99 bin kilometrelik ‘asansör’ ile uzaya çıkacağız

15 yıl içinde, 90 santimetre geniÅŸliÄŸinde ve ÅŸu anda elinizde tuttuÄŸunuz sayfadan daha ince karbon nanotüplerden yapılma bir bant, Ekvador açıklarında bir platforma sabitlenecek. Buna uzaya ‘tırmanma bandı- duvarı’ da diyebilirsiniz.Uzayın 99 bin 200 kilometre derinliklerine kadar esnetilebilecek olan bu bant, Dünya’nın dönüşüyle oluÅŸan merkezcil kuvvetle de gergin tutulacak. Asansörler bandı tırmanıp insanları istedikleri yere bırakAcak.Bu asansör sayesinde, uzay turizmi yaparsınız, haberleÅŸme uydularını kolay ve ucuz yerleÅŸtirirsiniz veya diÄŸer gezegenlere veya göktaÅŸlarına ulaÅŸacak seyahatlerinizi de kolayca gerçekleÅŸtirirsiniz. KulaÄŸa gerçekdışı gibi gözükse de, uygulaması bir o kadar mümkün görülen ‘uzay asansörü’, yukarılara ulaÅŸmayı, Ä°stanbul’dan New York’a gider gibi kolay, güvenli ve ucuz hale getirebilir. 15 yıl içinde uzaya ilk asansörün çıkarılmasını saÄŸlayacak detaylı bir plan hazırlandı. Bu plan, GüneÅŸ Sistemi’ni fethetmenin anahtarı.15 yıl içinde, 90 santimetre geniÅŸliÄŸinde ve ÅŸu anda elinizde tuttuÄŸunuz sayfadan daha ince bir bant, Ekvador açıklarında bir platforma sabitlenecek. Bu bant, karbon-nanotüp kompozitinden yapılma.Uzayın 99 bin 200 kilometre derinliklerine kadar esnetilebilecek olan bu bant, Dünya’nın dönüşüyle oluÅŸan merkezcil kuvvetle de gergin tutulacak. Asansörler bantı tırmanıp insanları istedikleri yere (veya katlara!) bıraktıkça, roketlerle fırlatılma gibi tehlikeli ve pahalı yöntemlerin de artık modası geçecek. Bu asansör sayesinde, uzay turizmi yaparsınız, haberleÅŸme uydularını kolay ve ucuz yerleÅŸtirirsiniz veya diÄŸer gezegenlere veya göktaÅŸlarına ulaÅŸacak seyahatlarınızı da kolayca yaparsınız...Bu projenin sahibi, uzay mühendisi Brad Edwards. Bilimsel AraÅŸtırmalar Enstitüsü’nden. Diyor ki, uzay asansörü yük masraflarını kilo başına 45 bin dolar azalacak. Asansörün inÅŸasıysa, 2 milyar dolar gibi az bir paraya mal olacak.Böylesi iddialı projeler için zaman ve masrafları tahmin edebilmek kolay deÄŸil. Proje, asansörlerin üzerinde ilerleyeceÄŸi 99 bin 200 kilometrelik bantı yaratma fikrine dayanıyor. Projenin bu en önemli bölümünün pratikte nasıl uygulanacağı henüz tam bilinmiyor. Ancak, yine de uzay asansörü fikrini, bilim dünyası çok ciddi bulunuyor ve projenin Amerika’nın gelecekteki uzay programlarının bir parçası olması bekleniyor. Yeni fikirlere ihtiyaç varBir uzay asansörü yaratma gibi gerçekten uzak fikirler, bugüne kadar Arthur Clark gibi pek çok bilim kurgu yazarı ve mühendis tarafından ortaya atılsa da, Edwards’ın 500 bin dolar mali destekle ortaya koyduÄŸu öneri, pratik yönüyle herkesi etkilemiÅŸe benziyor. NASA’nın Ä°leri Fikirler Enstitüsü’nden Patricia Russell, ‘Brad, gerçekten bütün parçaları birleÅŸtirmiÅŸ. Herkes ÅŸaÅŸkına döndü, çünkü o bunu gerçek olarak sundu’ diyor. Yine NASA’dan David Smitherman ise, ‘Bu, bugüne kadar gördüğüm en iyi