Uzay asansörleri mümkün mü? Fizikçi, insanlığı ‘uzay yolculuğu yapan bir uygarlığa’ dönüştürebileceklerini söylüyor
İnsanlığın uzayı keşfetme ve belki de eninde sonunda kolonileştirme arayışı, bunun tam olarak nasıl yapılacağına dair pek çok fikrin ortaya çıkmasına neden oldu.
Geleneksel bilgelik, roketler aracılığıyla uzaya fırlatmanın insanları yörüngeye göndermenin en iyi yolu olduğunu öne sürerken, fütüristik bir “uzay asansörü” de dahil olmak üzere başka “roket dışı” yöntemler de önerilmiştir.
Northeastern’da fizik profesörü olan Alberto de la Torre, uzay asansörü kavramının -aslında insanların uzaya tırmanmasını sağlayacak gökyüzü yüksekliğinde bir kablo- bazı endüstri uzmanları tarafından uzaya roketle insan ve kargo göndermenin astronomik maliyetlerinin üstesinden gelmenin bir yolu olarak savunulduğunu söylüyor.
De la Torre, “Mevcut fırlatma sistemleri ağırlıklı olarak tek kullanımlık ve tipik olarak yükün kilogramı başına 10.000 doları aşıyor, bu da fırlatma başına yaklaşık 60 milyon dolar anlamına geliyor” diyor. “İşte uzay asansörlerinin cazip olduğu yer burası.”
İlk olarak 19. yüzyılın sonlarında Rus roket bilimci Konstantin Tsiolkovsky tarafından hayal edilen uzay asansörü, yerden atmosfere doğru uzanacak ve daha sonra uzaydaki nesnelerin Dünya’nın yerçekimi tarafından çekildiği bir irtifa olan “sabit yörüngeyi” geçecekti. Sabit yörünge Dünya yüzeyinden yaklaşık 22.236 mil yüksekliktedir.
Etkili bir şekilde, bir kablo sabit yörüngede demirlemiş bir uydu yapısından Dünya’ya doğru bir “karşı ağırlık” olarak hareket edecek şekilde inecektir.
Teorik olarak, sabit yörüngenin ötesine yerleştirilmiş bir uydu, kabloyu kuvvetlerin bir kombinasyonu yoluyla dengeleyecektir: Yerden aşağıya doğru bir kuvvet uygulayacak olan Dünya’nın yerçekimi kuvveti ve uzaydan kabloya yukarı doğru bir kuvvet uygulayacak olan dönüşünün merkezkaç kuvveti. De la Torre, kuvvetlerin etkileşiminin, bu uzunlukta bir kabloyu ayakta tutmak için gerekli olan ideal bir gerginlik yaratacağını söylüyor.
De la Torre, “Bir uzay asansörünün kilit unsuru, Dünya’nın ekvatorunda konumlandırılmış ve Dünya’nın dönüşüyle senkronize edilmiş kablosudur” diyor.
Bir uzay asansörü için kavram kanıtı mevcut değil. Yakın zamanda bir İngiliz mimarın altı rakamlı bir ödül kazanan tasarımı da dahil olmak üzere mimari tasarımlar konusunda birkaç girişimde bulunulmuş olsa da, çok sayıda teknik engel uzay asansörünü onlarca yıldır ulaşılamaz kılmıştır.
De la Torre, “Bu uzunlukta bir kablonun [Dünya’dan 22.236 milden fazla yükseklikte] standart malzemelerle yapılması mümkün değil” diyor. “Eğer çelikten yapılmışsa, sabit yörüngede karşılaşacağı maksimum gerilim, gerilme mukavemeti değerini 60 kat aşar.”
Dünya tabanlı bir uzay asansörü için, gerilme kuvvetlerini veya bir malzemenin gerilime dayanma kabiliyetini azaltma stratejilerinin çok önemli olduğunu söylüyor.
Ancak umut vaat eden bazı malzemeler var. Bor nitrür nanotüpler, elmas nano iplikler ve grafen – hepsi de “düşük yoğunluklu ve yüksek gerilme mukavemetli” malzemeler – de la Torre’ye göre tasarıya uyabilir.
“Karbon nanotüpler, yüksek gerilme mukavemetleri nedeniyle ideal bir malzeme olarak önerilmektedir” diyor. “Son araştırmalar, nano ölçekli özelliklerinin mega yapılara dönüştürülmesinin fizibilitesine ilişkin endişeleri artırdı.”
Uzun vadede uzay asansörünün vaadi, uzaya yapılacak yolculukları önemli ölçüde daha ekonomik hale getirme potansiyelinde yatıyor. De la Torre, “Bir yükü sabit bir yörüngenin ötesine taşımanın maliyeti kilogram başına sadece birkaç yüz dolara indirilebilir” diyor.
“Bir uzay asansörüne yapılacak ilk yatırım, James Webb Uzay Teleskobu’nun geliştirilmesi ve yörüngeye fırlatılması için yapılacak harcamaya yakın olsa da, sadece birkaç ton yükün başarıyla fırlatılmasının ardından maliyetler telafi edilebilir” diyor.
De la Torre, “Malzeme bilimleri, uzay teknolojisi ve mühendislik alanlarındaki sürekli gelişimle birlikte, uzay asansörü kavramı çok da uzak olmayan bir gelecekte göz ardı edilmemelidir” diyor.
Malzeme bilimindeki bu atılımlar gerçekleşene kadar, uzay asansörü sadece bilim kurgu meraklıları için yem olarak hizmet etmeye devam edebilir.
De la Torre, “Uzay asansörleri, özünde, insanlığı uzay yolculuğu yapan bir uygarlığa dönüştürme vaadini taşıyor” diyor. “Varsayımsal uzay istasyonları, asteroit madenciliği veya dünya dışı yaşam alanları geliştirmek için gereken ağır yükleri yörüngeye taşımak için güvenli ve uygun maliyetli bir yol sunabilirler.”
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Uzay asansörleri mümkün mü? Fizikçi, insanlığı ‘uzay yolculuğu yapan bir uygarlığa’ dönüştürebileceklerini söylüyor.