Yıldız Gemisi Atılgan Ne Zaman? – 1 >> 10 yıl içinde Kaptan Kirk’ün gemisini inşa edebilir miyiz?

Aslında makul bir soru: Uluslararası Uzay İstasyonu’nu inşa ettik, Mars’a Curiosity keşif aracını ve Satürn’e Cassini gözlem uydusunu gönderdik. 1977’de fırlatılan Voyager 1 sondası ise en azından güneş rüzgarının etki alanının dışına çıkma açısından Güneş Sistemi’ni terk ederek yıldızlar arası uzaya girdi. Füzyon motoru ile yakın yıldızlara 10 yılda gitmesi planlanan teorik uzay gemisi haberlerini de internette okuyoruz. Öyleyse yıldız gemisi Atılgan’ı ne zaman inşa edebileceğimizi de sorabiliriz.

Uzay Yolu dizileri ve filmlerinin incisi Atılgan’la 1966 yılında tanıştık, karizmatik kaptan Kirk’le sivri kulaklı Spock’ı tanıdık. İlk Uzay Yolu dizisi 2260’larda geçiyor ve insanoğlunun diğer uzaylılarla birlikte yüzlerce gezegene yayılan bir uzay uygarlığı kurmasını anlatıyordu (Birleşik Gezegenler Federasyonu). Yıldız gemisi Atılgan warp sürüşü ile ışıktan hızlı yolculuk ederek yakın yıldızlara birkaç saat içinde ulaşabiliyordu.

En yakın komşu yıldız Proxima centauri‘ye ışık hızıyla yaklaşık 4 yılda gidebileceğimizi ve Einstein’ın görelilik teorisi uyarınca ışık hızıyla gitmenin imkansız olduğunu düşündüğümüzde, ışıktan hızlı yolculuk eden bir gemi yapmayı hayal etmek insanı gerçekten heyecanlandırıyor. Peki NASA uzmanları bu konuda ne diyor? Gerçek hayatta Atılgan inşa etmek mümkün mü?

 

 

Üzüntü ve muz kabuğu

NASA eğitmenlerinden mühendis Robert Frost’a göre önümüzdeki on yılda bırakın ışıktan hızlı yolculuk eden bir uzay gemisini, Atılgan büyüklüğünde olan ama ışıktan yavaş giden bir gemiyi bile inşa edemeyiz. Neden? Çünkü çok pahalı.

Einstein’ın görelilik teorisinin bazı özel çözümlerinde “teorik olarak” ışıktan hızlı yolculuğa izin veren warp sürüşü konusunu iki yazıda ele almıştık. Hatta son yazıda warp sürüşüyle ilgili teorik ilerlemeler kaydedildiğini de söylemiştik ama şimdi spekülasyonu bir kenara bırakalım ve elimizdeki teknolojiye göre düşünelim: Bugünkü teknolojiyle Atılgan inşa etmek mümkün mü?

 

 

Gerçekçi olacağız

Bu yazıda bilimkurguya girmiyoruz, sadece gerçek teknolojiyi anlatıyoruz. Dolayısıyla warp sürüşü, ışıktan hızlı yolculuk, dilityum kristalleri, foton torpilleri, enerji kalkanları, fazer ışınları ve insanları gemiden Dünya’ya ışınlayan gelişmiş cihazlardan söz etmeyeceğiz.

Bunun yerine mevcut mühendislik tekniklerini, inşaat ve makine teknolojisini kullanarak uzayda Atılgan kadar büyük bir gemi inşa edip edemeyeceğimize bakacağız.

 

 

İyi de Atılgan ne kadar büyük?

Atılgan 288 – 305 metre uzunluğunda, 190 bin – 220 bin ton ağırlığında 21 katlı bir gemi ve 430 kişi taşıyor (bu yazıda sadece Orijinal Dizi’de gösterilen Atılgan’ı baz alıyoruz).

Öyleyse nereden başlayalım? Gerçek hayattan ve Uluslararası Uzay İstasyonu’ndan (ISS) başlayabiliriz. ISS uluslararası bilim tarihinin en büyük projesi olarak biliniyor ve bu istasyonun tasarım macerası 1980’lere uzanıyor fakat Dünya yörüngesindeki inşaata ancak 90’larda başlayabildik.

 

 

ISS’in baş müteahhidi seçilen Boeing şirketi 1993 yılında işe başladı ama bu çok pahalı bir proje olduğu için ilk modülü ancak 1998 yılında uzaya fırlatabildiler. ISS’i inşa etmek için on yıl boyunca 16 ülke çalıştı ve bu işe yaklaşık 135 milyar dolar para harcandı.

Sadece ABD’nin kullandığı modülleri uzaya yollamak için 26 uzay mekiği uçuşu gerekti. Ruslar da her Rus modülü için ayrı bir roket kullandılar. İstasyonun servis, laboratuar, kenetlenme ve yaşam modüllerini birleştirmek için astronotlar uzayda 40 gün çalıştı.

