99 bin kilometrelik ‘asansör’ ile uzaya çıkacağız

15 yıl içinde, 90 santimetre genişliğinde ve şu anda elinizde tuttuğunuz 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 oluşan merkezcil kuvvetle de gergin tutulacak. Asansörler bandı tırmanıp insanları istedikleri yere bırakAcak.

Bu asansör sayesinde, uzay turizmi yaparsınız, haberleşme uydularını kolay ve ucuz yerleştirirsiniz veya diğer gezegenlere veya göktaşlarına ulaşacak seyahatlerinizi de kolayca gerçekleştirirsiniz.

Kulağa gerçekdışı gibi gözükse de, uygulaması bir o kadar mümkün görülen ‘uzay asansörü’, yukarılara ulaşmayı, İstanbul’dan New York’a gider gibi kolay, güvenli ve ucuz hale getirebilir.

15 yıl içinde uzaya ilk asansörün çıkarılmasını sağlayacak detaylı bir plan hazırlandı.

Bu plan, Güneş Sistemi’ni fethetmenin anahtarı.

15 yıl içinde, 90 santimetre genişliğinde ve şu anda elinizde tuttuğunuz 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 oluşan 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, haberleşme uydularını kolay ve ucuz yerleştirirsiniz veya diğer gezegenlere veya göktaşlarına ulaşacak seyahatlarınızı da kolayca yaparsınız...

Bu projenin sahibi, uzay mühendisi Brad Edwards. Bilimsel Araştırmalar Enstitüsü’nden. Diyor ki, uzay asansörü yük masraflarını kilo başına 45 bin dolar azalacak. Asansörün inşasıysa, 2 milyar dolar gibi az bir paraya mal olacak.

Böylesi iddialı projeler için zaman ve masrafları tahmin edebilmek kolay değil. Proje, asansörlerin üzerinde ilerleyeceği 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 var

Bir 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 koyduğu öneri, pratik yönüyle herkesi etkilemişe benziyor.

NASA’nın İleri Fikirler Enstitüsü’nden Patricia Russell, ‘Brad, gerçekten bütün parçaları birleştirmiş. Herkes şaşkına döndü, çünkü o bunu gerçek olarak sundu’ diyor.

Yine NASA’dan David Smitherman ise, ‘Bu, bugüne kadar gördüğüm en iyi detaylandırılmış öneri. Anlaşılabilirliği ve basitliğinden çok etkilendim’ diye anlatıyor düşüncelerini.

Herşeye karşın, dikkati çeken uzay önerileri ile karmaşık dünyanın çakışmadığı yerler var. Bir örnek vermek gerekirse, başlangıçta bir uzay mekiğinin fırlatılması için 5.5 milyon dolar öngörülmüştü. Ancak masraflar tam 70 katına çıktı. Uluslararası Uzay İstasyonu’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 değil.

Bu fikir 1895’e kadar gidiyor. Rus uzay bilimcisi Konstantin Tsiolkovsky, bir asansörün 35 bin 200 kilometreye ulaşacağını, bu noktada yerçekiminin yok olacağını, ancak yine de hissedilebilecek olan çekimin kişiyi baş aşağı tutacak şekilde ters yönde olacağını tasarlamıştı.

Tsiolkovsky’den sonra da girişilen pek çok ciddi proje, asansör bandının yapılamayacağı sonucuna varıyordu.

Derken 1991’de Japonya’daki Meijo Üniversitesi'nden Sumio Iijima, 2 nanometreden daha küçük genişliklerde ve farklı uzunluklarda olabilen, mükemmel bir güce sahip silindirik karbon-atom karışımı yapıları, yani ilk nanotüpleri keşfetti.

Eğer bu nanotüpler herhangi bir güç kaybı olmadan birbirlerine bağlanabilirlerse, bir dikiş ipliği kadar ince bir parçası, dev bir arabayı kaldırabilirdi.

Edwards, 1990’larda uzay asansörünün bandının bu nanotüplerden yapılabileceğinin ortaya atıldığını, ancak bunun bir fikir olmaktan öte gitmediğini söylüyor.

Edwards, bir dergi okurken bir bilim adamının, ‘Uzay asansörü 300 yıldan önce yapılamayacak’ sözlerini okuyor. ‘Ancak hiçbir neden göstermemişti ve bu beni kamçıladı’, diyor.

Planın ayrıntıları

Los Alamos Laboratuvarı’nda geçen 11 yıl içinde Edwards, hareket etmeyen parçalarıyla aşırı soğuk derecelere ulaşabilen bir buluş yaptı, dünyanın ilk optik soğutucusunu (crycooler) geliştirdi.

Ay ile Jüpiter’in ayı Europa’ya uçuşları 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 yerleştirici bir motor gönderilecek. Bu motorlar, 12.5 ila 25 santimetre genişliğinde bantlar içeren 2 makarayı, ekvatordan yaklaşık 35 bin 400 kilometre yükseğe jeolojik olarak ayarlı bir yörüngeye yerleştirecek.

