Mars’ta yaşamak, insanlık için vazgeçilmez bir destek ve destek planıdır. Mars’ta yaşam, Dünya’daki her insan için hayat kurtaran olanaklar anlamına gelir. Meteor çarpmalarından su kaynaklarının tükenmesine, küresel ısınmadan aşırı iklim değişikliklerine ve çeşitli canlı türlerinin yok olmasına kadar çok sayıda felaket yaşanmıştır. Türümüzün hayatta kalması için “uzay sakinleri” olmalıyız. Teknolojiyi sadece insanları Mars’a taşımak için değil, Mars’ı başka bir yaşanabilir gezegene dönüştürmek için de kullanacağız. Mars’taki koşulları düzeltmek yaklaşık 300 yıl alacak. Ancak önümüzdeki yirmi yıl içinde Mars’ta özel olarak tasarlanmış yerleşim yerlerinde yaşamaya başlayabileceğiz.
1980’lerde ve 1990’larda birkaç araştırma laboratuvarı, insanlı uzay görevleri için potansiyel bir ürün olarak kabul edilen patateslerin nasıl yetiştirileceği üzerinde çalıştı. Henüz kimse Mars’ta patates yetiştirmezken, bilim adamları şimdiden uzay koşullarında yiyecek yetiştirmek için çaba sarf ediyorlar. NASA, 2030’larda Mars’a bir gezi planladığını söylüyor. Öte yandan özel uzay şirketi SpaceX, 2024 yılına kadar ilk insanlı uzay aracını Mars’a gönderebilir.
Ancak insanları Mars’a götürmek, onları aya götürmekten çok daha büyük zorluklar içeriyor. Bunu başarmak için öncelikle birçok sorunun çözülmesi gerekiyor. Mars’a gitmek yetmez. En önemli sorunlardan biri astronotların gerek uzun yolculuklarında gerekse Mars’a ayak bastıktan sonra yaşamaları için gerekli olan yiyecek ve suyu yanlarında çok miktarda alamadıkları için nasıl temin edeceklerini bulmaktır. Araştırmacılar ayrıca mürettebatın bunun için birdenbire ihtiyaç duyabileceği tüm alet ve malzemeleri de çok detaylı bir şekilde planlamak zorunda.
Uzay Bahçeleri
Astronotlar, Dünya’dan 381 kilometre uzaklıktaki Uluslararası Uzay İstasyonu’nda (ISS) aylarca Mars’a veya ötesine yapılacak görevler için faydalı olabilecek deneyler ve analizler yapıyor. Şu anda uzay istasyonunda tüketilen her şey Dünya’dan alınıyor. Yeşil yapraklı sebzeler hariç. Yeşiller, Uluslararası Uzay İstasyonunda yetiştirilen ilk yiyeceklerdir. NASA’nın uzayda sebze yetiştirmeye odaklanmasının birkaç nedeni var. Cape Canaveral’daki Kennedy Uzay Merkezi’nde sebzeler için proje lideri olan botanikçi Gioia Massa’ya göre bitkiler, astronotlar için taze yiyecek üretmenin yanı sıra hava ve suyu geri dönüştürerek yaşam desteği sağlayabilir. Bitki yetiştirmenin psikolojik faydaları da vardır.
Patates, proteinler, vitaminler ve karbonhidratlar (şekerler ve nişastalar) gibi diğer bazı maddeler açısından zengin olması nedeniyle çok değerli bir besindir. Bununla birlikte, patates yetiştirmenin bazı dezavantajları vardır. Patatesler yenilmeden önce pişirilmelidir ve patates bitkisinin büyümesi için bol miktarda alana ihtiyacı vardır. Bu nedenle araştırmacılar, daha kolay büyüyen ve pişirme gerektirmeyen bir sebze olan marula yöneldiler. 2014 yılında uzay istasyonundaki astronotlara sözde “bahçe” gönderdiler. Kil ve komposttan yapılmış “yastıklar” içindeki marul tohumları, az su ve yapay ışıkla hızla büyük marullara dönüştü. Bu ilk örneklerin Dünya’ya getirilip incelenip güvenli bulunmasının ardından uzayda marul üretimi başladı.