detaylandırılmış öneri. AnlaşılabilirliÄŸi ve basitliÄŸinden çok etkilendim’ diye anlatıyor düşüncelerini.HerÅŸeye karşın, dikkati çeken uzay önerileri ile karmaşık dünyanın çakışmadığı yerler var. Bir örnek vermek gerekirse, baÅŸlangıçta bir uzay mekiÄŸinin fırlatılması için 5.5 milyon dolar öngörülmüştü. Ancak masraflar tam 70 katına çıktı. Uluslararası Uzay Ä°stasyonu’nun maliyeti, ilk belirlenen 8 milyon doların 10 katına çıkmak üzere. NASA, uzay asansörü projesini ciddiye alsa da bu proje, onun gibi kısıtlı bütçeden pay bekleyen onlarcasından farklı olmayacak. Ama ABD’nin bu öneriyi onlarca yıl reddetmeyi göze alamayacağı belirtiliyor. Edwards, dünyanın ekvatorundan dev bir yapının uzatılmasını hayal eden ilk insan deÄŸil. Bu fikir 1895’e kadar gidiyor. Rus uzay bilimcisi Konstantin Tsiolkovsky, bir asansörün 35 bin 200 kilometreye ulaÅŸacağını, bu noktada yerçekiminin yok olacağını, ancak yine de hissedilebilecek olan çekimin kiÅŸiyi baÅŸ aÅŸağı tutacak ÅŸekilde ters yönde olacağını tasarlamıştı. Tsiolkovsky’den sonra da giriÅŸilen pek çok ciddi proje, asansör bandının yapılamayacağı sonucuna varıyordu. Derken 1991’de Japonya’daki Meijo Ãœniversitesi'nden Sumio Iijima, 2 nanometreden daha küçük geniÅŸliklerde ve farklı uzunluklarda olabilen, mükemmel bir güce sahip silindirik karbon-atom karışımı yapıları, yani ilk nanotüpleri keÅŸfetti. EÄŸer bu nanotüpler herhangi bir güç kaybı olmadan birbirlerine baÄŸlanabilirlerse, bir dikiÅŸ ipliÄŸi kadar ince bir parçası, dev bir arabayı kaldırabilirdi. Edwards, 1990’larda uzay asansörünün bandının bu nanotüplerden yapılabileceÄŸinin ortaya atıldığını, ancak bunun bir fikir olmaktan öte gitmediÄŸini söylüyor. Edwards, bir dergi okurken bir bilim adamının, ‘Uzay asansörü 300 yıldan önce yapılamayacak’ sözlerini okuyor. ‘Ancak hiçbir neden göstermemiÅŸti ve bu beni kamçıladı’, diyor.Planın ayrıntılarıLos Alamos Laboratuvarı’nda geçen 11 yıl içinde Edwards, hareket etmeyen parçalarıyla aşırı soÄŸuk derecelere ulaÅŸabilen bir buluÅŸ yaptı, dünyanın ilk optik soÄŸutucusunu (crycooler) geliÅŸtirdi.Ay ile Jüpiter’in ayı Europa’ya uçuÅŸları planlayan Edwards, 1999’da Astronautica dergisinde, uzay asansörüyle ilgili bir makale yayımladı. Ardından da 2 yıl boyunca bu planını detaylandırdı. Plana göre, Dünya’nın yakınında bir yörüngeye yerleÅŸtirici bir motor gönderilecek. Bu motorlar, 12.5 ila 25 santimetre geniÅŸliÄŸinde bantlar içeren 2 makarayı, ekvatordan yaklaşık 35 bin 400 kilometre yükseÄŸe jeolojik olarak ayarlı bir yörüngeye yerleÅŸtirecek. Makaralar eÅŸzamanlı olarak uzaya doÄŸru 99 bin 200 kilometreye yükseldikçe, bantlar da Dünya’ya inecek. Bu arada, makaralar bantların kütlelerini daima jeolojik olarak ayarlı bir yörüngede tutacak. Bantların asılı duran uçları, Büyük Okyanus’ta deniz ortasındaki petrol platformu gibi bir platforma sabitlenecek. Buradan da, ‘tırmanıcı’ denilen ve solar hücrelerle güç verilen insansız