Başka Dünyalarda Yaşamak İstiyorsak Yeni Saatlere İhtiyacımız Olacak
NASA, diğer uzay ajansları ve ticari uzay sektörü arasında, insanlığın uzaydaki geleceği için gerçekten iddialı planlar var. Bu planlar, kalıcı bir insan varlığına olanak sağlayacak Ay’da ve çevresinde kalıcı bir altyapı oluşturulmasını öngörüyor.
Ayrıca, Mars’a ilk mürettebatlı görevleri ve ardından geri dönüş ziyaretlerine olanak sağlayacak yüzey yaşam alanlarının oluşturulmasını talep ediyorlar.
Bu planlar, lojistik ve teknik sorunlardan sağlık ve insan güvenliğine kadar uzanan birçok zorluk sunuyor.
Bir diğer zorluk ise, yörüngedeki ve Dünya’ya geri dönenlerle ay yüzeyindeki operasyonları koordine etmektir; bu da standart bir zaman sistemi gerektirir.
Son zamanlarda yapılan bir çalışmada , NASA araştırmacılarından oluşan bir ekip, tüm ay varlıkları ve cis-lunar uzayındaki varlıklar için yeni bir ay zamanı sistemi geliştirdi. Cis-lunar, Ay’ın yörüngesindeki hacim veya o yörüngeyi döndürerek oluşan bir küredir.
Bu sistemin temelinin, daha genel olarak “zaman genişlemesi” olarak bilinen göreli zaman dönüşümleri olmasını öneriyorlar. Böyle bir sistem, yerçekimi potansiyeli farklılıkları ve göreli hareketten kaynaklanan tutarsızlıkları ele alarak Ay’da koordinasyon ve etkili zaman tutmayı sağlayacaktır.
Lorentz Dönüşümleri ve Einstein’ın Özel Görelilik Kuramı (SR) tarafından tahmin edilen göreli zaman dönüşümleri (RTT) , referans çerçeveleri hızlandıkça gözlemci için zamanın geçişinin nasıl yavaşladığını açıklar.
Einstein, Genel Görelilik Kuramı (GR) ile yerçekimini hesaba katmak için SR’yi genişlettiğinde, ivme ve yerçekiminin esasen aynı olduğunu ve zaman akışının yerçekimi alanının gücüne bağlı olarak değiştiğini ortaya koydu.
Bu, Dünya’nın ötesinde çalışan uzay araçlarının ivmeye, mikro yerçekimine ve düşük yerçekimine maruz kaldığı uzay keşfi için bir zorluk teşkil eder.
Turyshev’in Universe Today’e e-posta yoluyla yaptığı açıklamaya göre, insanlar Ay’da uzun süreli operasyonlar yapmaya başladıkça RTT önemli bir husus haline gelecek:
“[RTT], yerçekimi potansiyeline ve harekete bağlı olarak zamanın nasıl farklı şekilde aktığını açıklar. Örneğin, Ay’daki saatler, Ay’ın yüzeyinde deneyimlenen daha zayıf yerçekimi çekimi nedeniyle Dünya’daki saatlerden biraz daha hızlı çalışır. Bu farklar küçük olsa da (günde mikrosaniye mertebesinde) uzay görevlerini koordine ederken önemli hale gelirler; burada çok küçük bir zamanlama hatası bile büyük konumsal yanlışlıklara veya iletişim gecikmelerine yol açabilir. Uzay keşfinde, hassas zamanlama kritik öneme sahiptir. Çeşitli zaman ölçekleri, referans çerçevesine bağlı olarak farklı rollere hizmet eder.”
Ekip, makalelerinde devreye giren üç ana zaman ölçeğini tanımladı. Bunlar şunları içerir:
Karasal Zaman (TT) : Bu zaman ölçeği, Dünya tabanlı sistemler için kullanılır ve Dünya’nın yer çekimi potansiyeline göre düzeltmelerle ortalama deniz seviyesindeki zamanı temsil eder.
Barycentric Koordinat Zamanı (TCB) : Güneş Sistemi barycenter’ında merkezlenen Barycentric Göksel Referans Sistemi’ndeki (BCRS) zaman koordinatı. TCB, hem kütle çekim potansiyellerinden hem de kütle merkezine göre cisimlerin hareketinden kaynaklanan göreli etkileri hesaba katar ve bu da onu gök mekaniği ve dinamiğinin yüksek hassasiyetli modellemesi için olmazsa olmaz kılar.
