Dyson Küresi İle Güneşi Kafese Kapatmak

Dünya’nın bitmek tükenmek bilmeyen enerji ihtiyacını karşılamak için Güneş’in çevresine bir kafes örerek bir Dyson Küresi inşa edebiliriz. Bu kafesin iskeletini konserlerdeki sahne ışıklarında olduğu gibi milyarlarca güneş paneliyle kaplayarak inşaat maliyetlerini azaltabiliriz. Ancak en gelişmiş uygarlıklar Dyson Küresi inşa edebilir.

Dyson Küresi nasıl yapılır?

Güneş kafesi Dünya’ya ulaşan Güneş ışığını kesmeden, Güneş enerjisinden maksimum ölçüde yararlanmamızı sağlar. Uzaydaki güneş kafesi Dünya’yı saran bulutlu havalar yüzünden asla enerji kaybına uğramaz.

Tek yapmamız gereken şey, güneş kafesinin topladığı enerjiyi “kablosuz enerji transferi” ile 100 milyon km ötedeki Dünya’ya aktarmak. Üstelik bu projeye bilimkurgu filmindeki uzaylılar gibi binlerce yıl sonra başlamamıza da gerek yok. Dyson Kafesi inşaatına önümüzdeki 25-50 yıl içinde başlayabiliriz. Peki anlattığımız mega proje bu kadar kolay mı ve kolaysa bunu nasıl yapabiliriz? Birlikte görelim.

 

Benzine sürekli zam ve hiç bitmeyen enerji derdi

Bugün dünyada ucuz ve temiz enerji sorunumuz var. Fosil yakıtlar çevreyi kirletiyor ve küresel ısınmayı hızlandırıyor. Üstelik benzin ve doğalgaz fiyatları her yıl artıyor. Nükleer enerji ise radyoaktif atık üretiyor ve sadece nükleer teknolojiye sahip birkaç ülkenin tekelinde bulunuyor.

Alternatif enerji kaynakları arasında en ucuz ve temiz olanı ise güneş enerjisi. Güneş enerjisi önümüzdeki yüz yılda dünyanın enerji ihtiyacının büyük kısmını karşılayacak. Ancak güneş enerjisi, yüzde 70 verimliliğe sahip yeni güneş panellerine rağmen, dünyadaki geniş arazileri güneş panelleriyle kaplamayı gerektiriyor.

Bütün gezegeni güneş panelleriyle kaplayarak dev bir güneş piline dönüştürmek ucuz ve temiz enerji olarak kulağa çekici gelebilir. Peki biz bütün şehirlerimizi, yeşil alanları, tarlaları ve doğal parkları enerji santraline dönüştürmek istiyor muyuz?

 

Güneş enerjisine güvenimiz tam

Bugün grafenden üretilen özel bir boya ile binaların dış cephesini ve otomobillerin kaportasını boyayarak elektrik üretmek mümkün. Çünkü boyanın kendisi güneş ışığını elektriğe dönüştürüyor. Üstelik bunu güneş panelleri kadar verimli yapıyor.

Ayrıca duvar kağıdı gibi esnek ve plastik film kadar ince olan güneş panelleri üretiliyor. Bunlar yakında kırılmaz camların altına döşenecek ve otoyolları kaplayacak. Böylece güneş panelleri otoyollardan enerji üretmemizi sağlayacak. Öyleyse Güneş’in çevresinde dev bir uzay kafesi inşa etmek gibi uçuk bir projeye ne gerek var?

 

Hayal mi gerçek mi?

Bu proje aslında basit bir bilimkurgu hayali değil. Bugün nüfus hızla artıyor ve dünyanın enerji ihtiyacı da bu nedenle katlanarak artıyor. Güneş enerjisi 50 yıl içinde dünyanın enerji ihtiyacının yüzde 40’ını karşılayacak ve ev aletlerimizi, telefonlarımızı, beyaz eşyayı, interneti çalıştıracak.

Ancak dünyanın ağır sanayi ihtiyacı, fabrikaları, atölyeleri var. Nükleer füzyon santrallerini geliştirmezsek işimiz zor; çünkü güneş panelleri tek başına insan uygarlığının bütün enerji ihtiyacını karşılamaya yeterli olmayacak. Bütün gezegeni güneş panelleriyle kaplamadan veya bütün dağlara grafen boya sürmeden bunu başaramayız. Üstelik artan enerji ihtiyacı nedeniyle bunun da önümüzdeki yüzyıllarda yetersiz kalacağını görebiliyoruz.

