Mars 2020 Robotu ile İsmini Mars’a Gönder

7 yıldır Mars’ı araştırıp paslı toprağında organik moleküllerle su bulan robot jeep Curiosity yaşlanıyor. Kızıl gezegeni artık Mars 2020 robotu keşfedecek. 2020 yazında Florida, Cape Canaveral’dan fırlatılacak olan yeni gezgin 2021 kışında Jezero Kraterine inecek. Peki Mars 2020 nasıl çalışıyor?

Mars 2020 hayat izi arayacak

NASA ve insanlık için 7 yıldır Mars’I keşfeden meraklı kedi lakaplı robot jeep Curiosity, altı tekeriyle kızıl gezegende aşındırmadık yer bırakmadı. Toprağın hemen altında su buzu, kraterlerin dibinde eskiden göl varlığını gösteren sulu kafes bileşikler ve nihayet Mars’ta eski çağlarda hayat olduğunu gösterebilecek organik moleküller buldu.

Ancak, Curiosity artık yaşlandı ve şasi olarak ikizi sayılan Mars 2020 gezgini onun yerini alacak. Yeni meraklı kedimiz, Mars’ta insanların yaşabilmesi için gereken miktarda KOLAY ERİŞİLEBİLİR su buzu olup olmadığına bakacak (Mars’ta su buzu bol; ama asıl astronotların ineceği yerde su bulmak lazım).

Aynı zamanda gelecekte Mars’a inecek insanlı roketlerin dönüş yolunda ihtiyaç duyacağı yakıtı ve Mars’ta yaşamak için gereken enerjiyi üretmek için kullanılacak olan Sabatier kimya reaktörünü test edecek. Metan gazı ısıtmada, sıcak su ile elektrik üretiminde ve ayrıca roket yakıtı olarak kullanılacak. Bu reaktörün Mars 2020’de bulunacak demo versiyonu Mars atmosferinden oksijen üretecek.

Mars 2020, aynı zamanda kızıl gezegen toprağından ilk kez kapsamlı örnekler alarak bunları analiz edecek ve Mars’ta hayat izleri arayacak. Öyleyse biz de Mars 2020 robotunun nasıl çalıştığını ve Mars’ta neler araştıracağını görelim.

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Macera başlıyor

Mars 2020 otomobil büyüklüğünde bir robot jeep. Nitekim robotun topraktan numune almaktan bilimsel deneyler yapmaya kadar her işini görecek en önemli parçası olan robot kolu saymazsak; bu aracın 3 metre uzunluğunda, 2,7 m genişlik ve 2,2 metre yüksekliğinde olduğunu görüyoruz.

Oysa sadece 1 tonluk ağırlığıyla eş boydaki bir Amerikan otomobilinden daha hafif olan robotun bu avantajı 1) Fırlatma sırasında yakıt tüketimini azaltıyor, 2) Araca yerleştirilecek yararlı yükü artırıyor ve 3) Nükleer pillerinin sağladığı enerjiyle Mars’ta daha uzun süre çalışmasına imkan veriyor. Uzun süre dedik de Mars’ın hayata düşman ıssızlığında sakatlanmadan çalışmak ayrı bir hazırlık istiyor:

Mars’ta yol yok ve kızıl gezegende arızalanmadan gezmek mümkün değil. Bu nedenle Mars 2020’nin yeni tekerlekleri aşınma ve yırtılmaya karşı özel tasarlandı. Robota yedek bilgisayar ve yedek pil yerleştirildi. Bilimsel deney aygıtları hariç hemen her yerde yedek parça kullanmaya dikkat edildi.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Mars 2020 Atlas roketiyle uçacak

Yeni meraklı kedimizi uzaya Atlas v-541 roketi fırlatacak. Kargo bölmesiyle birlikte 58 m yüksekliğinde ve kalkış ağırlığı da 540 ton olan bu roket, Elon Musk’ın SpaceX şirketinin en büyük rakibi ULA tarafından üretildi.

Yeniden kullanılabilen roketler geliştirmediği için sadece devlet tarafından iflas etmesin ve Amerikan sanayisi yara almasın diye kayırılan ULA şirketine ait tek kullanımlık Atlas roketi yine de çok güvenilir bir araç. Nitekim SpaceX’in gezegenler arası uçuş tecrübesi bulunmuyor ve NASA’nın gezegen sondalarını öteden beri ULA fırlatıyor. Bu görkemli uzay seferlerini sıralayacak olursak:

Mars Keşif Uydusu (MRO), cüce gezegen Plüton’a giden Yeni Ufuklar, Mars Bilim Laboratuarı-1 (Curiosity) ve Jüpiter’e giden güneş enerjili en uzak uzay sondası Juno, bir Lockheed Martin−Boeing ortaklığı olup ABD kamu kuruluşları için çalışan ULA şirketinin en başarılı uçuşları arasında yer alıyor.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Peki nereden fırlatılıyor?

Mars 2020 gezgini Florida, Cape Canaveral’daki tarihi 41 no’lu pistten fırlatılacak. İki kademeli Atlas roketinin üst kademesi olan Centaur, özel kargo bölmesiyle Mars 2020 robotunu kızıl gezegene gönderecek (Atlas roketinin şemasını yukarıdaki resimde görebilirsiniz).

Ancak, Orion ile Mars Çağı Başlıyor yazısında belirttiğim gibi Mars’a gitmek için güçlü roketler yetmez. Uzayda yıllarca kalarak inanılmaz yakıt harcamayı önlemek için Mars ile Dünya’nın hizalanmasını bekleyeceğiz. Böylece Mars’a 220 milyon km yerine, yaklaşık 60 milyon km’de ulaşacağız.