Makaralar eşzamanlı olarak uzaya doğru 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’ birleştirecek.

Park yörüngeleri

Bunu 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 yerleştirici 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 ulaşan sabit bir tırmanıcı akışını karşılayabilecek.

Başlangıç aşamalarında, yükselen tırmanıcılar, ‘park etme’ yörüngelerine yerleşebilecekler. Daha fazla bant yapıldıkça, maliyetler de aşağı çekilecek.

Tam teşekküllü birkaç bant, Dünya’ya ışın gönderebilecek solar uyduların, sıfır yerçekiminde geniş çaplı üretimin, uzay turizminin, küresel çevre korumanın daha iyi izlenmesinin, gözlemevlerinin, Dünya’nın yörüngesinden insanoğlunun yarattığı birikintilerin temizlenmesinin ve yüzlerce insanla dolu gemilerin Mars’a keşfe çıkmasının önünü açacak.

Edwards’ın 2002’de yayımladığı kitabında da yazdığı gibi, ‘uzay asansörü, tarihimizde büyük bir itici güç olabilir.’

Çözülecek problemler

Edwards’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 iliştirmekteydi.

Bugüne kadar elde edilen bileşikte, 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. Örneğin uzaydaki ‘çöpler’. 1950’lerde uzay çağının başlamasıyla, Dünya’ya yakın yörüngeler bir çöplük yuvasına dönüştü.

Buralarda, içinde her biri yaklaşık olarak 1.25 santimetre ve daha fazla genişliklerde olan ve saatte 48 bin kilometre hızla giden neredeyse 110 bin iri, uzay aracı atığı bulunuyor.

Yüksek güçte bir tüfek kurşunundan 20 kat daha hızlı hareket eden bu parçalar, asansörün süper güçteki tellerini mahvedebilir.

Edwards’ın buna çözümü ise, bandın üssünü hareketli halde inşa etmek (her 6 saatte 9 ila 18 metre hareket gerekiyor) ve böylece NASA’nın saptadığı en büyük parçalardan sıvışabilmek. Ayrıca bant, parçaların en yoğun olduğu yerlerde kalınlaştırılır ve düzenli aralıklarla yırtılan yerler ‘yamanır.’

Lazer gücüyle çalışan tırmanıcıların sürekliliği de bir diğer 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 gerektireceğini belirtiyor. Uzmanlarsa bunu sağlamanın mümkün olduğu görüşünde.

Edwards, tüm zorlukların bir bir üstesinden geliyor. Atmosferin yüksek katmanlarında atomik oksijen nedeniyle oluşacak 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 olduğu bir ortamda, bir uzay asansörüne verilecek 24 milyar dolar ucuzdur.’

Discover dergisinda yayımlanan (Temmuz 04) habere göre, asansör eğer çalışırsa, bu insanlığın kaderini baştan sona değiştirecek bir devrim olacak. NASA’nın astım nedeniyle astronot olmasına izin vermediği Edwards’ın da uzaya yolculuk rüyalarını gerçeğe dönüştürecek. Diyor ki:

‘20 yıl içinde 60 yaşıma geleceğim. Uzay asansörüne binecek kadar da sağlıklı olabileceğim. Belki de oralara ulaşabilmemim tek yolu, kendi yolumu kendim yaratmaktır.’

Ana istasyon

Yeri değiştirilen 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 değiştirilir. Edwards’a göre, buna en uygun yer, hem göreceli olarak şimşeklerin düşmeyeceği bir bölge olması hem de ABD’ye yakınlığı nedeniyle Ekvador.

Nanotüplerden bant

1991’de keşfedilen ve bugün dünya çapında bütün laboratuvarlarda üretilen nanotüpler, ağırlığının beşte 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 şekilde örülecek.

Tırmanıcı

Yukarı çıkacak olan araçların, boyutları, şekilleri ve güçleri, işlevine göre değişecek. Tırmanıcıların gücü, ana istasyondan altlarındaki fotovoltaik hücrelerle gönderilen lazerlerle sağlanacak. Bulutların engellememesi için, en az 2 fazladan lazer daha yerleştirilecek.

Karşı-ağırlık

Uzaya gönderilen ve parçaları orada birleştirilen bir merkez, iki bant gönderecek. Bantlar dünyada sabitlendikten sonra 230 insansız araç, bantları ‘fermuar’ gibi birleştirecek ve kalınlaştıracak. Bu tırmanıcılar, o andan itibaren daima merkezin altında kalarak, karşı-ağırlık görevi görecekler.

Uzay mühendisi Brad Edwards’ın uzay asansörü inşa etme planı, 92 bin 200 kilometre uzunluğunda, 90 santimetre genişliğinde 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 göktaşlarına yolculuk edebilecek hıza da sahip olacaklar.

Bu fikir kızıl mars romanında da vardı ama asiler asansörü yokediyordu kitabın sonunda.

Hadi hayırlısı.

Astronot : Amca kaçıncı kata çıkacan?
Hoca : Ben allah katında inecem evladım.

(Performed by Yiğit ÖZGÜR)