Kısacası ucuz ve temiz güneş enerjisi teknolojisi var, ancak bu teknoloji nükleer enerjinin yerini alacak kadar pratik değil. Henüz değil. Nükleer füzyon ise gelişmiş ülkelerin tekelinde ve bu ülkeler füzyon reaktörlerini gelişmekte olan ülkelerle asla paylaşmayacaklar. 50 yıl sonra füzyon reaktörleri devreye girdiğinde ABD ve Avrupa neredeyse sınırsız ucuz enerjiye kavuşacak, enerji fazlasını ise diğer ülkelere satarak dünya üzerindeki hakimiyetini sürdürmeye çalışacak.

 

Güneşi evcilleştiriyoruz

Bu durumda füzyon reaktörleri, güneş panelleri ve grafen boya enerji ihtiyacımızı tümüyle karşılayacak. Öyleyse tekrar soralım: Güneş kafesine, uzayda dev bir Dyson Kafesi inşa etmeye ne gerek var?

Buradaki sorun dünyadaki doğal kaynakların hızla azalması. Üstelik yukarıda anlattığımız devrimsel güneş enerjisi teknolojilerinin yeterince yaygınlaşması için 60 yıl geçmesi gerekiyor.

Elbette bu arada yaşlılık tedavisi insan ömrünü uzatacak; ama gelecekte 11 milyar insana sınırsız servet ve yiyecek sağlayacak olan “teknolojik tekillik” devrimi de etkisini gösterene kadar uzun yıllar geçecek. Yeni teknolojilerin Çad gibi Afrika’nın en yoksul ülkelerini bile Almanya kadar zenginleştirmesi için 100 yıl beklemek gerek.

 

Yeterince gelişmiş bir teknoloji büyüden ayırt edilemez

Sözün özü, insanoğlunun ekonomik sorunlarına, açlığa, savaşlara çare olması beklenen sihirli teknolojilerin gelişmesine daha çok zaman var… Ve biz önümüzdeki 100 yıl boyunca doğal kaynakların azalmasıyla, enflasyonla ve enerji kaynaklarına sürekli zam gelmesiyle mücadele etmek zorundayız.

Ne elimizdeki güneş enerjisi ekonomisi ne de gelecekteki füzyon enerjisi 2100 yılına kadar insanoğlunun refah problemini çözebilir.

Teknolojik tekillik ise bir joker kartı: Ne zaman gelecek ve dünyayı nasıl değiştirecek bilmiyoruz. Öte yandan devletler ve şirketler, bencilce çıkarları olsa da mevcut teknolojiler ve enerji kaynaklarından yararlanarak işini sürdürmek zorunda. Yukarıda güneş panelleri, elektrik üreten grafen boya ve nükleer füzyon gibi en azından deneysel olarak mevcut teknolojileri saydık. Devletler yakın gelecekte bu teknolojilerin gelişmiş versiyonlarını kullanacaklar.

 

Güneş Kafesi

Güneş’in çevresinde bir kafes inşa ederek güneş enerjisinden elektrik üretiminde yararlanmak da bugünün teknolojilerden biri: Dyson Küresinin ne olduğunu ve dünya dışındaki uygarlıkların Dyson Küresi ile nasıl sınırsız enerji üretebileceğini geçen yazımızda anlatmıştık. Bu yazıda ise, biz insanların 2050 yılına kadar Dyson küresi inşaatına nasıl başlayabileceğimizi anlatıyoruz.

Bunun için Güneş’in çevresinde Merkür gezegeninin yörüngesi büyüklüğünde dev bir uzay kafesi inşa etmemiz gerekiyor. Merkür’ün Güneş’e uzaklığı ortalama 58 milyon km. Demek ki Güneş’i saran kafesin genişliği de 116 milyon km olacak. Peki neden Merkür yörüngesi?