Siz de Mars’a uzay aracı göndermenin zorluklarını Orion, Terleyen Yıldız Gemisi ve Ölümsüz Plazma Roketleri yazılarında okuyabilirsiniz; çünkü buraya sığmayacak kadar çok detay var. Ancak, Mars 2020 robotu bu yazılarda anlattığım roketlerden çok daha ilginç bir uzay aracı taşıyacak: Bir Mars dronu!

İlgili yazı: Renk Körlüğünü Düzelten Gözlük EnChroma

 

Mars 2020 Keşif Helikopteri

Kızıl gezegeni havadan keşfetmek için tasarlanan Mars Keşif Helikopteri (MHS) insanlığın ürettiği ilk gezegenler arası drondur. Yine de 23 milyon dolar finansmanlı MHS aslında basit bir teknoloji demosu ve sınırlı uçuş imkanına sahip olacak. Öncelikle de Mars’ta uçabildiğini test edecek. 🙂

MHS başarılı olursa 30 gün uçarak hem Mars 2020 robotunun keşif yapmak için Mars’ta nereye gitmesi gerektiğini belirleyecek, hem de gelecekte insanların inmesi için civardaki en elverişli bölgeleri arayacak.

Gerçi NASA Mars astronotlarını nereye indireceğini genel olarak biliyor; ama kızıl gezegenin aslında yüzde 5’inden azını keşfetmiş bulunuyoruz. Uzaydan çektiğimiz fotoğraflar ise inişte kullanılamayacak kadar düşük çözünürlüklü oluyor. Bu yüzden MHS alçaktan uçarak en uygun iniş yerlerini arayacak.

Bu tür dronlar gelecekte Mars kolonilerinin ölümcül morötesi radyasyon ile meteorlardan korunmak için saklanabileceği lav tüplerini de arayacak ki bu hikayenin detaylarını da National Geographic’in Mars 2016 belgeselini eleştirdiğim yazıda okuyabilirsiniz. Ancak, şimdi Mars 2020’nin nasıl iniş yapacağına bakalım; çünkü Mars’a inerken yere çakılırsa bu anlattıklarımız boşa gider:

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Mars 2020 yere nasıl inecek?

Gerçekten de Mars’a gitmek büyük başarıdır; ama Mars’a çakılmadan inmek apayrı bir başarıdır. Bu konudaki asıl sıkıntı ise ince Mars atmosferidir; çünkü seyrek atmosfer inişte aracın hızını yeterine kesmiyor. Oysa Mars’a kısa sürede gitmek için hızlı uçuyoruz ve yere inerken yavaşlamak zor oluyor.

Öyle ki Mars atmosferi hızınızı kesmese bile aracınızı sürtünme yoluyla yakıp kavuracak kadar yoğun oluyor. Koruyucu ısı kalkanı da aracı ayrıca ağırlaştırıyor. Bu nedenle, Mars 2020, tıpkı Curiosity gibi birden fazla hız kesme yöntemi kullanacak. Bu yöntemleri arka arkaya ve sırayla uygulayacak:

1) Öncelikle paraşütle hız kesecek. 2) Özel bir iniş aracı kullanacak ve 3) Araç yere yakınken art roketlerini ateşleyip hız kestikten sonra araçtan aşağıya kabloyla sarkıtılacak. Nasıl ki Uzay Yolu’nda Picard Manevrası var, gerçek hayatta da gök vinci manevrası var. 😉 Ancak bu manevrayı anlamak için önce Mars 2020 kamera sistemine bakmalıyız.

İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?

 

Mars 2020 özel kameralar taşıyacak

Meraklı robotumuzun tam 23 kamerası var ve bunlar mühendislik-bakım görevlerinin yanı sıra, aracın çevreyi görmesi ve araştırma yapmasında kullanılacak:

1) İniş görüntüleme kameraları inişin nasıl gerçekleştiğini görecek. Bunlar MARDI, yani Mars İniş Görüntüleme kameraları olarak adlandırılıyor. 2) Mühendislik kameraları aracın sağlık durumuyla ilgilenecek. 3) Bilim kameraları ise gözlem ve deneyler yaparak örnek toplamakta işe yarayacak.

Özellikle de Curiosity’nin taşıdığı sistemden daha gelişmiş olan yeni MARDI kameraları ve mikrofonlar, opsiyonel bir paket olarak değerlendiriliyor. Bunlar araca mümkün olursa yerleştirilecek. Yine de uzay araçlarının Mars’a nasıl indiğini görmek açısından MARDI sistemini anlatabiliriz:

• Yukarı bakan kameralar paraşütün açılıp açılmadığını görecek.
• İnişte aşağı bakan bir kamera, gök vinci aracından Mars 2020’ye bakıp yere sağlam indiğinden emin olacak.
• Mars 2020 tepe kamerası, gök vincinin robotu yere doğru indirdiğini kontrol edecek.
• Mars 2020 alt kamerası ise robot yere indirilirken aşağıdaki kayalara bakacak ve iniş yerini bir de kuşbakışı olarak test edecek.

İşte MARDI’nin opsiyonel gözleri bunlar. Yoksa Curiosity’nin de paraşütle iniş sırasında yere bakan bir kamerası vardı. Ancak, Mars’a inişin karmaşıklığını gösteren yukarıdaki ek gözleri yoktu. Bakalım NASA bunları Mars 2020 robotuna takabilecek mi? Güvenlik testlerini geçerlerse evet.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Neden güvenlik testleri gerekiyor?

Doğrusu testlerin detayları pek önemli değil, ama yeni kameraları test etmek önemli. Sonuçta Mars 2020, Curiosity’den daha fazla bilimsel ekipman taşıyacak ve biraz daha ağır olacak. Bu da NASA’nın elindeki iniş teknolojilerinin sınırlarını zorlayarak aracın inişi sırasında yeni risklere yol açacak.