 

 

Ya Atılgan?

Atılgan’ın ne kadar büyük olduğunu gördünüz. Ham maddesi titanyum olan Atılgan’ı inşa etmek için uzaya binlerce roket fırlatmamız gerekir. Ancak bunu bırakın ve Amerika’ya sadece şunu sorun: 220 bin ton titanyum kaç dolara mal oluyor. Sorunun cevabı yaklaşık 660 milyar dolarla dudak uçuklatan cinsten. 🙂 Sonra da 220 bin ton titanyumu uzaya fırlatmanın maliyetini hesaplayın.

Bu açıdan baktığımızda gemiyi Dünya’da değil, uzayda inşa etmenin daha pahalı olduğunu görüyoruz. Öte yandan Atılgan’ı J. J. Abrams’ın yeni filmlerinde olduğu gibi Dünya’da da inşa edemeyiz. Çünkü elimizde 220 bin ton ağırlığında ve 300 metre uzunluğunda olan bir uzay gemisini yörüngeye fırlatacak kadar güçlü bir roket yok.

Nükleer motorlu roket kullanmadan bunu yapamayız ve tahmin edebileceğiniz gibi nükleer motorlu roketler de dünya atmosferini radyoaktif gazlarla kirletecektir. Gemiyi parça parça inşa edip prefabrike birimleri uzaya fırlatmak mümkün ama burada binlerce roket fırlatmaktan söz ediyoruz. Dünya ekonomisi bunu kaldırmaz.

 

 

Uzayda inşaat

Astronotların uzayda inşaat ve tamirat yapmak için nasıl sıkı bir eğitimden geçtiğini biliyorsunuz. Bunun için sinirleri çelik gibi sağlam olan insanları seçiyorlar. En iyi okullardan mezun olan astronotları sıkı bir eğitime tabi tutuyorlar.

Örneğin astronotlar uzaydaki ağırlıksız ortama alışmak için dev havuzların içinde çalışıyor. Uzay giysisi giyip havuza dalıyor ve havuzun dibindeki istasyon maketleri üzerinde uzay elbisesini yanlışlıkla yırtmadan çalışmayı öğreniyor.

 

 

Bu iş savaş uçağı pilotları ve Formula 1 yarış pilotlarının yaptığından daha stresli bir iş, ayrıca çok dikkat istiyor. Astronotlar suda ağırlıksız ortamda çalışmayı öğreniyor ama uzayda su ve hava yok, dolayısıyla hareketleri zorlaştıran su direnci de yok. Buna alışmak için aniden dalışa geçen ve ardından tekrar tırmanan eğitim uçaklarının yarattığı geçici ağırlıksız ortamdan yararlanıyorlar. Bu uçakların kabini istifra poşetleriyle dolu ve yolculuğun gayri resmi adı da vomit comet (kusmuk fıskiyesi). 😛

Öte yandan uzay giysileri iri ve hantal donanımlar. Uzayda ağırlık yok fakat elbiseyle birlikte yüzlerce kiloluk kütleniz var. Bu sebeple ağırlıksız ortamda en ufak bir hareketle yoldan çıkabilir, kolumu yavaş oynatayım derken hızla bir radyo antenine çarpabilirsiniz.

ISS’in parçalarını Dünya yörüngesinde birleştirmek 40 gün sürdü (aralıksız çalışmadıkları için toplam süre daha uzun). Şimdi dev Atılgan’ı uzayda inşa etmenin ne kadar süreceğini düşünün. Uzay istasyonunda yalnızca 6 kişi var. 430 kişilik Atılgan içinse yüzlerce astronotun yıllarca çalışması gerekecek. Sizce kaç iş kazası olur? Burası uzay, kazalar hayati risk taşıyor.

 

 

Prefabrike inşaatın sınırları

Robert Frost’a göre ISS’in en büyük avantajı bütün modüllerin Dünya’da inşa edilmiş olmasıydı. Atılgan’ın ise modüler olmadığını görüyorsunuz. Bazı parçaları Dünya’da üretsek bile geminin bütün parçalarını uzaya fırlatmanın mümkün olmadığını da söylemiştik.

Bu yüzden Atılgan’ı bir uzay tersanesinde inşa etmemiz gerek, yani işi gücü bırakıp uzayda bir de tersane kuracağız. Onun inşaatı ve riskiyle uğraşacağız. Sonra da Atılgan’ı inşa edeceğiz. Oysa uzayda bu kadar büyük bir tersane kurmayı öğrenmek bile yıllar alır. Kazaları önlemek için güvenli inşaat teknikleri geliştirmemiz gerekiyor.