Merkür yörüngesinin kararlı bir yörünge olduğunu, Güneşimize uygun bir uzaklıkta bulunduğunu biliyoruz. Ne de olsa Merkür gezegeni bu istikrarlı yörüngede 4,6 milyar yıldır sakin sakin dönüyor. Güneş’in çevresine öreceğimiz kafesin Güneş’in kütleçekim kuvvetine bağlı gelgit etkisiyle bükülüp çökmesini ve parçalanmasını istemeyiz. Bu bize çok pahalıya gelir 🙂 ve bu nedenle Dyson Kafesi’ni Güneş’e yeterince yakın uygun bir mesafede inşa etmemiz gerekiyor.

 

Aristoteles’in göksel kristal kürelerinin modern adı Dyson Küresi

Aslında ömrü uzun ve sağlıklı olsun, Dyson Küresi fikrini halk arasında yaygınlaştıran Freeman Dyson çok daha iddialıydı. 1959 yılında Güneş’ten tam 1 astronomik birim uzaklıkta bir Dyson Küresi inşa etmeyi düşünüyordu.

1 astronomik birim 150 milyon km demek ve bu da Dünya’nın Güneş’e ortalama uzaklığıdır. Bizim Dyson Kafesi için çok daha mütevazı bir seçim olan Merkür yörüngesini tercih etmemize gelince:

Dünya’nın yörüngesinde güneş kafesi inşa edemeyiz. Dünya bize lazım! Üstünde yaşıyoruz ve Dünya’nın Güneş’in çevresinde izlediği yolu inşaat iskelesiyle kapatamayız. Üstelik bu kadar büyük bir kafes, Merkür yörüngesinde inşa edilecek kafesten çok daha pahalıya gelecektir ve inşaatı da kat kat uzun sürecektir.

 

Yaşlılık tedavisine yetişirse Freeman Dyson da görecek

Ayrıca Dyson, Güneş’in etrafında neredeyse tümüyle kapalı bir küre inşa etmemizi istiyordu. Bu kürenin iç yüzeyinde belki Dünya benzeri 600 milyon gezegenlik yüzey alanı olacaktı. Merkezde ise Güneşimiz parlayacaktı. Böylece insanoğlu da binlerce yıl boyunca başka dünyalara koloni kurmaya gerek kalmadan sınırsız enerjiye kavuşacaktı.

Ancak küçük bir problem var: Bugünkü teknoloji ile Dyson Küresi inşa etmek milyonlarca yıl alır ve bu arada Güneş Sistemi’ndeki bütün kayalık gezegenleri inşaat malzemesi olarak kullanmamız gerekir.

Burada somut rakam verelim: 150 milyon km yarıçapındaki bir Dyson Küresi’nin yüzey alanı 272 bin trilyon kilometrekaredir! Bu da Dünya’nın yüzölçümünün yaklaşık 600 milyon katı demek. Tabii muazzam miktarda enerjiye ihtiyacımız olacak: Yaklaşık 400 milyar trilyon megawatt! Bu rakamları deneysel mühendislik uzmanı Anders Sandberg hesapladı ve aslında tutucu değerler kullandı.

 

Gezegenleri yiyip tüketen proje

Kısacası Merkür, Venüs ve belki Mars’ı yok ederek, dev kazı çalışmalarıyla çıkan hafriyatı Güneş’in çevresinde Dyson Küresi inşa etmek için kullanmamız gerekir.

Kimsenin bedava enerji için kendi gezegenlerini yok edecek kadar aptal olacağını sanmıyorum, ama siz yine de bunu dünya devletlerine hatırlatmayın. Aklıma yayılmacılık ve sömürgecilik hırsının tetiklediği nükleer savaş tehlikesi geldi şimdi. 😛

Konumuza dönersek: Merkür yörüngesinde inşa edilecek güneş kafesi gerçek bir Dyson Küresi’nden kat kat ucuz olacak ve inşaatı çok daha hızlı tamamlanacaktır. Belki de sadece birkaç bin yıl içinde. Öncelikle bir kafes inşa etmek, bir kubbe inşa etmekten çok daha ucuz. İkincisi, bu kafesin çapı 150 milyon km yerine 58 milyon km olacak: “İyi de bu Merkür’ün yörüngesi! Orada kafes yaparsak Merkür’e ne olacak?” dediğinizi duyabiliyorum. 🙂

 

Merkür’ün sonu

Haklısınız. Güneş’in çevresinde dev bir uzay kafesi inşa etmek için büyük miktarda ham maddeye ihtiyacımız var. Bu ham maddeyi bir yeri kazarak çıkarmamız lazım. Merkür’ü kazarak çıkaracağız. Merkür gezegeni yok olacak, bunun yerine Güneş’in çevresini bir kafes saracak. Yeterince çılgın mı?