NASA işte bu yüzden Mars 2020 için yeni bir teknoloji kullanmaya karar verdi: MARDI kameraları ve araca takılan özel mikrofonları Mars’ta çalışan bir GPS sistemiyle birleştiren Bağıl Arazi Navigasyonu:

Mars’ı havadan izleyecek olan yapay zeka destekli bu bileşik seyrüsefer sistemi tıpkı Google konum hizmetleri gibi çalışacak. Uzaydan görülmeyen detayları seçerek Mars 2020’yi yere düzgün şekilde indirecek sistem, değerli aracın tekerleklerin altına gelen bir kaya yüzünden devrilmesini önleyecek.

Dahası NASA pilotları mikrofon aracılığıyla iniş seslerini Dünya’dan duyabilecek. Gerçi Mars’la aramızda 20 dakikalık gecikmeli iletişim olduğu için inişe müdahale edemeyeceğiz; ama iniş sırası ve daha sonraki sesleri dinleyerek Mars 2020 robotunun yere sağ salim inip inmediğini anlayacağız.

Sorun şu ki

Bağıl arazi navigasyonunun en önemli parçası olan iniş kameraları ve mikrofonları da robotu ağırlaştırıyor. Bu durum fırlatma sırasında yakıt tüketimini artırıyor ve inişi daha riskli bir hale getiriyor. Kısacası NASA ekibi, ek donanımın iniş güvenliğini artırmak yerine, astarı yüzünden pahalıya gelen bir sistem olduğuna karar verirse bu kamera ve mikrofonları Mars 2020’ye takmayacak.

İlgili yazı: Samanyolu Galaksisi Saniyede 630 km hızla Nereye Gidiyor?

 

Biraz da halkla ilişkiler var

Peki ya takarsa ne gibi ek avantajları olacak dersek: MARDI seti, aynı zamanda yurttaşların Mars 2020 inişini yarı gerçek zamanlı olarak izlemesini sağlayacak. Örneğin, gök vincinin aracı indirdikten sonra güvenli bir uzaklığa uçma anını görebileceğiz. Kullan-at tasarımlı gök vinci uzakta bir yere çakılacak ve ziyan olacak; ama çakılmadan önce başarılı olup olmadığını bize şu soruların cevabını gösterecek:

• Robot gezgin yere nasıl indi?
• Gök vincinin art roketleri havaya ne kadar toz kaldırdı ve etrafa ne kadar taş sıçrattı; yani Mars 2020 yolu üzerindeki arazi şartları nedir?
• Yol kazaya müsaitse aracı nereye çevirelim ve robotu nereye indirelim?
• Robot gezgin yere yaklaşırken gök vinci nasıl çalışıyor?
• Araç yere dokununca tekerlekler ve bacaklar robotun ağırlığını taşımayı başardı mı?

Bütün bunlar Mars’ı keşfetmeye başlamadan evvel yanıtlamamız gereken ilk ve en önemli sorular; çünkü bozuk araçla iyi araştırma yapamayız. Her halükarda bir robotun Mars’a inişini ilk kez kameraya almak insanlık için harika bir deneyim olacak.

İlgili yazı: İnsanların Soyu Ne Zaman Tükenecek?

 

Mikrofonlar NASA için yenilik

Daha doğrusu artık NASA’nın Mars mikrofon lanetini kırması gerekiyor. Ne de olsa daha önce iki Mars sondasına mikrofon takmıştık; ama Mars Kutup İniş aracı bozuldu. Phoenix İniş Aracı’nın mikrofonu ise hiç çalıştırılamadı.

Oysa Mars 2020, robot koldaki SuperCam üzerinde bir mikrofon ve ayrıca opsiyonel iniş mikrofonları taşıyacak dedik. Bu da robot gezerken Mars seslerini ve rüzgarı duyacak olmamız demek! Yalnız atmosfer çok ince olduğu için güçlü ses dalgaları oluşmadığından pek bir şey beklemeyin. Tekerleklerin sesini duyabileceğimiz bile şüpheli. Ancak, Mars 2020 kameralarını anlatırken robotun asıl gözü kulağı olan SuperCam’i atlamak olmaz:

Süper kamera marifetleri

Namı diğer Süper Kamera, Mars’ı kaplayan mineralleri tespit edip kayaların rengi ve kimyasal bileşimine bakacak. Mars’ta eskiden var olabilecek yaşama ilişkin organik bileşikler arayacak. Ayrıca lazer ışınıyla toprağı tarayıp bu yazıdaki nokta işaretleri kadar küçük tanecikleri analiz edecek. Hem de bunları 7 metre uzaktan görecek ki boşuna SuperCam demiyoruz. 😉 Peki cesur robotumuz ne tür bilimsel aygıtlar taşıyor ve Mars’a inince neyi, nasıl araştıracak?

İlgili yazı: Neden Mars’ta Koloni Kurmak Neden Zor?