bir cihaz, göğe yükselerek bantları ‘fermuar gibi’ birleÅŸtirecek. Park yörüngeleriBunu 229 tırmanıcı izleyecek ve bu tırmanıcılar, bantlar yaklaşık olarak 100 santimetreye ulaşıncaya kadar 2 yıl boyunca daha fazla nanofiber-kompozit teller ekleyecekler. Toplam 230 tırmanıcı, ilk gönderilen yerleÅŸtirici motorun altında toplanarak karşı-ağırlık görevi görecekler. Tamamlanan bant ve karşı-ağırlığı, her biri 13 ton ağırlığında yük veya insan içeren, saatte hızı 200 kilometre olan ve jeolojik olarak ayarlı yörüngeye 7 günde ulaÅŸan sabit bir tırmanıcı akışını karşılayabilecek. BaÅŸlangıç aÅŸamalarında, yükselen tırmanıcılar, ‘park etme’ yörüngelerine yerleÅŸebilecekler. Daha fazla bant yapıldıkça, maliyetler de aÅŸağı çekilecek. Tam teÅŸekküllü birkaç bant, Dünya’ya ışın gönderebilecek solar uyduların, sıfır yerçekiminde geniÅŸ çaplı üretimin, uzay turizminin, küresel çevre korumanın daha iyi izlenmesinin, gözlemevlerinin, Dünya’nın yörüngesinden insanoÄŸlunun yarattığı birikintilerin temizlenmesinin ve yüzlerce insanla dolu gemilerin Mars’a keÅŸfe çıkmasının önünü açacak. Edwards’ın 2002’de yayımladığı kitabında da yazdığı gibi, ‘uzay asansörü, tarihimizde büyük bir itici güç olabilir.’Çözülecek problemlerEdwards’ın önündeki en büyük sorun, bandın yaratılmasıydı. Nanotüpler, bir uzay asansörüne yetecek güce sahipti. Ancak asıl zorluk, bunları polipropilen gibi bir maddenin içine yüksek konsantrasyonlarda iliÅŸtirmekteydi. Bugüne kadar elde edilen bileÅŸikte, yalnızca yüzde 1 oranında nanotüp bulunuyor. Uzay asansörünün bandı içinse bu oranın yüzde 50’ye çıkarılması gerekiyor. Edwards’a göre uzmanlar bunun üzerine çalışmakta.Bu çözülse bile daha ‘küçük’ sorunlar var. ÖrneÄŸin uzaydaki ‘çöpler’. 1950’lerde uzay çağının baÅŸlamasıyla, Dünya’ya yakın yörüngeler bir çöplük yuvasına dönüştü. Buralarda, içinde her biri yaklaşık olarak 1.25 santimetre ve daha fazla geniÅŸliklerde olan ve saatte 48 bin kilometre hızla giden neredeyse 110 bin iri, uzay aracı atığı bulunuyor. Yüksek güçte bir tüfek kurÅŸunundan 20 kat daha hızlı hareket eden bu parçalar, asansörün süper güçteki tellerini mahvedebilir. Edwards’ın buna çözümü ise, bandın üssünü hareketli halde inÅŸa etmek (her 6 saatte 9 ila 18 metre hareket gerekiyor) ve böylece NASA’nın saptadığı en büyük parçalardan sıvışabilmek. Ayrıca bant, parçaların en yoÄŸun olduÄŸu yerlerde kalınlaÅŸtırılır ve düzenli aralıklarla yırtılan yerler ‘yamanır.’Lazer gücüyle çalışan tırmanıcıların sürekliliÄŸi de bir diÄŸer kaygı konusu. Edwards’ın planına göre, karada bulunan katı haldeki lazerler, tırmanıcıların altındaki fotovoltaik hücrelere ışın gönderecek. Edwards, 20 tonluk tırmanıcıların her birinin 2.4 megavat güç gerektireceÄŸini belirtiyor. Uzmanlarsa bunu saÄŸlamanın mümkün olduÄŸu görüşünde. Edwards, tüm zorlukların bir bir üstesinden geliyor. Atmosferin yüksek katmanlarında atomik oksijen nedeniyle oluÅŸacak korozyon, birkaç mikron