Doğrusu ben de bu projeyi hazırlayanların biraz saçmaladığını düşünüyorum. Bir kere Merkür’ü yok etmek demek (koca bir gezegeni nasıl kazacağımızı düşünmek bile çılgınca ya) Güneş Sistemi’nin kütleçekim dengesini bozmak demektir. Merkür’ün yerine bir kafes inşa ettiğimizde, Dünya’nın yörüngesi de istikrarsız bir hal alacak.

Bu nedenle belki bütün gezegenler kısa süre içinde uzaya bilardo topu gibi dağılacak. Gezegenler Güneş’in yörüngesinden kurtulup derin uzayda donacak veya daha kötüsü, yıldızımıza doğru daralan sarmallar çizerek Güneş’in içine düşüp yok olacak. Elbette güneş kafesi için gereken enerji de bugün Dünya’da üretebildiğimiz enerjinin milyarlarca katı.

 

Portakal kabuğunu soydum başucuma koydum…

…Ben bir yalan uydurdum? Hayır yalan değil. Dyson konuyu ciddi ciddi düşünmüştü ve bu noktada önemli bir yanlış anlamayı gidermemiz gerekiyor:

Dyson Küresi yekpare, tek parça küre değildir. Küre şeklinde bir araya gelen, ama aralarında açıklık bulunan ve Güneş’in çevresinde toplu halde dönen bir “kabuklar bütünüdür”. Portakalın kabuğunu düzgün bir şekilde soyduğunuzu ve portakal kabuklarını elinizde orijinal portakal gibi bir araya getirdiğinizi düşünün.

Elbette bir Dyson Küresi elinizdeki portakal kabuklarından çok daha fazla sayıda kabuktan oluşuyor: Dyson küresi için en az 1 milyon kabuk parçası gerekiyor.

 

Tek parça Dyson Küresi inşa etmenin neden imkansız olduğuna gelince: Öncelikle kafes konusunda belirttiğimiz gelgit etkileri var. Portakal kabuklarını avucunuzu kapatarak ezdiğinizi düşünün. Tek parça küre Güneş’in etrafında dönerken, kütleçekim ve merkezkaç kuvvetinin etkisiyle işte böyle parçalanırdı.

Ayrıca, 300 milyon km çapındaki yekpare bir kürenin “gerilim kuvveti” de muazzam boyutlara ulaşırdı. Bu küre kendi ağırlığı altında ezilir ve tıpkı havası alınmış pet şişe gibi içe doğru göçerdi (ancak aynı sebeple değil).

Buraya kadar söylediklerimizi özetleyecek olursak: Dyson Küresi ve Dyson Kafesi pratik değil. Çok büyükler, Güney Sistemi’ndeki iç gezegenleri yok etmemizi gerektiriyorlar, gezegenlerin yörüngesini bozuyorlar, çok pahalılar ve inşaat için Dünya’da üretemeyeceğimiz kadar çok enerji harcıyorlar. Bu durumda dünyanın enerji problemini 50 yıl içinde Dyson küresi inşaatına başlayarak nasıl çözebiliriz? Tabii ki elimizdeki üçüncü seçenek sayesinde: Dyson Bulutu!

 

Dyson Bulutu

Kepeneklerin yaz akşamlarında odanızdaki ampulün başına nasıl üşüştüğünü gördünüz mü? Kepenekler lambanın ışığının çevresinde yorgunluktan bitap düşene kadar sürüler halinde dönerler.

Öyleyse biz de Güneş’in etrafında sürüler halinde dönen milyonlarca güneş enerjisi uydusu üretebiliriz. Bunun maliyeti, Dyson küresinden milyarlarca ve milyarlarca kat düşük olacak ve Güneş’in çevresinde bir tür bulut oluşturacaktır.

Ancak, aranızda Türksat uydu projeleri üzerinde çalışan uzmanlar varsa bırakın Güneş’i, Dünya’nın yörüngesine bir uydu göndermenin maliyetinin bile 17 milyon dolardan başladığını biliyor olabilirler. Uydu fırlatmak için yerçekimini yenmek lazım. Bu yükün yakıtı var, ağırlığı var, sigortası var; fakat elimizde sıradan bir uydudan çok daha gelişmiş teknolojiler de var.

