TÜRKİYE’NİN AY GÖREVİ

TÜRKİYE’NİN AY GÖREVİ

TÜRKİYE’NİN AY GÖREVİ

Uzay çağının başlangıcından bu yana, yüzden fazla uzay aracı Ay’a ulaşmak amacıyla Dünya’yı terk etti. Hepsi bunu başaramadı, özellikle de ilk yıllarda, ama şimdiye kadar görülen insan yaratıcılığının en şaşırtıcı başarıları yine bu Ay görevleri ile kaydedildi.

NEDEN AY'I İNCELİYORUZ?

Ay, şimdiye kadar, Dünya dışında ayak bastığımız tek gök cismi olarak bilim dünyasında ayrı bir yere sahiptir. Bu duruma Ay’ın en yakın gök cismi olması neden olmuştur diyebiliriz. Ancak Ay’a olan ilgimiz sadece mesafeden kaynaklı bir heves değil.

Ay bir bakıma jeolojik bir zaman kapsülü gibidir. Ay’ın yüzeyi, meteorların, lav akıntılarının ve yaklaşık dört milyar yıl önce iç Güneş sisteminin asteroitleri ve kuyruklu yıldızları tarafından adeta yumruklanmış gibi ağır ve derin çarpma izleri taşıyor. Ay yüzeyine dört milyar yıl önce iç Güneş sisteminden yapılan bu yoğun saldırının hemen ardından Dünya’da yaşamın ortaya çıktığı, asteroit ve kuyruklu yıldızların muhtemelen Dünya’ya su ve organik maddeler getirdiği düşünülüyor. O zamandan beri Ay’daki hâlâ bozulmamış kraterleri ve özellikleri incelemek, Güneş sistemi tarihinin bu döneminde neler olduğunu anlamanın anahtarıdır ve onu köken hikâyemizin kritik bir parçası haline getirir.

Ayrıca, bilim insanları Ay’ı, Mars, Merkür ve Güneş sistemindeki aylar gibi diğer gök cisimlerinin özelliklerini belirlemek için bir yaş referansı olarak kullanıyorlar. Dünya ve Venüs’ün aksine, Ay tektonik aktiviteden yoksundur. Bu nedenle iç yapısı oluşumundan bu yana iyi korunmuştur. Bu, bilim insanlarına gezegenlerin iç yapılarının nasıl oluştuğunu anlama fırsatı veriyor.

Ay’ın kutuplarında gölgelenmiş kraterlerde su buzu bulundu. Buzun incelenmesi, gezegenimizin suyunun nereden geldiğini anlamamıza yardımcı olabilir. Buz aynı zamanda gelecekteki insan kaşifler için solunabilir hava, içme suyu ve itki için potansiyel bir kaynak olarak da kullanılabilir.

AY'I NASIL İNCELİYORUZ?

Uzay uçuşu konusunda gelişmeler kat edilinceye kadar olan süreçte Ay’ı sadece teleskoplarla ve 1940’lardan başlayarak da radarla inceleyebildik. 1960’larda ABD ve SSCB arasındaki uzay yarışı, Ay’a uçmak, yörüngeye girmek ve inmek için düzinelerce robotik uzay aracının fırlatılmasıyla sonuçlandı. Neil Armstrong ve Buzz Aldrin, NASA’nın Apollo programının bir parçası olarak 1969’da Ay’da yürüyen ilk insanlar oldu.

1969’dan 1972’ye kadar, altı Apollo görevi ile Ay yüzeyine on iki astronot gönderildi. Astronotlar Dünya’ya toplam üç yüz seksen iki kilogram Ay toprağı, kaya ve çekirdek örneği gönderdi. SSCB, 1970’ten 1976’ya kadar üç robotik örnek görevi kullanarak, Dünya’ya yaklaşık üç yüz gram malzemeyi geri getirmeyi başardı.

Ay kayalarının yaşını kesin olarak belirlemek için gereken cihazlar hâlâ bir uzay aracında kullanmak için çok büyük ve çok fazla güce ihtiyaç duyuyorlar. Bu nedenle, Ay’ın karmaşık tarihini bir araya getirmenin en iyi yollarından biri, Ay örneklerini Dünya’ya geri getirmektir.

Apollo ve Luna görevleri tarafından Dünya’ya geri gönderilen örnekler bize Ay’ın tarihi hakkında çok şey öğretti.

