Bilimsel araştırmalara konu olabilecek gök cisimleri arasında her zaman için birinci sırayı tutan doğal uydumuz Ay´ın ardından son yıllarda yeni yaşam mekanı olarak Mars da oldukça popüller hale geldi. Peki ya bir sabah uyandığınızda kendinizi Ay´da bulursanız, Ay´da neler yapabileceğinizi hiç düşündünüz mü? Yapılabilecek en keyifli işlerden biri yüzeyini kaplayan tozdan kocaman kaleler hatta şatolar yapmak olabilir pekala.

Atmosferi olmadığı için rüzgar ve benzeri oluşumlardan da uzak olan Ay´da yaptığınız eşsiz eserleriniz yüzyıllarca bozulmadan kalabilir. Hatta yapacağınız kısa bir yürüşte, 1969 yılında Ay´a ilk ayak basan Neil Armstrong´un ayak izini bile bulabilirsiniz.

Peki Ay bilimsel çalışmalar için de uygun bir yer olabilir mi? NASA´nın Şubat ayında yayınladığı bir habere göre Ay´da yapılabilecek 181 farklı bilimsel çalışma mevcut. Bu listenin hazırlanmasında 1.000´den fazla kişiyle iletişime geçilmiş ve çeşitli konularda çalışma taslakları çıkarılmış.

Bu çalışmaların ana hedeflerine bakacak olursak bunları maddeler halinde özetleyebiliriz:

İnsanlığın varlığını Ay´da da sürdürebilir hale gelmesi ve ileride yapılar inşaa edebilmesi için yapılacak araştırmalar Dünya, Güneş Sistemi ve evrenin geçmişi ve bizim bunlar arasındaki yerimize dair temel sorularımızı yanıtlamamıza olanak tanıyacak bilimsel etkinlikler

– Ortak istek ve amaçlar doğrultusunda, ülkeler arasında barışçıl ve paylaşımcı bir işbirliğinin sağlanması,
– Dünya ekonomisinin, Ay´a yolculuklar, Ay madenleri ve Ay üzerinden gerçekleştirilebilecek uzay turizmi sayesinde genişletilmesi ve kendi gezegenimizdeki yaşama katkıda bulunacak faydalar elde edilmesi,
– Mars ve daha da ötesinde yapılacak çalışmalarda riski azaltmak ve üretkenliği artırmak üzere teknolojilerin, sistemlerin, uçuş işlemlerinin ve araştırma tekniklerinin Ay üzerinde denenmesi,
– Gençlerin ve toplumun, uzay araştırmalarında geleceğin ihtiyaçlarına cevap verebilecek düzeyde eğitilmesi ve çalışma alanlarının desteklenmesi.

Bu çalışmalardan birkaçına değinecek olursak; ülkemizde henüz çalışılmaya başlanan bir bilim olan radyo astronomi aslında Ay´da araştırılması çok uygun bir alan olabilir.

Dünya´dan gelecek radyo gürültüden uzak bir Ay krateri üzerine yerleştirilebilecek bir radyo teleskop ile Dünya atmosferi tarafından Dünya´dan gözlenmesi engellenen çok düşük frekanstaki kaynaklar gözlenebilir. Evrenin daha önce bu frekanslarda hiç gözlemi yapılmamış olduğu göz önünde bulundurulduğunda düşük frekanslara açılan bu yeni pencerenin birçok keşfe gebe olması hiç de şaşırtıcı olmasa gerek.

Resim-2. ESA Uzay ajansının Ay´a gönderdiği SMART-1 uzay aracı ile alınan bu fotoğrafta Ay´ın kuzey kutup noktasına yakın Plaskett krateri görülmektedir. Bu bölge insanoğlunun Ay´da konumlanması için çok ideal yerlerden biri. Sürekli güneş ışığı alması, oradaki sıcaklığın uygun olması ve hemen yakınındaki sürekli karanlıkta kalan kraterlerin tabanında su buzu olma olasılığını bilim adamları olumlu değerlendirmektedir. Ayrıca Ay´ın boylamsal salınımından dolayı her ay 15 gün Dünya´yı görebilmesi de diğer avantajlarından biridir.