Astronotlar, hamburgerleri süslemek için yetiştirdikleri marulu kullandılar. Ayrıca bir ıstakoz salatası hazırladılar. Uzayda bahçecilik, Dünya’dakinden çok farklı özellikler gösteriyordu. Yerçekimi olmadan bitkiler hangi yönde büyüyeceklerini bilemezler. Ama zamanla adapte oldular. Sürgünlerini ışığa doğru, köklerini ters yönde başarılı bir şekilde geliştirirler. Fanlar kullanarak havayı etraflarına dağıtarak, oksijenin bitkilerin etrafında birikmesini engellediler ve fotosentez için yeterli miktarda karbondioksit elde etmeye çalıştılar. Bilim adamları ayrıca bitkilere yeterli su sağlamakta zorlandılar. Tohum, bulamaç ve gübre içeren tekstil bitki pedleri, tanktan suyu emmek için tasarlanmıştır. Ancak yeterince hızlı sulayamadılar ve astronotlar bitkileri elle sulamak zorunda kaldılar. Massa ve ekibi sulama sistemini yeniden tasarlıyor.
Bok Choi ve Zhenya da astronotlar tarafından büyütüldü. Astronot Scott Kelly’nin süslemeleri sadece çok güzel değildi, aynı zamanda bilim adamlarının bitkilerin uzayda büyüyüp gelişemeyeceğini anlamalarına da yardımcı oldu. Bu bilgi çok önemliydi çünkü çiçeklenme bazı bitkilerin üremesi ve meyve vermesi için bir ön koşuldur. Yakında üretilecek bitkiler arasında, astronotların çalı çırpı ile tozlaşma için kullanacakları, küçük yeşil yaprakları yüksek düzeyde mineral içeren mizuna ve domates yer alıyor.
nükleer motorlar
Dünya’dan Uluslararası Uzay İstasyonu’na ulaşmak bir günden az sürüyor. Mars’a yolculuk yaklaşık bir yıl sürer ve büyük miktarda yakıt gerektirir. Uzaya roket fırlatmak için kullanılan kimyasal motorlar, bir uzay aracını başka bir gezegene göndermek için yeterli değil. Marshall Uzay Uçuş Merkezi’nde nükleer mühendis olan Bill Emmerich’e göre, Mars ile aramızda hiçbir istasyon olmadığı için gereken tüm yakıtı taşımak imkansız. Bu nedenle uçuş süresini kısaltmaya kadar çok farklı yapı ve hızlara sahip motorların kullanılması gerekmektedir.
Bu nedenle, hazırlık çalışmaları nükleer enerjinin kullanımına odaklandı. Bir nükleer motorun çalışması, hidrojen gibi son derece hafif bir gazın bir reaktörde aşırı yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılması ilkesine dayanır. Bu ısıtılmış gaz, uzay aracını ileri doğru itmek için bir nozuldan geri püskürtülür. Memeden püskürtülen gazın sıcaklığı ne kadar yüksek ve kullanılan gaz ne kadar hafifse, verim o kadar yüksek olur. Nükleer motorlar sadece verimli olmakla kalmıyor, aynı zamanda çok daha yüksek hızlara ulaşıyor. İnsansız uzay araçlarında iyon tahrik sistemi kullanılmıştır. Benzer bir sistemle Mars’a yolculuk bir yıl sürebilir. Oysa bir termonükleer motor bu yolculuğu sadece dört veya beş aya kadar kısaltabilecektir.