 

Mars 2020 bilim paketi

Yeni meraklı kedinin Uzay Yolu dizilerinin açılışını yapan Kaptan Kirk ve Kaptan Picard’ın söylediğine benzer bir andı ve ilkeler bütünü var. Şimdi bunları sıralayalım mı? Heyecanlı olur. 🙂

Mars, ilk sınır: Bunlar uzay sondası Mars 2020 yolculuklarıdır. Görevimiz Mars’ın yaşanabilirliğini araştırmak, eski mikrobik yaşama ilişkin izler bulmak, örnek toplayıp saklamak ve gelecekteki insanlı seferler için hazırlık yaparak bugüne dek hiçbir insanın gitmediği yerlere ulaşmak… Mars 2020 robotunun görevlerini şiirsel dil yerine bilimsel dille sıralarsak:

• Mars’ta yaşam olup olmadığına bakmak: Eskiden Mars’ta nereler yaşama elverişliydi?
• Mars ikliminin özelliklerini öğrenmek: Eskiden yaşama elverişli olan yerlerde mikrop fosili ve fosilleşmeye elverişli kayalar aramak.
• Mars jeolojisini (areoloji) tanımak: Mars yüzeyinden toprak ve kaya örnekleri alıp ön analiz yaptıktan sonra, gelecekteki robotların Dünya’ya götürmesi için test tüplerinde saklamak.
• İnsanlı Mars seferleri için ön hazırlık araştırması yapmak: Mars atmosferindeki karbondioksiti alıp Dünya’dan getirilen hidrojenle birleştirerek verimli oksijen üretilebildiğine
• Mars iklimini araştırmak: Mars atmosferinde hava olayları gelişiyor? Mars’taki kum fırtınaları sezonluk olarak nasıl değişiyor? Kısacası Mars havası nasıldır ve eskiden nasıldı?

İlgili yazı: Mars Sizi Çağırıyor, Gidiyor musunuz?

 

Peki Mars’ta nasıl yaşam arayacak?

Öncelikle Mars 2020, kızıl gezegende hayat izleri aramak için özel tasarlanan ilk uzay sondasıdır. Oysa Mars’a inen diğer araçlar temel fiziksel araştırmalar yaptığı ve özellikle de Mars’a mikrop bulaştırmaktan çekindiği için kızıl gezegende yaşam aramaktan uzak duruyordu.

Yeni robotumuz ise Curiosity’nin bile yapmadığını yaparak matkapla yeri delecek ve Mars kayalarıyla toprağından örnek alacak. Mars 2020, kızıl gezegenin 4 milyar yıl önceki iklimiyle coğrafyasına ilişkin astrobiyolojik araştırmalar yapacak ve 4 milyar yıl önce hayata elverişli olup olmadığına bakacak.

İlgili yazı:  Mars için Yeni Nükleer Reaktör Kilopower

 

Mars 2020 nasıl örnek topluyor?

Mars toprağından örnek almamız Mars’ta hayat aramak için önemli ve kızıl gezegenden örnek almanın görünüşte basit, ama aslında oldukça karmaşık olan üç aşaması var: Örnek toplamak, örnekleri test tüpüne koyup aracın içinde saklamak ve bu tüpleri uygun yerde toprak altına bırakmak.

Nitekim örnekleme ekipmanı bu işlemleri kolaylaştırmak için aracın yere bakan altı kısmında, tam karnında yer alıyor. Toprağı kazmak için de farklı uçlara sahip olan özel bir döner tekerli matkabı bulunuyor.

Mars 2020 böylece kızıl gezegen toprağında farklı derinlik ve genişlikte sondaj delikleri açacak. Kaya ile toprağın sertliğine göre farklı şekiller ve sertlikteki matkap uçları kullanacak. Gerekirse matkap yerine kürek kullanacak ve böylece aldığı örnekleri 42 test tüpünde saklayacak.

Matkap uçları da aracın karnındaki küçük bir robot kolla yere indirilecek. Örnekleri küçük tüplere bu mini robot kol koyacak. Açıkçası bu kol, ana robot koldan çok daha ince, hassas ve esnek olacak (Tüpleri sıkıp ezmemesi gerekiyor değil mi? 😉 ). Oysa Mars’a mikrop bulaştırmamak, kızıl gezegende mikrop aramaktan daha önemli.

İlgili yazı: VASIMR roketiyle Mars’a 40 günde gidin

 

Aman mikrop bulaştırmayalım

Kimse Mars’a yanlışlıkla mikrop bulaştırmak istemez. Aksi takdirde Mars’ta hayat bulursak Dünya’dan gelip gelmediğini bilemeyiz. Dahası Dünya mikropları, varsa Mars mikroplarının besin kaynaklarını tüketip onları yok edebilir. 😮

Bu yüzden Mars 2020 çok iyi sterilize edilecek; ama sterilizasyon yapmak da çok pahalı ve zor bir işlem. Yüzde 100 sterilizasyon ise bütün aracı fırında yakıp kül etmek dışında pek mümkün değil. Dolayısıyla Mars 2020, test tüplerine ek olarak 5 adet bulaşkan tespit tüpü de taşıyacak.

Bunlar örnek toplama sırasında Mars 2020’den bulaşacak kir, toz, molekül ve mikropları tespit edecek; çünkü Mars’a mikrop bulaştırmasak bile test tüplerini yanlışlıkla kirletebiliriz. Bu da Mars’ta yaşam olmadığı halde Mars canlıları bulunduğunu gösteren yanlış alarmlara yol açabilir. Ancak, olaya çevre kirliliği açısından bakarsak Mars araştırmaları daha riskli bir hal alıyor:

Sonuçta Mars’ı kirletmemek gerekiyor

Mars 2020 robotu yapısı gereği makine yağı gibi kimyasal maddeler taşıyor ve bunlar düşük basınçta sızıp buharlaşabilir. Bunları taşıyan hortumlar da delinebilir ve robotumuz gaz kaçırabilir. Dahası iniş roketlerinin egzozu kurum vb. içerebilir ve hatta Mars 2020 Dünya’dan mikrop getirmiş olabilir. İşte o 5 adet bulaşkan tespit tüpü Mars’ı kirletirsek bunu anlamamızı da sağlayacak. Nasıl derseniz:

İlgili yazı: Güneş Yelkeni ile 3 Günde Mars’a Gidelim

 

Test tüplerini de test etmeliyiz

Bulaşkan tespit tüplerinin kapağı örnek toplama sırasında açılacak. Böylece test tüplerini kirleten bulaşkanlar varsa bunlar tespit tüplerini de kirletecek. Biz de toplanan örnekler gelecekte Dünya’ya getirildiği zaman, bunların kirlenip kirlenmediğini ve neyle kirlendiğini bileceğiz. Mars’ta yaşam aramak için bunu bilmek şarttır.