Barycentric Dinamik Zaman (TDB) : TCB’den türetilmiş ancak Dünya Zamanı (TT) ile aynı ortalama hızda çalışacak şekilde ayarlanmış olan bu ayarlama, TT’ye göre uzun vadeli bir seküler kaymayı önleyerek, efemeridlerin uzun dönemler boyunca Dünya tabanlı gözlemlerle tutarlı kalmasını sağlar.
Turyshev, “Göreli düzeltmeler bu zaman ölçeklerini birbirine bağlayarak uzay aracı navigasyonu, gezegensel efemeridler ve iletişim için tutarlı zaman tutmayı garantiliyor,” diye ekledi.
“Bu tür düzeltmeler olmadan, uzay aracı yörüngeleri ve görev zamanlamaları, nispeten kısa mesafelerde bile hızla güvenilmez hale gelirdi.”
NASA’nın Artemis Programı, ay-ötesi uzayda ve güney kutbu bölgesi etrafındaki ay yüzeyinde faaliyet gösteren birden fazla unsuru içerir.
Bunlar arasında yörüngedeki Ay Geçidi , birden fazla İnsan İniş Sistemi (HLS) ve Ay Arazi Aracı (LTV), Yaşanabilir Hareketlilik Platformu (HMP) ve Temel Yüzey Habitatı’ndan (FSH) oluşacak olan Artemis Ana Kampı yer alır. Ayrıca, ESA birden fazla ulaşım, güç ve yerinde kaynak kullanımı (ISRU) unsurundan oluşan Ay Köyü’nü yaratmayı planlamaktadır.
Çin ve Rusya’nın ayrıca Ay’ın güney kutbu bölgesi etrafında Uluslararası Ay Araştırma İstasyonu (ILRS) olarak bilinen bir ay yaşam alanı için planları var.
Birçok açıklamaya göre, bu istasyon bir yüzey elemanı (muhtemelen bir lav tüpünde), bir yörünge elemanı ve Artemis Ana Kampı ve Ay Köyü’ne benzer diğer elemanları içerebilir.
Bunlar, hasat, madencilik ve hatta turizmi içerebilecek ticari uzay ilgi alanlarıyla takip edilecek ve paralellik gösterecektir. Ve tabii ki, bu operasyonlar Ay Dünya’nın yörüngesinde dönerken görev kontrolüyle temas halinde kalmalıdır.
Ay keşfi hızlandıkça, Turyshev’e göre, özel bir Ay Zamanı (LT) ölçeği ve Ay merkezli bir Koordinat Referans Sistemi (LCRS) tanımlamak giderek daha önemli hale geliyor.
Bu nedenle, kendisi ve meslektaşları, Ay’da ve çevresindeki aktiviteler için kesin zaman tutmayı garantilemek amacıyla bir TL ölçeği geliştirdiler.
Yaklaşımları, Dünya için kullanılan görelilik ilkelerini uygulamayı ve bunları Ay’ın ortamına uyarlamayı içeriyor, bunlar arasında şunlar yer alıyor:
1- Ay’daki yer çekiminin zayıf olması, Ay saatlerinin Dünya saatlerine göre daha hızlı çalışmasına neden oluyor.
2- Ay’ın Dünya ve Güneş etrafındaki hareketi periyodik zaman değişimlerine yol açar.
3- Mascon adı verilen yerel kütle çekim anomalileri, Ay’ın kütle çekim alanını ve dolayısıyla zamanın akışını gizlice etkiler.
Turyshev, “Sonuçlarımız, Ay’ın yörüngesinin neden olduğu ek periyodik değişimlerle birlikte, Ay zamanının Dünya zamanından günde yaklaşık 56 mikrosaniye önde olduğunu gösteriyor,” dedi.
“Bu periyodik salınımların genliği yaklaşık 0,47 mikrosaniyedir ve yaklaşık 27,55 günlük bir süre boyunca meydana gelir.”
Bu dönüşümleri elde etmek için Turyshev ve ekibi, 2011 ile 2021 yılları arasında Ay’ı inceleyen ikiz uydular olan NASA’nın Yerçekimi Kurtarma ve İç Laboratuvarı (GRAIL) görevinden gelen yüksek hassasiyetli verilere güvendi.