Ancak hepsi, uzay aracının doğrudan Dünya ile iletişim kurabildiği Ay’ın bize görünen tarafından, Ay’ın ekvatoruna yakın ve arazinin güvenli inişler için uygun olduğu yerlerden geldi. Ay’ın karmaşık tarihini anlamak için yeni yerlerden, Ay’ın karanlık yüzünden de örneklere ihtiyacımız var.

AY KEŞFİNİN KISA TARİHİ

Ay keşfinin hikâyesi iki ayrı aşamaya ayrılır. 1950’lerin sonlarından 1970’lerin ortalarına kadar süren birinci aşama, uzay yarışı olarak bilinen ABD ve SSCB arasındaki rekabetin hâkimiyetindeydi. Her iki ülkeden de hızlı bir ilkler dizisiyle, Ay’a yapılan bu yarışta önemli bilimsel kazanımlar elde edildi. Apollo ve Luna görevleri, bilim insanlarına uzaydaki en yakın komşumuz hakkında daha önce hiç bilmediğimiz kadar çok şey anlattı.

Tarihsel süreçte, Luna, Ranger, Surveyor, Apollo gibi isimlerle anılan birçok program kapsamında başta ABD ve SSCB tarafından, Ay yüzeyine sert ve yumuşak iniş, yörüngesine girme (orbiting), yakın geçiş (flyby) gibi çok farklı konseptlerle görevler icra edildi.

Ay’a ilk sert iniş Eylül 1959’da SSCB tarafından Luna-2 görevinde gerçekleştirildi. Takiben 3 Şubat 1966’da Sovyetler bu defa Luna-9 iniş araçlarıyla ilk defa Ay yüzeyine yumuşak inişi başardı. Ay görevleri açısından fark yaratan görevlerden biri de SSCB’nin tarih sayfalarına ilk translunar kaplumbağaları kaydettirdiği görevdi. Zond-5 yörüngeye girmeden Ay’ın etrafında dönen ilk uzay aracı olarak Eylül 1968’de Dünya’ya geri döndü. Bu görev aynı zamanda, insan olmasa da Ay’a yolcu taşıyan ilk görevdi ve yolcuları iki adet Bozkır kaplumbağasıydı. Bu sevimli kaplumbağalar Dünya’dan ayrıldıktan altı gün sonra Hint Okyanusu’na inerek tarihi yolculuğu sağ olarak tamamlamışlardır.

Ay görevlerinin en çarpıcı olanı ABD’nin Apollo programıdır. Bugün hâlâ sadece ABD’nin başarı hanesinde yazan Ay yüzeyine insan indirilmesi bu program ile başarılmıştır. Apollo programında Apollo-8’in 1968 Noel uçuşu bir dönüm noktasıydı. Bu görevde mürettebat ilk kez, yörüngeden Ay’a baktılar ve Ay yörüngesindeyken, uzay çağının en ikonik görüntülerinden Earthrise fotoğrafını çekti.

Mayıs 1969’da Apollo-10, Ay’a iniş aracını test etti ve nihayet Apollo 11’deki Neil Armstrong ve Buzz Aldrin zorlu bir iniş ile 20 Temmuz 1969’da Mare Tranquillitatis’e (Huzur Denizi) güvenli bir şekilde iniş gerçekleştirdi. Şimdiye kadar Ay’a toplam altı adet insanlı iniş gerçekleştirilmiştir. Bu inişler ile Ay yüzeyine ayak basan toplam insan sayısı on ikidir. Her Apollo görevinde üçer astronot Ay’a gönderilmiştir. Üç astronottan biri Ay yörüngesindeki uzay aracında kalırken, diğer ikisi iniş modülüyle Ay yüzeyine inmiştir. Son üç Ay’a iniş görevinde yüzeyde gezgin tipi araçlar kullanılmıştır. En son Ay görevi Apollo-17 ile 14 Aralık 1972 tarihinde gerçekleştirilmiştir.

YENİDEN AY!

Ay görevleri tarihçesinin 1970’li yılların ortalarında tamamlanan ilk aşamasından sonra yaklaşık on beş yıl süren bir duraklama yaşandı. Bu duraklama ardından ikinci aşama 1990’larda başladı ve bugün hâlâ dikkat çekici programlarla etkileyici ilerlemesini sürdürüyor. 1990’larda Ay’a iki küçük robotik görev gönderildi. 1994 yılında NASA-Stratejik Savunma Girişimi Örgütünün Clementine görevi, uzay tabanlı füze savunması için geliştirilen sensörleri test etti ve yörüngesinde dönerek, Ay’ın rengini ve şeklini haritalandırdı. Clementine’den kısa bir süre sonra, Lunar Prospector uzay aracı, 1998 ve 1999’daki görevi sırasında Ay’ın yüzeyini yörüngeden haritalandırdı.