Mars’ta örnek toplamanın son aşaması ise test tüplerinin yere bırakılmasıdır. Öyle ki Mars 2020 yolda giderken toprağı kazıp bunları birer birer gömecek. Böylece gelecekte Mars’a inecek olan robotlar koordinatları kesin bilinen bu zulaları bulup Dünya’ya geri getirebilecekler.

Aslında bu riskli bir işlem: Aradan geçen zamanda Mars’ta kopan kum fırtınaları, hızlı esen rüzgarlar, toprak kayması ile depremlere yol açan volkanik hareketler ve hatta yere düşen göktaşlarının, o çok değerli test tüplerini kırmaması veya yer değiştirmesine yol açmaması gerekiyor. Demek ki Mars 2020’nin test tüplerini gelecekteki robotlar için güvenli bir şekilde toprağa gömmesi bile marifettir.

İlgili yazı: Ay’da Bol Miktarda Su Buzu Bulundu

 

Mars 2020 çok yavaş gidiyor

Her durumda becerikli robotumuzun Mars’tan örnek toplaması için önce kızıl gezegeni gezmesi gerek. Ancak, Mars 2020 gezgini asfalt yollarla kaplı olmayan bu gezegende bilerek yavaş hareket edecek. Böylece taşlara çarpıp zarar görmekten korunacak ve olası yaşam izlerini dikkatli bir şekilde araştıracak.

Nitekim Mars 2020 sadece bir yıl süreyle çalışmak ve garantili olarak 5 km yol almak üzere tasarlandı; ama tasarım özellikleri aslında 10 yıl çalışmasına izin veriyor. Bu da robotun ne kadar şanslı olduğuna bağlı: Kaza geçirmezse Mars’ı 10 yıl gezerek toplam 21 km yol kat edebilir fakat bunun için bize iyi bir tekerlek aksamı lazım. Akılsız başın cezasını ayaklar çeker misali, bu tekerlek sistemini görelim.

Mars 2020 gezgininin altı tekerleği var ve her biri kendi elektrikli motoruyla dönüyor. Ana güç aktarımından bağımsız olan bu direksiyon motorları, altı çeker aracın boyuna göre büyük kayaları aşmasını sağlıyor.

Mars yengeci

Özel aksamı bu sayesinde yengeç gibi yan gidebilen Mars 2020 en zor engelleri bile aşabiliyor. Direksiyon motorları, tekerlekler bozulursa aracın hurdaya çıkmasını önleyerek gezmeye devam etmesine de imkan veriyor. İşte 10 yılı önce buna borçlu olacağız. Sonra da robot kola:

İlgili yazı: Mars’ı Canlandırmak İçin Manyetik Kalkan

 

Robotun robot kolu

Mars 2020 kendisine ek manevra kabiliyeti kazandıran ve pratikte eli ayağı olan gelişmiş robot kol olmasa hiçbir işe yaramazdı: Tam açılınca 2 metreden uzun olan kundağı motorlu bu robot kol, tıpkı bir çanak anten gibi 360 derece dönüyor. Tepesine takılı olan SuperCam ile mikroskobik tanecikleri görüntülüyor ve Mars toprağıyla kayaların kimyasal bileşimini analiz ediyor.

Elbette bütün bunlar için önce enerji gerekiyor ve açıkçası Mars 2020 nükleer pille çalışıyor: Yeni meraklı kedinin nükleer pilleri Çok İşlevli Radyoizotop Termoelektrik Jeneratör olarak adlandırılıyor.

Kısaltması bile uzun olan MMRTG, radyoaktif plütonyum metalinin bozunması sırasında ortaya çıkan enerjiyi elektriğe çeviriyor. Elektrik bilgisayar ve motorları çalıştırıyor. Sıcak plütonyum aynı zamanda aracı ısıtıyor; çünkü Mars soğukları özellikle kışın -90 ila -153 dereceye ulaşıyor.

İlgili yazı: Insight Sondası Dün Mars’a İndi

 

Mars 2020 nasıl konuşuyor?

Mars’ta bir robotunuz varsa ve kızıl gezegende büyük veri topluyorsanız bunları bir şekilde Dünya’ya ulaştırmanız gerekiyor. Sonuçta büyük veriyi analiz edecek olan asıl bilgisayarlar ve uzman kadro Dünya’da yer alıyor. Şansımıza Mars 2020’nin bir değil, tam üç ayrı anteni var ve bunların her biri farklı işlevler üstleniyor. Robotun sırtında çanta gibi taşıdığı antenlerin ne yaptığına gelince:

Mars 2020, UHF (Ultra Yüksek Frekans) antenini kullanarak Mars yörüngesindeki diğer NASA uydularıyla konuşuyor. Yüksek frekanslı bu anten, yine yüksek enerji tüketerek saniyede 2 megabitlik internet bağlantısına izin veriyor. Mars 2020 bilimsel araştırma verilerini Mars uydularına aktarıyor.

Uydular bu verileri önbellek gibi depoluyor ve büyük çanak antenleriyle Dünya’ya aktarıyor. Aksi takdirde Mars 2020’nin Dünya ile tek başına geniş bant iletişim kurması imkansızdır. X bandında çalışan yüksek kazançlı anten ise kundağı motorlu bir sistem. Bu da hızlı iletişime izin veriyor.