Ay, bu düşük frekansların yanısıra güneş rüzgarları ile gelen yüksek enerjili parçacıklar ve derin uzaydan gelen kozmik ışınların da çalışılabileceği mükemmel bir yerdir. Uzaya yerleştirilen çoğu bilimsel uydu Dünya´nın manyetosferi içinde kaldığı için bu bölgelerde rahat bir gözlem gerçekleştiremez. Dünya´daki çalışmalara ise atmosferimiz engel olmaktadır. Hem manyetosferden uzak olduğu hem de görünür bir atmosfere sahip olmadığı için Ay, Güneş´ten gelen bu parçacıkların tam bir profilinin elde edilmesini sağlayabilir. Böylelikle Ay´a yerleştirilen algılayıcılar sayesinde Güneş içinde gerçekleşen süreçlerin ve uzak karadelik ve süpernovalardan gelen kozmik galaktik ışınımın özelliklerini tam olarak açığa çıkarılabilir.

Bu konuda biraz daha ayrıntıya inecek olursak; bu parçacıkların, Ay yüzeyini kaplayan toz ve parçalanmış kaya katmanı, regolit, tarafından yakalandığını belirtmemiz gerekir.

Regolit aslında atmosfere sahip olmayan karasal ve milyarlarca yıldır aktif olmayan jeolojik yüzeye sahip gezegenlerin karakteristik bir yüzey özelliği olarak da adlandırılabilir. Regolit, küçük ve mikro boyutlardaki göktaşlarının çarpmasıyla meydana gelen toz ve kaya parçacıklarından oluşmaktadır. Regolitin yapısı büyük ölçüde yer altındaki kayaları temsil etmektedir.

Ay yüzeyindeki regolit katmanı denizlerde 2-8 m. kalınlığında ve dağlık kısımlarda ise 15 m. yöresindedir. Yani Ay´daki regolit, Güneş´ten gelen çıktıların tarihi bir kaydı olarak da yorumlanabilir; merkezden alınacak örnekler Güneş´ten gelenlerin milyarlarca yıllık değişimini bize anlatabilir. Böylece bunların Dünya´daki canlı yaşamını geçmişten günümüze nasıl etkilediğini ya da iklimsel değişikliklerimizdeki etkisini araştırabiliriz.

Kimi bilim insanlarının Ay´ı ‘Dünya fosili´ olarak adlandırdığını düşünecek olursak, Ay, geçen zamana karşın değişime uğramaması nedeniyle gezegen oluşumuna yakın bir örnek oluşturmaktadır. Bu nedenle bilim insanları için bir altın madeni değerine sahiptir.

Ay´ın, küçük oluşu ve dinamik olmayan iç yapısı sayesinde iç kısımları Güneş Sistemi´nin ilk zamanlarından beri korunmaktadır. Böylelikle iç kısımlarının incelenmesi, bize gezegen oluşumu süresince bir gezegenin iç katmanlarının nasıl katılaştığını ve katmanlara ayrıldığını büyük ölçüde anlatabilir. Hatta Ay üzerindeki bazı kraterlerin oluşum zamanlarının basit bir saptaması bile, tarih boyunca Dünya yöresindeki göktaşı sayısı hakkında bilgi sunabilmektedir.

Bu bilgiyi Dünya´dan elde edemeyişimizin nedeni ise aktif haldeki yanardağlardan gelen lavların, yüzeyi sürekli yenileyerek geçmişe dair izleri silmesidir.

Bu bilgi, yer kabuğunun sürekli yenilenmesi nedeniyle dünya üzerinde saklı tutulamamış olmasına karşın Ay yüzeyinin bu durağan özelliği nedeniyle Dünya´daki iklim değişiklikleri ve hatta yaşamın evrimi ile göktaşı-dünya çarpışmaları arasındaki ilişkiyi açığa çıkarılabilir.

