Yıldızlara Uzanan Merdiven: Uzay Asansörü

Konuk Yazar 13 Eylül 2016 Bilim & Teknoloji Bir yorum bırakın

Öncü roket bilimci Rus Konstantin Tsiolkovsky, Eyfel Kulesi’nden ilham alıp, 1895’te atmosferi aşarak uzaya ulaşabilecek bir asansör-kule inşa etmeyi hayal etti. Bilimkurgu ustası Arthur C. Clarke ise, 1979 tarihli “Cennetin Çeşmeleri” romanında bu hayali yazıya döktü. Romanda, Ekvator’a yakın bir adadan temel alıp 36 bin kilometre boyunca yükselen, Dünya’nın dönüşüyle senkronize olan Jeostatik Yörünge’ye ulaşabilen bir uzay asansörü ayrıntılı biçimde anlatılıyordu.

Clarke’ın romanından yaklaşık 20 yıl sonra, Uzay asansörü sadece bilimkurgunun konusu olmaktan çıktı. Fizikçi Bradley Edwards, 90’larda geliştirilen karbon nanotüplerin asansörü binlerce kilometre boyunca dikey halde taşıyabilecek kadar güçlü olduğunu öne sürdü. Böylece Uzay Asansörü fikri, bilimsel olarak tartışılmaya başlandı. 21.YY için öncü fikirleri cesaretlendiren X-Prize komitesi, 2005 yılından itibaren Uzay asansörü tasarımlarındaki gelişmeler için de ödül koydu. NASA’nın “Yüzyıllık Mücadeleler” listesinde Uzay Asansörü de bulunuyor. Uzay Asansörü tasarımları konusunda beyin fırtınası yapan Uluslararası Uzay Asansörü Komitesi (ISEC), geçen Ağustos ayında Seattle’da toplandı.

Dünya’nın yerçekimini yenmeye dayalı mevcut roket teknolojisiyle, Dünya’dan uzaya taşınacak her malzemenin kilogram başına maliyeti 20 bin doları buluyor. Dünya’dan başlayıp Jeostatik Yörünge’yi (Dünya’nın kendi ekseni etrafındaki dönüş hızıyla senkronize olan, ekvatordan 36 bin km mesafedeki yörünge) de aşarak 100 bin km’de sonlanması tasarlanan Uzay Asansörü modelleri, kilogram başına malzeme taşıma maliyetini 500 doların da altına çekmeyi vaat ediyor.

Yerçekimsiz yörüngeye kolayca ulaşmak, insanoğlunun Uzay macerasında sıçrama yaratabilir. Uzay Asansörü’ nün 100 bin km mesafedeki son noktasına, bir uzay istasyonu inşa edilebilir. Dünya’nın yerçekimi bulunmayan bu noktadan kalkacak gemiler, bütün yakıtlarını Güneş Sistemi boyunca ilerlemek için kullanabilir.

Günümüzde tasarlanan Uzay Asansörü modelleri, binlerce kilometre boyunca yükselen asansör kablosunun hammaddesi olabilecek kadar dayanıklı bir malzeme olan karbon nanotüp teknolojisini temel alıyor. Karbon atomu boyutundan itibaren nanoteknolojik yöntemlerle örülerek inşa edilen karbon nanotüp zincirleri, bilinen en sert çelikten 13 kat daha sağlam. Karbon nanotüpler elektriği iletebilir ve bu yüzden gelecekte silikonu geçerek transistor ve çiplerin hammaddesi olabileceği düşünülmekte. Nanotüpler 90larda ilk keşfedildiğinde ancak mikro boyutlarda üretilebiliyordu, 2013 yılında Çinli araştırmacılar 50 cm uzunluğunda karbon nanotüp üretmeyi başardılar. Karbon nanotüp teknolojisindeki mevcut ilerleme hızıyla, 2030lara kadar Uzay Asansörü için gereken 100 bin km’lik kablonun üretilebileceği tahmin ediliyor.