Üstelik aracın, uygun bir pozisyon bulmuşken sinyal göndermek için manevra yaparak o anki deneyleri bozmasına ve enerji tüketimini artırmasına gerek kalmıyor. Döner anten, robotumuzun uydularla tekerleklerini çevirmeden iletişim kurmasına izin veriyor. Peki bu iki antenin özellikleri birlikte ne işe yarıyor derseniz yedekli ve güvenli bir iletişim sistemi oluşturuyorlar diyebilirim:

İlgili yazı: Nükleer Makarna Çelikten 10 Milyar Kat Sert

 

Yedeklemek iyidir

Sonuçta yedek anten yoksa ve ana anten arızalanırsa Mars 2020 sağır olur ve topladığı verileri bize gönderemez. Ancak, Mars 2020’nin sırtında bir de düşük kazançlı X bandı anten var. Bu anten verici değil, sadece alıcı olarak çalışıyor ve robotun uydulardan mesaj almasını sağlıyor ki bu mesajlar, Mars 2020’yi tehlikelerden korumak için Dünya’dan gönderilen acil durum mesajları da olabilir.

Örneğin, robotu yaklaşan kum fırtınalarına karşı uyarmak için gereken mesajları yörüngedeki uydulara gönderebiliriz. Onlar da Mars 2020’ye iletirler. Böylece Mars’la aramızdaki 5-20 dakikalık gecikmeli iletişimden kaynaklanan eksiği kısmen telafi etmiş oluruz.

Sonuçta Mars’ta kum fırtınalarının hangi mevsimlerde arttığını biliyoruz ve Mars 2020’nin genel konumuna göre kurtarma mesajları hazırlayıp bunları birkaç gün önceden Mars uydularına gönderebiliriz. Uydular da mesajları robota anında iletirler. NASA bu tür durumlar için sürekli risk senaryoları çalışıyor ve gereken temel komutları Mars uydularına önceden yüklüyor.

İlgili yazı: NASA Mars’ın Güney Kutbunda Göl Buldu

 

Mars 2020 beynini de kullanıyor

Bütün robotların bilgisayar işlemcileri içeren birer beyni vardır. Mars 2020 de bir istisna değil diyecektim ama aslında bir istisna; çünkü meraklı kedimizin bilgisayarları, yoğun morötesi ile elektromanyetik radyasyona maruz kalan korumasız Mars yüzeyindeki aşırı sıcaklık farklarına ve özellikle de aşırı soğuğa dirençli olmak zorunda.

Bu bağlamda Mars 2020’nin beyni WEB olarak adlandırılan özel bir elektronik kutusundan oluşuyor. Burada aracı kontrol eden CPU ve diğer elektronik cihazlar yer alıyor. WEB kutusu, Mars soğuğuna karşı robotun nükleer pilleri tarafından ısıtılıyor.

WEB’in üzerinde Gezgin Ekipman Kutusu (RED) yer alıyor. Tepesine SuperCam takılı olan ana robot kol ve diğer sensörlerle kameralar bu kısımda yer alıyor. Sonuç olarak Mars 2020 önünü ve çevresini RED sensörleriyle görüp araştırıyor. WEB’in ana beyin kısmı Gezgin Bilgi-İşlem Öğesi (RCE) olarak adlandırılıyor. Mars 2020 gövdesinde iki RCE bulunuyor (bir beyin bozulunca diğeri çalışsın diye).

RCE birimleri uçaklar ve diğer uzay araçlarında olduğu gibi zorlu hava şartlarına, sıcağa-soğuğa ve elektromanyetik-nükleer radyasyona dayanıklı olarak üretiliyor. Bunlar aynı zamanda veri arayüzleri olarak çalışarak iletişim, komuta ve bilimsel veri sinyallerini bağlıyor. Biz de şimdi Mars 2020’de bulunan ve bütün bu bilimsel verileri toplayan deney aygıtlarını, yani Mars Bilim Paketini görelim: 

İlgili yazı: Öte Gezegenlerde Yaşam Aramanın 5 Yolu

 

1. Mastcam-Z

Türkçesi zum özellikli direk kamerası olan bu ekipman ana robot kol üzerinde bulunuyor ve daha önce anlattığımız SuperCam’e eşlik ediyor. Mastcam-Z uzak nesneleri net seçiyor, 3D fotoğraf çekiyor. Ayrıca iki merceği sayesinde insan gözü gibi derinliği seçerek cisimlerin uzaklığını algılayabiliyor.

2 megapiksellik kamera, 1600×1200 piksellik çözünürlüğü ile Mars’ın en net resimlerini çekecek ve 0,15 mm’lik ayrıntıları seçerek yüksek hızlı video kaydı yapacak. Bu deney aygıtından sorumlu olan baş araştırmacı Jim Bell’in dediği gibi, “Mastcam-Z, NASA’nın yeni Mars gezgininin ana gözleri olacak.”

Peki daha ne işe yarayacak derseniz: Örnek almak için en iyi kayaları o seçecek. Su izlerini saptayarak kurumuş göl ve akarsu yataklarını, dolayısıyla da eskiden yaşama elverişli olan bölgeleri bulacak. Robot kol üzerinde 360 derece dönebildiği için gözünden hiçbir şey kaçırmayacak. Özetle Mars’ta yaşam izlerini önce Mastcam-Z arayacak (Curiosity’de bir direk kamerası var, ama zum özelliği yok).

İlgili yazı: Kepler Dünya’ya En Çok Benzeyen Gezegeni Buldu

 

2. MEDA

Mars 2020, kızıl gezegendeki hava durumunu MEDA aygıtıyla ölçecek ve Mars iklimindeki mevsimsel değişimleri saptayacak. Bir çevirmen olarak sözcük kökenlerine meraklı olduğum için ve biraz da sizde merak uyandırabilmek amacıyla bu kısaltmaların nasıl türetildiğini anlatacağım.