Ay´da yapabileceğimiz işlerin yarısından çoğu, uzaydaki başka bir dünyada yaşamayı öğrenmemize yardımcı olacak niteliktedir.

Bunların arasında astronotların zararlı ışınımlardan korunmasından, havasız ortamda besin maddesi yetiştirlmesine kadar çeşitli deneyler bulunmakta. Asıl amaç, öncelikle, iniş yapılan yüzeylerden kalkışı kolaylıkla sağlayabilir hale gelmek ve çalışmaları olabildiğince Dünya kaynaklarından bağımsız hale getirebilmektir.

Ay için yapılacak bu tür çalışmaların çoğu ileride Mars´ta yapılacak çalışmalara öncülük edebilecek niteliktedir. Mars´a gidecek astronotların Ay´dakine benzer durumlarla karşılaşması bilim insanları için çok da şaşılacak bir durum değildir.

Bu nedenle Ay´da kazanılacak deneyimler, ileride kızıl gezegen yolculuklarımıza ışık tutacak en değerli çalışmalar arasında olacaktır.

Yüzü aşkın bu proje dizisi içinde, Dünya ve Ay’a tehdit oluşturabilecek yakın cisimlerin takibi için Ay´a bir alıcı yerleştirilmesi de yer alıyor. Bu alıcı sayesinde her türlü yakın cismin yörüngesini ve fiziksel özelliklerini belirlemek çok daha kolay olacaktır.

Böylece Dünya ve Ay´a muhtemel bir çarpma durumunda oluşacak hasarın büyüklüğü hakkında da bilgi edinebiliriz. Ay´a yerleştirilecek başka bir aygıt ile Dünya atmosferindeki çeşitli maddelerin oluşum hızının izlenmesini de gerçekleştirilebilir ve bu sayede atmosfer dinamiği hakkında daha derin ayrıntılı bilgilere ulaşabiliriz.

Örneğin çok bantlı bir aygıt kullanılarak CO, NO2, HCHO, BrO, CO2, CH4 ve aerosollerin, troposfer ve stratosferdeki haritalarının çıkartılması bu amaca hizmet edecektir. Dolayısıyla günümüzün tartışılan konusu olan küresel ısınma süreci ile ilgili elimizde çok daha fazla veri toplanacaktır.

Ay ortamının maddeler üzerindeki etkisinin araştırılmasını hedefleyen bir çalışma ile de, Ay´da uzun süreli kalış projelerinde kullanılacak donanımın ve hatta orada gerçekleştirilecek deneylerdeki malzemenin yapısında nelere dikkat edilmesi gerektiği hakkında da bilgi elde edilebilir.

En belirgin özelliği olarak atmosfersiz olan bu ortamda çekim farklılığı, ısısal farklılık veya tozlar gibi birçok etkenin hem ayrı ayrı hem de toplam etkisinin araştırılması ile yine Mars yolculuğunu kolaylaştıracak bir çok bilimsel sonuca ulaşabiliriz.

Buna ek olarak bu ortamda kullanılmaya uygun yeni malzemelerin geliştirilmesi de söz konusu olabilir pekala.

Ay´da yapılacak insanlı deneylerde ise insan vücudunun bu farklı ortama uyumu, karşılaştığı zorluklar da dikkat edilmesi gereken bir diğer konu. Kas ve iskelet sistemi, sindirim sistemi ve üreme sistemi gibi birçok yaşamsal önem taşıyan sistemin nasıl etkilendiği ve bu etkilerin giderilmesi için alınması gereken önlemler ve yapılması gereken düzeltici eylemlerin belirlenmesi de gerekmekte.

Ay´da planlanan bunca çalışmanın ardından, bilim insanlarının Ay´da bir üs kurmayı planladıklarını rahatlıkla söyleyebiliriz. Ay´ın güney kutbuna yakın ve bu sayede sürekli aydınlık olan, ancak karanlık bölgeye de sınır olan bir konumda, Güneş ışınlarının daha bol olduğunu göz önünde bulunduran astronomlar, merkez üssü olarak böyle bir yerin uygun olabileceği görüşündeler.

