğanın gezegen oluşturma sürecini nasıl taklit edebileceklerini keşfetti.

Normalde, yeni oluşan bir yıldızın etrafındaki artık malzemeden meydana gelmiş diskin içinde, moleküller yavaş yavaş bir araya gelir ve sürekli daha büyük parçalar oluşturur. Milyonlarca yıldan fazla bir sürede yeni bir gezegen ortaya çıkar. Her şeyi hızlandırmak için Hempsell, Güneş yakınında fütüristik, devasa bir süper-füzyon tesisi kurmayı öneriyor. Bir nevi mega bir yapı oluşturmak için bir mega yapı. Manyetik alanlar kullanarak tesis, Güneş’in yüzeyinde bol miktarda bulunan hidrojenden toplayacak ve yapıdaki füzyon reaktörleri, planlanan kopya Dünya’yı oluşturmak için arzu edilen ağır elementleri üretecek.

Mars büyüklüğünde bir kütleyi Ay büyüklüğünde bir hacme sıkıştırmak için, mühendisler Periyodik Tablodaki osmiyum, iridyum ve platin gibi en yoğun elementleri kullanmak isteyecekler. Kuşkusuz, bu elementler sıradan füzyon reaktörlerinde değil, ancak süpernovaların termonükleer patlamalarında ortaya çıkar. Hempsell, “Spesifik bir füzyon teknolojisinden bahsediyoruz,” diyor. Görüldüğü gibi bu reaktörleri üretmek kolay olmasa da en azından bahsi gecen süreç bilinen fizik yasalarına uyumlu.

Tesis, bu malzemelerin külçelerini, yapay gezegenin inşa edileceği yere fırlatacak ve külçeler çarpışıp birleştikçe gezegen yavaş yavaş tomurcuklanacak. Külçelerin çarpışması, Güneş’in yüzeyindeki sıcaklığa (yaklaşık 5000 derece Celsius) ulaşacak miktarda ısı üretecek. Yüzyıl kadarlık bir soğumadan sonra gezegenin yüzeyi yaklaşık 1500 dereceye kadar soğuduktan sonra, silikon gibi kabuk elementlerinin külçeleri üstteki katmanda oluşmaya başlayacak. Daha sonra, okyanusların oluşması ve bitki yaşamının başlaması için yüzeyin yeterince soğuması yaklaşık 10.000 yıl kadar süren başka bir soğuma periyodunu gerekecek.

Özetle… Hempsell’in makalesi, dünya yapımının doğaya bırakılmasının en iyisi olduğunu söylüyor. “Bir şeyler radikal olarak değişmedikçe,” diyor Hempsell, “Makale, yaşanacak dünyalar oluşturmaya çalışırken, kendi gezegeninizi inşa etmenin daha hızlı olmayacağı sonucuna vardı.”

Kaynak