Örneğin, MEDA İspanyolca bana ver anlamına geliyor. NASA bu terimi “Bana Mars’taki hava durumu ve radyasyon raporlarını ver” komutundan esinlenerek türetmiş bulunuyor. Sonuçta MEDA rüzgar yönü ve hızını, sıcaklık ve nem oranını, havadaki toz tanelerinin yoğunluğunu ve büyüklüğünü ölçüyor.

MEDA aygıtında termometreler, radyasyon ve toz sensörleri, bağıl nem sensörü, termal kızılötesi sensör, 2 adet rüzgar sensörü, ekipman denetim birimi ile bir basınç sensörü bulunuyor. Bütün bu ekipmandan yararlanan MEDA, Mars’a gidecek astronotlar için hava durumuna bakacak ve rutubeti ölçerek yeraltında hangi bölgelerde su buzu olduğunu bulacak; ama sırada en sevdiğim aygıt var:

İlgili yazı: İlk Canlı ve Ortak Ata LUCA Ne Zaman Yaşadı?

 

3. MOXIE

Yazının başında Mars atmosferindeki karbondioksiti Dünya’dan getirilen hidrojenle birleştirerek metan yakıtı ve oksijen üreten Sabatier reaktöründen söz ettim. İşte Mars 2020 ile kızıl gezegene gidecek olan o test demosu MOXIE’dir.

Mars Yerinde Oksijen Kaynağı Kullanım Deneyi’nin kısaltması olan MOXIE, insanların Mars’ta kendi ihtiyaçlarını karşılayabilen bağımsız bir koloni kurabilmesi için gereken teknolojileri test edecek ve bu yüzden Mars 2020 üzerindeki en kritik aygıtlardan biri olarak anılıyor.

Tek eksiği ise metan üretme kapasitesine sahip olmaması. Her konuda sırayla ve temkinli giden NASA, yapay yaprak teknolojisini de barındıran MOXIE’yi, sadece Mars atmosferindeki karbondioksiti parçalayarak oksijen üretmesi için tasarladı. Sabatier reaktörü ise Mars yerleşimcileri için oksijene ek olarak su ve metan da üretecek.

Mütevazi MOXIE saatte sadece 10 gram oksijen üretebiliyor ve sadece iki saat çalışabiliyor. Bu nedenle Mars 2020 üzerinde kısa aralıklarla çalışacak. Farklı sıcaklığa sahip farklı bölgelerde, reel oksijen üretim kapasitesini test edecek. MOXIE araba aküsü boyunda bir cihaz; ama Mars kolonileri yeterli oksijen sentezlemek için TIR büyüklüğünde aygıtlar kullanmak zorunda kalacaklar.

İlgili yazı: Manyetik Solucandeliği Nedir?

 

Oksitleyici de üretecek

Mars’ta oksijen üretmek insanların solunum yapması için önemli. Ancak, kızıl gezegende metan yakıtı üretmek, bunu roketin içinde yakacak oksitleyici yoksa hiçbir işe yaramaz. MOXIE’nin torunları birer TIR büyüklüğünde olacak; ama hem insanlar için hem de metan yakıtını yakmak için oksijen üretecek.

Sonuçta Mars’a insan göndermek için 33-50 ton yakıt gerekiyor. Yerçekimi Dünya’nın yüzde 38’ine eşit olan Mars’tan geri dönüş için de yakıt lazım.

MOXIE türevleri, insanların roket yakıtı yakmak için kullanacağı oksijenin dörtte üçünü gezegende üreterek bunu Dünya’dan getirme ihtiyacını azaltacak. Aynı zamanda Mars’ta ısınma ve Mars taşıtlarını çalıştırma amacına yönelik metanı yakmakta kullanılacak.

Çok amaçlı terim

Amerikan argosunda moxie atılgan ve bitirim kişi demek. Köken olarak ise Kuzey Amerika yerlilerinin karanlık su gibi geleneksel yer adlarından türediğini sanıyoruz. Ayrıca 1800’lerin sonunda Moxie adlı bir kuvvet ilacı ve daha sonra da içecek üretilmiş. Böylece moxie kuvvet, canlılık ve dayanıklılık anlamına gelmeye başlamış. Bugün Moxie içeceklerini Amerika’daki klasik dükkanlarda bulabilirsiniz.

İlgili yazı: Dünya’daki En Eski Fosil Bulundu

 

4. PIXL

Mars 2020 için Mars’ta mikrop fosili, gerçek mikrop ve dolaylı yaşam izleri ayıracak olan aygıt budur. X-Işını Taş Kimyası Gezegen Aygıtı’nın kısaltması olan PIXL’in, tahmin edeceğiniz gibi bir de X-ışını tayfölçeri var ki bunu kullanarak kayaların kimyasal bileşimini ölçebiliyor. Bunun dışında, kayalar ve toprağın süper zumlu fotoğraflarını çekerek tek bir tuz tanesi kadar küçük detayları görebiliyor.

PIXL, Mars’taki mikrop izlerini işte bu keskin gözlerle arayacak. Sonuçta kayalardaki renk değişiklikleri ve mikroskobik gözenekler, 4 milyar yıl önce hızla kuruyan Mars’ta soyu tükenen eski mikropların kalıntısı olabilir.

Uçuş simülatörleri gibi altı eksende dönen PIXL aygıtı, X-ışını sayesinde analiz ettiği kayalarda mikroplara ait olabilecek 20 ayrı organik parmak izi (molekül) arayacak. Öyle ki gözünden hiçbir şey kaçmayacak ve bu molekülleri milyonda bir parça olsa bile bulacak. Köken olarak ise adını piksel ve X-ışını terimlerinden alıyor.