Ekvatorda yıllık sıcaklık farkı yaklaşık 250 derece civarında iken bu farkın kutuplarda yaklaşık 50 derece olması da, bu bölgenin ileride gerçekleşebilecek bir yaşam ortamı için diğer bölgelere göre daha elverişli koşullar sunmasını sağlamakta. Bu sıcaklık farkının küçük olması güneş ışınlarının eğik gelmesinden ve sürekli ışık almasından kaynaklanmaktadır.

Ayrıca kuyup bölgesine yakın kraterlerin içinde su buzu olduğunu gösteren bazı bilimsel kanıtlar bulunmakta. Eğer o yörede bir de su buzu bulunursa bu Ay´da yaşayacak insanlar için bulunmaz bir nimettir. İşte bu nedenlerle Ay´ın güney veya kuzey kutup bölgeleri çok elverişlidir.

NASA´nın 2008 yılında Ay´a göndereceği “Yörüngedeki Ay Keşif” uydusu, LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) adlı ikinci bir uydu ile beraber fırlatılacak.

Bu iki uydunun amacı Ay´da su aramak. LCROSS kutup bölgesinde belirlenen bir kraterin içine gönderilerek çarpışma sağlanacak, LRO ise bu çarpışmanın sonunda çıkacak su buharını saptamaya çalışacak.

Resim 5. İnsanlığın Ay´da yapacağı çalışmalar sadece kendimize yeni bir dünya yaratmak için değil, aynı zamanda Ay´dan başka yaşanabilecek yeni gök cisimleri bulmak için de yararlı olacak.

Mars çalışmalarına öncülük edeceği ve bilim dünyasının acemiliğini giderebileceği bir deneme ortamı olarak düşünüldüğünde Ay´ın değeri biraz daha artıyor…

Dünya´dan fırlatılıp Ay yüzeyinde konumlandırılabilecek şekilde tasarlanmış bir modülün projelendirilmesi ise 2006 yılının sonlarına doğru Werner Grandl tarafından gerçekleştirilmiştir.

Alüminyum levhalardan oluşan bu modül, sekiz kişilik bir astronot mürettebatını radyasyon, mikro boyuttaki göktaşları ve aşırı yüksek ve düşük sıcaklıklardan koruyabilecek şekilde çift katmanlı bir yapıya sahip.

Modülün Ay etrafında bir yörüngede birleştirilmesi ve yine Ay yörgünesinde bulunan astronotların yönetimiyle Ay yüzeyinde indirilmesi planlanmış. Modülde, her biri 17 m. uzunluğa ve 6 m. çapa sahip altı silindir bulunmakta.

Alüminyum levhalardan yapılmış olan bu silindirik modüllerin her biri, iç donanımı ve mobilyaları ile birlikte yaklaşık 10 ton ağırlığında. Sekiz astronot ya da bilimadamının içinde yaşayabileceği şekilde tasarlanan bu modüllerin kullanım alanlarına bakacak olursak;

– Bir merkezi yaşam modülü,
– Bir laboratuvar modülü,
– Güneş panelleri, küçük bir nükleer reaktör ve antenlerin üzerinde bulunduğu bir enerji modülü,
– Dışarıya açılan kapılar ve uzay kıyafetlerinin de olduğu bir hava kilitli modül,
– Her kişi için özel odaların bulunduğu iki yaşam modülü.
– Üstelik enerji modülünü hesaba katmasak bile kullanılabilecek alan yaklaşık 270m2.

Ay´da yürütülecek bu çalışmada Ay madenlerinin kullanılması da gayet uygun görülmekte. Astronotlara bir kalkan görevi görecek olan dış duvarın iki katmanın arası, küçük bir kazıcı sayesinde Ay yüzeyinden elde edilecek olan regolit ile doldurulacak.