 

Uzaya yelken açmak

İşte şimdi güneş ışığından elektrik üreten grafen boya ve esnek güneş panellerini hatırlamanın zamanı: Esnek güneş panellerinden “güneş yelkenleri” üretebiliriz, hatta güneş panellerini doğrudan grafen boya ile kaplayabiliriz (uzaydaki aşırı soğuğa, aşırı ısınmaya ve radyasyona dayanıklı bir çeşidi ile).

Bu sebeple yeni kuşak güneş enerjisi uyduları sadece avuç içi büyüklüğünde olacaktır. Otomobillerdeki hava yastıklarını hatırlayın. Koca yastıkların küçücük kapsüllerden bir anda şişerek direksiyonun önünü nasıl kapladığını düşünün. Önümüzdeki 50 yılda bu teknolojileri mükemmelleştireceğiz ve uzaya bir seferde binlerce güneş enerjisi uydusu fırlatacağız.

Bu uydular bugün Güneş’i araştırmak için uzak Güneş yörüngesine gönderdiğimiz gözlem uydularının yörüngelerinden birini topluca işgal edebilir. Böylece milyonlarca güneş enerjisi uydusu üreterek, güneş ışığından büyük miktarda enerji elde edebiliriz. Üstelik bunun için dev bir uzay endüstrisi kurmamıza ve yüzlerce roket fırlatma tesisi inşa etmemize gerek yok. Her yıl birkaç bin uyduyu peyderpey uzaya yollayabiliriz. Uydular küçük ve ucuz olacağı için, arıza yapan birimleri değiştirmemiz de kolay olacaktır.

 

Mega yapılar mı? Yok canım!

Sanılandan çok daha sınırlı ve hesaplı bir proje: Bugün NASA’ya ek olarak Google CEO’su Larry Page’in desteklediği Planetery Resources şirketi, Mars yörüngesinin ötesindeki Asteroit Kuşağı’nda bulunan asteroitlerden maden çıkarmayı planlıyor.

Ayrıca, başta kendi uydumuz Ay ve Mars olmak üzere (yerçekimini yenmek yüzünden Mars maliyetli olmakla birlikte) maden çıkarmak için kazabileceğimiz pek çok gökcismi var. Tabii Merkür gezegeni de sırada bekliyor. Üstelik bu mini uyduları inşa etmek bugün hiçbir ülkenin tek başına altından kalkamayacağı kadar büyük bir proje olsa da bu sırada hiçbir gezegeni yok etmemiz gerekmeyecek. Birleşmiş milletleri organize ederek inşaatı yüz yıllık bir süreye yayabiliriz.

 

Güneşi bir uydu bulutuyla sarmak

Böylece aradan geçen zamanda yeni teknolojiler geliştirerek sistemi optimize eder ve maliyetleri düşürürüz. Hem bugün kullanamayacağımız kadar çok enerji üretmeye ne gerek var? 2050 yılından itibaren 10 yıllık süre içinde, ihtiyacımız kadar enerji üretmek için Güneş’in etrafına birkaç bin uydu göndeririz. Gelecek kuşaklar da artan enerji ihtiyacına bağlı olarak yeni uydular göndermeye devam eder ve bir bakmışsınız, 100 yıl içinde Güneş’in çevresinde 1 milyon güneş enerjisi uydusu dönüyor!

Oxford Üniversitesi’nden Stuart Armstrong, 50 yıl içinde dikkate değer ölçekte bir Dyson Bulutu inşa etmek üzere yeni bir iş planı yaptı. İnşaat 5 aşamada gerçekleşecek; fakat yukarıda değindiğim gibi, ben Armstrong’un planladığından çok daha sınırlı bir projeyle işe başlayabileceğimizi düşünüyorum. Bu yüzden de planı biraz değiştirdim:

1) Dünya’da enerji üretimini artırmak (elektrik üreten grafen boya, esnek güneş panelleri, füzyon reaktörleri).

2) Asteroit ve Ay madenciliğine başlamak.