İlgili yazı: Evrendeki En Bol Su Formu Süperiyonik Sıcak Buz

 

5. RIMFAX

Gelelim RIMFAX olarak kısaltılan Mars Yeraltı Radar Görüntüleyicisi Deney Aygıtı’na: Bu radar, Amerikan uyduları tarafından 30 yıldır kullanılan bir teknolojiyi uyguluyor ve radar dalgalarıyla yeraltını görüyor. RIMFAX jeolojik katmanları görüntüleyerek Mars’ın geçmişini açığa çıkaracak ve Mars’ta maden, yeraltı suyu ile yeraltı mağaralarını arayacak.

150-1200 megahertz aralığında çalışan RIMFAX radarı, 10 metre derine nüfuz ederek 15 ila 30 santimetrelik ince katmanları açığa çıkarabiliyor. Katman tespit aralığı 10 cm olan yeraltı radarı, Mars’ın milyonlarca yıllık geçmişini görmemizi sağlayacak.

Tamam da bu ne işe yarayacak derseniz RIMFAX radarı 10 metre derinliğe kadar çamurlu su yataklarını, yeraltı göllerini ve su buzu katmanlarını bulacak. Bu da Mars’a gidecek astronotlar için gereken su kaynaklarını tespit edeceği anlamına geliyor.

İsmini ise Nors, yani Viking mitolojisinden alıyor ki buna da şaşırmamak lazım. Aygıttan sorumlu olan baş araştırmacı Svein-Erik Hamran bir İskandinavyalı. Özetle RIMFAX’ın adı Hrímfaxi’den geliyor. Bu da ünlü fırtına tanrısı Thor’un (Evet, Marvel’ın Yenilmezler filmindeki o Thor’un) büyük annesi Nótt’u, yani geceyi Dünya’ya getiren atın adıdır.

Mars’ta mitoloji

Vikingler her akşam geceyi bir atın getirdiğine inanıyormuş ki bence gayet şiirsel bir inanış. Dahası her gecenin bir de gündüzü var ve onu getiren atın adı da Skinfaxi’dir. Nors mitolojisinde Dagr olarak adlandırılan gündüzü getiren Skinfaxi ise parlak yeleli at demek.

İlgili yazı: Kendi Kendine Bardaktan Taşan Süper Sıvılar

 

6. SHERLOC

Mademki bilimsel araştırmaların mitolojik esin kaynaklarına değindik, biraz da aklımızı kullanalım. Nitekim analitik insan zekasının modern zamanlardaki en popüler temsilcilerinden biri de Arthur Conan Doyle’un polisiye romanlarındaki ünlü detektif Sherlock Holmes karakteridir.

Mars’ta Yaşama Elverişli Olabilecek Ortamlarındaki Organik ve Kimyasal Maddeleri Raman ve Işınıklık Ölçümüyle Tarama aygıtının kısaltması olan SHERLOC cihazı tabii ki adını Sherlock Holmes’tan alıyor. Doğrusu ben de bu zor teknik terimleri uyduran bilim insanlarına ceza olarak Zagor’daki Çiko’nun tam adını tahtaya 1000 kez yazdırmak istiyorum: “Don” Chico Felipe Cayetano Lopez Martinez y Gonzales. 😀

Her halükarda, Mars 2020 aracının ana robot kolu üzerinde bulunan SHERLOC, kayalara lazer ışını tutarak çok küçük bir parçasını buharlaştırıyor ve açığa çıkan gazı tayfölçerle analiz ederek kimyasal bileşimine bakıyor. Mars 2020 robotu, WATSON adlı yan karakter (!) kameradan destek alan SHERLOC kafası yardımıyla sulu bileşikler, organik moleküller ve mikrop izleri içeren kayalar arayacak.

İlgili yazı: Büyük Patlama Öncesinde Ne Vardı?

 

Mars detektifi

SHERLOC kayaları 2,3 x 1,5 cm’lik kadrajlarda görüntüleyecek. Tayfölçüm modunda ise 7 x 7 mm’lik çerçeve içinde, metrenin 30 binde biri kadar küçük parçaların kimyasal analizini yapacak. Ancak, SHERLOC’un en büyük özelliği kayaları dokunmadan ve uzaktan analiz etmesi; yani Mars’ta hayat varsa bunları yanlışlıkla yok etme veya ortama Dünya mikropları bulaştırma riski yok.

Yine de en sürpriz özelliği, SHERLOC’un aynı zamanda uzay giysilerini de test edecek olmasıdır: NASA henüz Mars’a özel bir uzay giysisi geliştirmedi ve Mars’ta test yapmadan güvenli bir şekilde geliştirmesi de mümkün değil. Öte yandan SHERLOC bu sınırlamayı aşacak.

Sonuçta detektif SHERLOC, üzerinde standart uzay giysisi parçaları taşıyacak ve Mars 2020 robotu 10 yıl boyunca Mars’ta gezerken, bu kumaşların nasıl ve ne hızla yıprandığına bakacak. Biz de bu sayede 2035-45’ten itibaren Mars’a gidecek astronotların uzay giysilerini bugünden tasarlayacağız.

Geleceğe bakış

Böylece Mars’ı 7 yıldır araştıran meraklı kedi Curiosity’nin yerini almak üzere 2020’de fırlatılacak olan Mars 2020 robotunun nasıl çalıştığını öğrendik. Mars’ta neyi, nasıl ve niçin araştıracağını gördükten sonra taşıdığı bilimsel aygıtları inceledik. Siz de Mars 2020 ile isminizi kızıl gezegene göndermek için burayı tıklayabilirsiniz. Peki insanlar Mars’a nasıl gidecek? Onu da Mars’a Kış Uykusuna Yatarak Gideceğiz yazısında okuyabilirsiniz. Hepinize muhteşem bir tatil dilerim.

Mars 2020 uzay seferi başlıyor

¹Mars Rover 2020