Böylelikle, Dünya´dan taşınacak bu modüllerin kalkış yükü de olabildiğince hafifletilmiş olacak.

Tüm bunların yanısıra Ay madenlerinin kullanımı ve düşük çekim ve yüksek vakum ortamında yapılabilecek araştırmalar gibi yaratıcı ve ticari projeler, insanoğluna çeşitli olanaklar sunabilir.

Ay madenlerinin asıl kullanım alanı ticari uydu operatörlerine satılması olabilir. Böylelikle Dünya yörüngesindeki uydulara ulaşım daha kolay hale gelirse Dünya´dan Ay´a veya yakın uzay bölgelerine yapılacak turistik geziler daha sık ve düşük maliyetli olabilir.

Örneğin Ay üzerinde bulunan ve Dünya´dan yönetilebilecek gezgin bir araç sayesinde, Dünya´dan ayrılmadan ancak yine kişiye özel ve görüntünün televizyon ekranına aktarıldığı gezintiler söz konusu olabilir.

Kişisel bilgisayardan verilecek komutlara göre Ay üzerinde gezen ve hatta belirtilen kratere giden gezginden elde edilen görüntü, masasının başından ayrılmayan uzay turistimize gönlünce bir sanal Ay ziyafeti sağlayabilir. Kısacası tasarılarımızı, hayalgücümüzün gittiği yere kadar sürdürebiliriz.

Listedeki tüm fikirlerin gerçekleştirilmesine gerek olmayabilir. Zaten NASA yetkilileri de Ay´a yeniden dönüş çalışmalarında, bu 181 maddelik listenin içinden seçilen en önemli çalışmalara öncelik tanımayı planlıyor. Diğer hedefler ise başka uzay ajanslarına veya Ay keşfine ilgisi olan özel girişimcilere bırakılacak.

Üniversiteler ve bilimadamlarından gelen katkılarla büyümeye devam eden bu liste sürekli kendi kendini geliştirmekte. Çok da uzak olmayan bir gelecekte, dünyanın dört bir yanındaki insanlar Ay´a baktıklarında orada hem insanlar hem de robotların yürüttüğü araştırmaların izlerini görebilir hale gelecekler.

İnsanlığın hedefi bir kez daha Ay´a gitmek; ama bu defa orada uzun süre kalmak ve Mars yolculuğu için gerekli hazırlıkların yapılmasını sağlamak. Bu nedenle, ihtiyacımız olan taşıma sistemlerinden, Ay keşif çalışmalarının yararlı olabileceği yandallara ve hatta bizi oraya götürecek olan uzay aracının yapımına kadar herşeyi belirlememiz gerekmekte.

Öyle görünüyor ki önümüzdeki dört-beş yıl, büyük ölçüde, geleceğin Ay kaşiflerinin bu heyecan verici planlarımızı gerçekleştirebilmeleri için ihtiyaç duyacakları donanımın hazırlanmasıyla geçecek. Yapılacak olan çalışmalar her ne olursa olsun, tüm insanlığın bundan yararlanacağından şüphe yok!

Kısacası, Ay´da yapılacak çok iş var! İnsanoğlunun çok çalışması gerekiyor çooook…

Sevgilerimle…

Prof.Dr.Ethem DERMAN

Not: Bu yazıyı sevgili öğrencim Tuğça Şener ile birlikte TÜBİTAK Bilim ve Teknik dergisi için hazırladık. Derginin Haziran 2007 sayısında yayınlandı.

Kaynaklar:

1- http://www.nasa.gov
2- Grandl, Werner; Lunar Base 2015 Stage1 Preliminary Design Study; Acta Astronautica 60 (2007) 554-560
3- http://www.esa.int/esaSC/SEMEYGN0LYE_index_0.html
4- Astronomy From The Moon, Jack Burns, Center For Astrophysics And Space Science University Of Colorado, Agustos 2006
5- http://www.uni-graz.at/space2005/II.1.htm
6- http://www.esa.int/esaSC/SEMEZ2N0LYE_index_0.html