Uzay asansörü kablosu için bir başka alternatif malzeme ise, benzen moleküllerinin 200 bin atmosferlik basınç altında sıkıştırılmasıyla elde edilebilir. Sıkıştırılan benzen molekülleri yüksek basınç altında piramidal hale geliyor ve süper güçlü bir elmas zinciri oluşturuyor. Henüz karbon nanotüpler kadar yaygın olarak üretilemese de moleküler elmas zincirlerin, karbon nanotüplerden daha dayanıklı olduğu biliniyor.

Uzay Asansörü yörünge boyunca yükselecek ve en uç noktası dâhil tamamen dünyanın bir uzantısı haline gelecek. Dünya’nın dönüşünden kaynaklanan açısal momentum(merkezkaç kuvveti) sayesinde asansör boyunca dikey hareket etmek için dünyanın yerçekimi kuvvetini yenmek gerekmeyecek. Asansör boyunca dikey hareket edecek taşıyıcılar için elektrik ve güneş enerjisi dâhil düşük maliyetli kaynaklar yeterli olacak.

Uzay Asansörü inşa edildikten sonra, uzaydaki birçok tehdit de onu bekliyor olacak. Güneşten kaynaklanan radyasyon dalgaları, yıllar geçtikçe kablonun moleküler yapısını bozabilir. Yörünge boyunca uzanan uydu ve mekik kalıntılarından oluşan uzay çöpleri, bütün uzay araçlarına olduğu gibi Uzay Asansörü’ ne de zarar verebilir. Her yıl binlerce meteor ve mikro boyutlu meteor Dünya yörüngesine girmekte, bu meteorlar Uzay Asansörü’ ne çarparak hasar verebilir. Uzay Asansörü’ nün atmosfer içinde kalan başlangıç kısımları da yağmur, fırtına gibi hava şartlarına ve oksitlenme gibi tehditlere maruz kalabilir.

2050 yılına kadar Uzay Asansörü için gerekli olan kablo, taşıyıcı ve Dünya’dan 100 bin km uzaktaki yörüngeye yerleşecek karşı-ağırlık gibi bölümlerin ayrı ayrı üretilmesinin mümkün olduğu düşünülüyor. Uzay Asansörü’ nü uzaya doğru yükseltecek şekilde inşa etmek için gereken gelişmiş roket ve uzay araçlarıyla desteklenen karmaşık sistemler de 2050lere kadar tasarlanabilir. Bütün bu inşa maliyetinin 100 milyar doları geçebileceği tahmin ediliyor.

Günümüz şartlarıyla düşünüldüğünde, bütün bu teknik ve ekonomik zorluklar, Uzay Asansörü’ nün yakın vadede inşa edilmesinin mümkün olmadığını gösteriyor. Ancak roket teknolojisine bağımlı mevcut uzay gemilerimiz yerçekimini aşmak için olağanüstü enerji harcıyor. Ve bu yerçekimi engeli Ay ve Mars başta olmak üzere bütün Güneş Sistemi’ne açılma çabalarımızı kısıtlıyor. Yerçekimine takılmadan doğrudan uzay boşluğuna açılma ihtimali, ulaşabileceğimiz mesafeleri defalarca kez öteye taşıyabilir. Dünya’ya 100 bin kilometrelik kablolarla bağlı, yörüngemizin bir parçası olan Uzay Asansörü’ne bağlanacak istasyon, Güneş Sistemi’ne açılan kapımız olabilir. Ay, Mars bize daha yakınlaşır, kalıcı üsler kurulabilir. Gezegen’den gezegene atlayan insanoğlu, Güneş Sistemi’ni büyük ve yeni evi olarak benimseyebilir.

İlk önce hayal ettik, sonra hikâyesini yazdık. Şimdi ise tasarlıyor ve modellerini tartışıyoruz. Tasarılarımızın ötesine geçmek içinse, sabırlı ve kararlı olmamız gerekiyor.

“Bir kadın var tüm parıltıların altın olduğuna inanan

Ve bir merdiven satın alıyor cennete,

Ve vardığı zaman oraya biliyor ki

Bir kelimeyle elde edecek orada bulunma amacını

Ve bir merdiven satın alıyor cennete….”

Led Zeppelin, Stairway to Heaven

Hazırlayan: Emre Yorgancıgil

Kaynakça ve İleri Okumalar