3) Lagrange noktalarında, uydulardan kablosuz enerji transferiyle gelecek enerjiyi toplayan güneş kolektörleri inşa etmek (her biri uzay mekiği fırlatma sistemi büyüklüğünde birkaç kolektör).

4) Birkaç bin güneş enerjisi uydusunu Güneş yörüngesine yerleştirmek.

5) Enerji üretimine geçmek.

 

Burada iki önemli ayrıntı var:

a) Kolektörleri Dünya ve Ay arasındaki Lagrange noktalarından birine yerleştirebiliriz. Böylece güneş kolektörleri Dünya ve Ay’a göre sabit konumda kalarak, yeryüzüne kesintisiz enerji akışı sağlayabilir.

b) İlk güneş enerjisi uyduları, gelecek kuşak için gereken enerjiyi sağlayacaktır. Bu noktada asıl sorun, Güneş’ten Dünya’ya enerji aktarmak için uzayda kablosuz enerji transferi teknolojisini geliştirmek.

 

Açgözlü yapay zeka

Bir gün teknolojik tekillik gerçekleşecek; yani teknolojik gelişmenin hızı öyle artacak ki biz bile 10 gün sonra hangi buluşların yapılacağını tahmin edemeyeceğiz. İnsanoğlunun teknolojik tekillik aşamasına 2045 yılında erişeceği tahmin ediliyor; ama az önce belirttiğim gelişme hızına ancak 2080’den sonra, muhtemelen 21. yüzyıl sonunda ulaşacağız.

İnsanoğlu bu süreçte, yani 2025-2045 arasında insan türünden çok daha zeki olan Yapay Zeka’yı, düşünen bilgisayar ve robotları üretmiş olacak. Teknolojik tekillik tamamlandığında ise, İstanbul’daki veri merkezlerinden Ağrı Dağı’nın köklerine ve Karadeniz’in derinliklerine kadar, bütün Dünyanın tek bir organik süper bilgisayara dönüşeceğini tahmin ediyoruz.

 

Teknolojik tekillik: Nihai joker kartı

Tekillik üzerine araştırmalar yapan gelecekbilimciler, teknolojik tekilliğin 2112 yılına kadar gerçekleşeceğini söylüyorlar ve 2012 yılındaki tekillik zirvesinde bununla ilgili bir rapor yayınladılar.¹

Bu durumda bizzat Dünya gezegeni yaşayan bir canlı olacak, biz insanlarsa Dünya’nın yanında kendi vücudumuzdaki bakteriler gibi yaşayacağız. Isaac Asimov 1985 tarihli Vakıf ve Dünya adlı bilimkurgu romanında, canlı gezegen Gaia konsepti ile bunu hayal etmişti.

Bu söylediklerimizin Dyson Bulutu’yla ne ilişkisi olduğuna gelince: Canlı bir gezegeni kuşatan kolektif bir Yapay Zeka’nın (Gestalt akıl) inanılmaz miktarda enerjiye ihtiyacı olacaktır. İşte bunu füzyon reaktörleri ve Dünya’daki güneş panelleriyle karşılamamıza imkan yok. Ve İşte bu yüzden 40 ila 50 yıl içinde Güneş’i binlerce güneş enerjisi uydusuyla kuşatacak bir Dyson Bulutu inşa etme ihtiyacı duyacağız.

 

Ancak bir problem var: Dyson Bulutu bile, yaşayan organik süper bilgisayar Dünya’nın muazzam enerji ihtiyacını karşılamaya yeterli olmayabilir. Bu durumda bize bir Dyson Kafesi, hatta gerçek bir Dyson Küresi² gerekebilir. Canlı bir gezegenin aklının nelere kadir olacağını kim bilebilir?

Fakat bugün bildiğimiz kadarıyla, yeni Dünya’ya en azından bir Dyson Kafesi gerekecek. Bunun için de canlı Dünya’daki yeni insan türünün Merkür gezegenini sökmesi gerekecek.

Dev bir gezegeni nasıl sökebiliriz? Bunu da yazımızın üçüncü bölümünde anlatalım. 🙂

 

Basit, hafif ve modern bir güneş enerjisi uydusu tasarımı

¹http://fora.tv/2012/10/14/Stuart_Armstrong_How_Were_Predicting_AI
²Shells Around Suns May Have Been Built Science News Letter, June 18, 1960, page 389, Astronomy