Yalnızca iş kazaları ve regülasyonlardan söz etmiyoruz. Bir de Atılgan’ın güvenli olması lazım. Motorları çalıştırınca patlayan defolu bir gemi inşa etmek istemeyiz. Atılgan’ın teknesine, omurgasına ne kadar yük binecek? Gemiyi nasıl tasarlayalım? Bütün bunlar ayrı bir macera.

 

 

Hikaye daha yeni başlıyor

ABD donanmasının uçak gemileri 11 bin ton uçak yakıtı taşıyor. Uzay Yolu dizilerinde Atılgan’ın da yakıt taşıdığını biliyoruz. Hayır, impuls (içtepi) motorlarından, yani füzyon roketlerinden veya warp çekirdeğinden söz etmiyoruz. Anti madde ve döteryumdan da söz etmiyoruz. Atılgan’ın uzayda manevra yapmakta kullandığı manevra iticilerinden bahsediyoruz!

Web’de yaptığım taramada Atılgan gibi bir yıldız gemisinin 10 ila 12 manevra iticisi kullandığını gördüm. Bilimkurgu görselleri olduğu için kesin sayıyı tespit etmem mümkün olmadı. Gerçek hayatta ise bir yıldız gemisinin yüzlerce küçük manevra roketine ihtiyacı olurdu. Çünkü Atılgan’ın filmlerdeki gibi zarif ve çevik olması için 12 itici yeterli değil.

 

 

Bu da bizi Amerikan uçak gemilerine geri getiriyor: Uzaya oksijen, su, döteryum, 430 kişiye yetecek erzak, anti madde, yedek parça vb. taşımakla kalmayacağız. Bir de 10 bin ton roket yakıtı taşıyacağız.

Ancak manevra roketleri gemiyi uzayın derinliklerine taşıyamaz ve bu kadar büyük bir gemiyi kimyasal roketlerle itemeyiz. Bugün uzaya uydu fırlatmakta kullandığımız düşük verimli kimyasal roketler milyarlarca ton yakıt gerektirir ve bunu taşıyacak kadar büyük yakıt tankı da 300 metrelik bir gemiye bile sığmaz.

Bu sorunu aşmak için henüz icat etmediğimiz füzyon motorlarını ve warp sürüşünü kullanmamız gerekiyor veya nükleer motor geliştireceğiz ki bu da aşağıda anlattığımız gibi radyasyon riski taşıyor.

 

 

Enerji sorunu

Bugünkü güneş enerjisi teknolojisi ile güneş ışığını elektriğe çevirmek ve istasyondaki modülleri çalıştırmak için (havalandırma, soğutma vb.) 3670 metrekarelik güneş paneli kullanmamız gerekiyor. Üstelik uzay istasyonunda 6 kişi, Atılgan’da ise 430 kişi var!

Bu durumda nükleer enerji kullanabiliriz. Amerikan uçak gemileri 48 uçak, 8 destek uçağı, 6 helikopter, deniz piyadeleriyle birlikte 6000 mürettebat ve yaklaşık 11 bin ton yakıt taşıyor. Ancak bu gemilerde nükleer reaktör kullanılıyor ve nükleer yakıtı 20 – 25 yılda bir yenilemek yeterli oluyor.

 

 

Ancak uzayda nükleer reaktör çalıştırmak başka bir şey. Öncelikle donanmanın kullandığı hantal ve riskli sıvı soğutma sistemlerini uzayda kullanamayız. Bunun yerine başka bir tasarım tercih etmek gerek ve bu da ayrı bir yazının konusu olur. Öte yandan, Atılgan için uzaya yüzlerce kilogram radyoaktif madde ve radyasyon zırhı olarak da yüzlerce ton metal göndermemiz gerekecek.

Peki ya bir kaza olursa? Fırlatma sırasında roket patlar ve radyoaktif madde Dünya atmosferine saçılırsa? İşte bu yüzden NASA Mars’a insan göndermek için nükleer motorlu uzay gemisi kullanmak istemiyor.

Aynı sebeple küçük uzay araçlarında aslında oldukça güvenli olan radyoizotop termoelektrik jeneratörler de kullanmıyor (RTG). Uzaya nükleer yakıt taşımak hem bir güvenlik sorunu hem de uluslararası politika sorunu. Dünya ülkeleri ve bizzat Amerikan vatandaşları ABD’nin uzaya nükleer yakıt göndermesine izin vermiyor.

 

 

Öyleyse durum umutsuz mu?

Yazının başındaki “üzüntü ve muz kabuğu” ifadesini şimdi daha iyi anlıyoruz. Peki Atılgan’ı inşa edemesek bile, uzay gemilerimizde Atılgan’da gördüğümüz bazı teknolojileri kullanamaz mıyız? Yazının ikinci bölümünde Uzay Yolu’ndaki hangi teknolojilerin artık gerçek olduğunu anlatıyoruz.

 

 

Atılgan uzay iskelesinde

 

 

 

Astronotların sualtı eğitimi