kalınlığında altın veya platin kaplamayla giderilebilir. Fırtınalara karşı, bandın ilk 8 kilometresi daraltılabilir. Paraya gelince, gerçekten tüm bunlar yalnızca 6 milyar dolar mı tutacak? ‘Bu, teknik maliyettir ve tüm programın maliyetinden farklıdır. Bunun 2, hatta 3-4 katına çıkabilir’ diyor Edwards ve ekliyor, ‘Mars’a roket fırlatmanın 1 trilyon dolara mal olduÄŸu bir ortamda, bir uzay asansörüne verilecek 24 milyar dolar ucuzdur.’Discover dergisinda yayımlanan (Temmuz 04) habere göre, asansör eÄŸer çalışırsa, bu insanlığın kaderini baÅŸtan sona deÄŸiÅŸtirecek bir devrim olacak. NASA’nın astım nedeniyle astronot olmasına izin vermediÄŸi Edwards’ın da uzaya yolculuk rüyalarını gerçeÄŸe dönüştürecek. Diyor ki:‘20 yıl içinde 60 yaşıma geleceÄŸim. Uzay asansörüne binecek kadar da saÄŸlıklı olabileceÄŸim. Belki de oralara ulaÅŸabilmemim tek yolu, kendi yolumu kendim yaratmaktır.’Ana istasyon Yeri deÄŸiÅŸtirilen bir petrol delme platformu, hem uzay istasyonunun ana istasyonu hem de tırmanıcıları lazer gönderme merkezi görevi görür. Deniz ortasında, kıyıdan uzak bir platformun en büyük avantajı, hareketliliktir. Tüm istasyonun yeri, uzaydaki ‘çöp’lerden kaçmak için birkaç günde bir deÄŸiÅŸtirilir. Edwards’a göre, buna en uygun yer, hem göreceli olarak ÅŸimÅŸeklerin düşmeyeceÄŸi bir bölge olması hem de ABD’ye yakınlığı nedeniyle Ekvador.Nanotüplerden bant1991’de keÅŸfedilen ve bugün dünya çapında bütün laboratuvarlarda üretilen nanotüpler, ağırlığının beÅŸte biri olan çelikten bile 100 kat daha güçlü. Uzay asansörünün bandında, karbon nanotüplerden elde edilen ve 20 mikron çapında binlerce tel bulunacak. Teller, polyester bantla, yaklaşık 90 santimetre aralıklarla çapraz ÅŸekilde örülecek. Tırmanıcı Yukarı çıkacak olan araçların, boyutları, ÅŸekilleri ve güçleri, iÅŸlevine göre deÄŸiÅŸecek. Tırmanıcıların gücü, ana istasyondan altlarındaki fotovoltaik hücrelerle gönderilen lazerlerle saÄŸlanacak. Bulutların engellememesi için, en az 2 fazladan lazer daha yerleÅŸtirilecek.Karşı-ağırlık Uzaya gönderilen ve parçaları orada birleÅŸtirilen bir merkez, iki bant gönderecek. Bantlar dünyada sabitlendikten sonra 230 insansız araç, bantları ‘fermuar’ gibi birleÅŸtirecek ve kalınlaÅŸtıracak. Bu tırmanıcılar, o andan itibaren daima merkezin altında kalarak, karşı-ağırlık görevi görecekler. Uzay mühendisi Brad Edwards’ın uzay asansörü inÅŸa etme planı, 92 bin 200 kilometre uzunluÄŸunda, 90 santimetre geniÅŸliÄŸinde ve bir gazete sayfasından da ince karbon-nanotüp kompoziti olan bir banda dayanıyor. Asansörün bir ucundaki yeryüzündeki çekim kuvveti ile uzayın derinliklerinde merkezcil kuvvetler birbirlerine karşı gelerek, bandı gergin ve sabit tutar. Tırmanan araçlar, belirli yörüngelere insan ve yük taşırlar. Bir tırmanıcı (asansör), bandın sonunda bir yolcuyu veya yükü serbest bıraktığında, bunlar Mars’a, Venüs’e veya göktaÅŸlarına yolculuk edebilecek hıza da sahip olacaklar. Â