Bu hızda Mars’a gitmek için, büyük bir uzay aracının yaklaşık 230 gram uranyum yakıtına ihtiyacı olacaktır. Uranyum radyoaktiftir, ancak uranyum yakıtı tehlikeli değildir. Ancak reaktör çalıştırıldığında, uranyum fisyon yoluyla diğer elementlere ayrılır. Bu fisyon ürünleri oldukça radyoaktiftir. Çevreye herhangi bir zarar vermemek için kalkışta konvansiyonel roket motoru ve yakıtı kullanılacak, uzay aracının uzaya gitmesinin ardından önümüzdeki 10 yıl içinde geliştirilmesi planlanan nükleer motor çalıştırılacak. ve radyoaktif olacaktır. Atık uzayda bırakılacak.
3 boyutlu yazıcılar
Mars’a giden astronotlar bazı şeyleri kendileri yapmak zorunda kalacaklar. Kızıl gezegenden bazı eşyalar toplayabilecekler, ancak bu ham maddeleri kullanılabilir hale getirmek için işlemenin bir yolunu bulmaya çalışacaklar. NASA araştırmacısı Nikki Werkheiser’in dediği gibi, “Dünyadan bağımsız olmalılar.” İşte bu noktada 3D baskı teknolojisi devreye giriyor. Astronotlar, ihtiyaç duydukları araçları bir düğmeye basarak oluşturabilecekler.
3D yazıcılar sıcak tutkal tabancaları gibi çalışır. Bilgisayar tarafından oluşturulan bir tasarım, yazıcı tepsisindeki polimer katmanları kaldırarak ve her katman sertleştikten sonra yeni katmanlar ekleyerek, 3D nesne görünene kadar devam ederek gerçeğe dönüşür. Bu kapsamlı üretim teknolojisi ile çok karmaşık tasarımlar yapılabilmekte, dişliler ve iç parçalar hareket ettirilebilmektedir.
Uluslararası Uzay İstasyonu’nda kullanılan 3D baskı teknolojisinin zamandan ve paradan tasarruf etmenin ötesinde başka önemli faydaları da var. Roketlerle uzaya gönderilen araçlar, fırlatma darbelerine dayanacak şekilde güçlendirilir, yüksek güçlendirilmiş malzemelerden yapılır ve ağırlaşır. Uzayda gerekli çeşitli bilimsel aletler üretilirse uzay aracı daha hafif hale getirilebilir. Ayrıca 3D yazıcılar, Ay ya da Mars seyahati gibi daha sonra yedek parça ve malzeme desteğinin ulaştırılamadığı görevler için de büyük önem taşıyor.
Uzaydaki yazıcılar, Dünya’dakinden biraz farklı çalışır. Örneğin, baskı sırasında katmanları soğutmak için havayı nesnenin etrafına dağıtmak için fanlar kullanılır. Ama aynı zamanda bazı avantajları da var. Dünyanın yerçekimi, 3D baskıda bazı sorunlara neden olabilir. Sıcak plastik esnek olduğundan, soğurken vücudun dik durması için bazen birkaç yerden desteğe ihtiyacı olur. Bir yazıcının her yönde üretim yapabileceği uzayda böyle bir sorun yoktur.
Werkheiser ekibi, uzay istasyonunda kullanılan ilk 3 boyutlu yazıcıyı 2014 yılında sevk etti. Uzay istasyonundaki kuru hava, astronotların derilerinin sürekli kaşınmasına neden olduğu için sırtlarında tırmalama çubukları ürettiler. Şimdi araştırmacılar, plastik atıkları geri dönüştürerek baskı için bir yazıcı hazırlıyorlar. İleride 3D yazıcı ile her türlü elektronik cihazı üretecek bir fabrika kurulması planlanıyor.
Kaynak:
— Stephen Petranik, “How We Will Live on Mars”, Simon & Schuster/TED, (2015).
Leonard David, “Mars: Kızıl Gezegendeki Geleceğimiz”, National Geographic Books, (2016).
– NASA, Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi, https://www.nasa.gov/mission_pages
yazar: Juni Saraoğlu’nu aç
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]