İkiz uydular, Ay yüzeyini haritalamanın yanı sıra Ay’ın yerçekimi alanını da ayrıntılı olarak haritaladı. Bu, Dünya-Ay mesafesini milimetre düzeyinde hassasiyetle ölçen Ay Lazer Mesafe Ölçümü (LLR) deneyleri tarafından yapılan ölçümlerle birleştirildi. Turyshev şunları söyledi:
“Bu verileri kullanarak, Ay’ın kütle çekim potansiyelini ve yörünge dinamiklerini modelledik ve ortaya çıkan zaman dönüşümlerinde nanosaniyenin altında doğruluk sağladık. Dönüşümleri tanımlamak için, Dünya tabanlı zaman sistemleri için kullanılanlara benzer temel sabitler tanıtıldı. Bu kısıtlamaların en kritik olanları şunlardır:
- Ay’ın merkezi ile yüzeyi arasındaki zaman dönüşümünün ortalama hızını temsil eden L L , selenoid seviyesindeki birleşik kütle çekim ve dönme potansiyelini telafi eder.
- L M , Dünya için LB’ye benzer şekilde, Barycentric Coordinate Time (TCB) ile Ay Zamanı (TL) arasındaki zaman dönüşümündeki ortalama oranı telafi eder.
- L H , Ay’ın Güneş Sistemi kütle merkezi etrafındaki hareketindeki toplam yörünge enerjisinin uzun vadeli ortalamasını temsil eder. TCB ile ay merkezli koordinat sistemi zamanı (TCL) arasındaki oran farkını tanımlar ve Güneş ve gezegenlerle olan kütle çekimsel etkileşimlerden gelen katkıları içerir.
- L EM , Dünya etrafındaki hareketi sırasında Ay’ın toplam yörünge enerjisinin, Jeosantrik Göksel Referans Sistemi’nden (GCRS) gözlemlendiği gibi, uzun zaman ortalamasını temsil eder.
- Ay’ın eliptik yörüngesinden ve Güneş ile gezegenlerin kütle çekimsel bozulmalarından kaynaklanan periyodik görelilik düzeltmelerini ve bunun sonucunda zamana bağlı salınımları açıklayan P EM .
“Bu dönüşümler, gelecekteki görev planlaması ve operasyonları için hayati önem taşıyan son derece hassas ay zaman tutma sistemimizin temelini oluşturuyor.”
Turyshev ve meslektaşlarının makalelerinde ortaya koydukları gibi, birleşik bir ay saati sistemi oluşturmanın görev başarısı için neden önemli olduğuna dair birçok neden vardır. Bunlar şunları içerir:
Hassas Navigasyon ve İniş: Yörünge araçlarından iniş araçlarına ve gezginlere kadar Ay yüzeyini hedefleyen çok sayıda görevde senkronize zaman tutma, hassas konumlandırmayı sağlayacak ve kritik görev aşamalarında hata riskini azaltacaktır.
Sorunsuz İletişim: Dünya, yörünge araçları ve ay üsleri arasındaki faaliyetlerin koordinasyonu, iletişim gecikmelerini önlemek ve veri iletiminin doğru sıralanmasını sağlamak için tutarlı zaman senkronizasyonu gerektirir.
İşbirlikçi Bilim: Ortak bir zaman standardı, farklı uzay ajansları ve kuruluşları tarafından yürütülen birden fazla görevin verileri doğru bir şekilde paylaşmasını ve karşılaştırmasını sağlayarak, ay jeolojisi, sismik aktivite ve kütle çekim anomalileri üzerine geniş ölçekli çalışmalara destek sağlar.
Otonom Operasyonlar: Ay görevlerinin karmaşıklığı ve süresi arttıkça, özel bir ay zaman sistemi, üslerin ve uzay araçlarının Dünya’dan bağımsız olarak faaliyet göstermesine olanak tanıyacak ve Dünya’nın görünmediği dönemlerde Dünya tabanlı zaman ölçümüne olan bağımlılığı azaltacak.
Yeni zaman tutma sistemleri, insanlığın gezegenler arası bir tür haline gelmek için yapması gereken birçok uyarlamadan biridir. Ay’daki varlığı bu yüzyılda giderek büyüdükçe ve kalıcı hale geldikçe, koordineli bir ay zamanı sistemi giderek daha önemli hale gelecektir.
Mars’a düzenli mürettebatlı görevler başladığında benzer önlemler alınması gerekecek ve bu çabalar çoktan ciddi bir şekilde başladı! Daha fazla bilgi edinmek için Mars Koordineli Zamanı (MCT) ve Darian Takvimi’ne göz atın.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Başka Dünyalarda Yaşamak İstiyorsak Yeni Saatlere İhtiyacımız Olacak
/Başka Dünyalarda Yaşamak İstiyorsak Yeni Saatlere İhtiyacımız Olacak /Başka Dünyalarda Yaşamak İstiyorsak Yeni Saatlere İhtiyacımız Olacak