Bu dönemlerde Ay görevlerine yeni bir ülke daha katıldı. Hindistan, ilk görevi Chandrayaan-1 ile 8 Kasım 2008’de Ay yörüngesine girdi ve bir buzul keşfetti. Takiben Hindistan’ın 2019’da fırlatılan Chandrayaan-2 uzay aracı, Chandrayaan-1’in keşfettiği buzulun haritasını çıkarmaya devam ediyor.

Ay görevi icra eden ülkelerden bir diğeri olan Çin, Ay keşif programına başladığında, hızlı bir süreç kurguladı. Ülkenin ilk yörünge aracı, ilk iniş aracı ve ilk gezgini, birbirlerinden birkaç yıl sonra fırlatıldı. Daha sonra 3 Ocak 2019’da Çin, daha önce hiç yapılmamış bir şeyi başardı. Chang’e-4 ve gezgin Yutu-2 Ay’ın görünmeyen bölgesine indi.

Ay’ın asla görmediğimiz bu tarafı Dünya ile görüş hattı iletişimi olmayan taraftı. Bu sorunu çözmek için Çin görevden önce Dünya-Ay Lagrange noktasına her ikisini de net bir şekilde gören bir röle uydusu olan Queqiao’yu yerleştirmişti. 2020’nin sonlarında, Çin’in Chang’e-5 uzay aracı, Ay’ın daha genç, keşfedilmemiş bir bölgesine indi. Yaklaşık 1,7 kilogram örnek topladı ve bunları Dünya’ya geri getirdi.

NASA, 2023 yılında Ay’ın kalıcı gölgeli bölgelerine girecek ve buzu yakından inceleyecek olan VIPER gezginini Ay’a fırlatmayı planlıyor. VIPER, NASA’nın düzenli olarak görev yapacak olan Ticari Ay Yük Hizmetleri programının bir parçası. İnsanlığın bu yeniden Ay’a dönüş yolculuğunda heyecan verici olan, yakın gelecekte mürettebatlı ay görevlerine geri dönme ihtimalinin sürekli artmasıdır. Bu ihtimale yönelik ipuçlarını aşağıdaki programlar bize vermektedir:

• Şu anda geliştirilmekte olan SpaceX’in Starship’i, süper zengin turistler için gerçek bir olasılık olan Zond-5’in kaplumbağalarının izlediği rotayı takip ederek Ay’ın etrafında geziler planlamaktadır. Hatta ilk bilet rezervasyonu Japon milyarder Yusaku Maezawa’ya ait.

• NASA’nın Artemis programı, insanları Mars’a göndermek için uzun vadeli bir planın parçası olarak 2024 yılında astronotları Ay’ın güney kutbunun yakınlarına indirmeyi hedefliyor. Bu sıkı bir takvim, ancak plan, inişten önce sadece iki test uçuşunun yapılmasıdır. Mürettebatsız bir çevre görevi ve mürettebatlı bir görev. Üçüncü uçuş, inişin kendisi olacak ve SpaceX’in Starship’inin bir varyantını kullanacak.

• Başarılı gezici ve numune dönüş görevleriyle Çin, artık robotik Ay görevlerinde dünya lideri gibi görünüyor, ancak planlar burada bitmiyor. 2030’larda Çin Taikonotları Ay’a götürebilecek yeni nesil mürettebatlı uzay aracı geliştiriyor.

Önümüzdeki birkaç yıl içinde, en az dört uluslararası robotik görev Ay’ın yörüngesinde dönecek ve eşsiz kalitede küresel haritalar yapacak. Sonuçta, insanlar Ay’a geri dönecekler. Bu sefer Ay’a dönüşün amacı, bunu yapabileceğimizi kanıtlamak değil, yeni ve büyüyen bir uzay yolculuğu yeteneğini desteklemek için Ay’ı nasıl kullanacağımızı öğrenmek.

TÜRKİYE’NİN AY GÖREVİ

Hâlâ planlama aşamasında olan gelecekteki Ay görevlerine bakıldığında, Ay görevlerine dahil olan veya kendi Ay görevlerini planlayan ülkelerin sayısının artması dikkat çekicidir. Bu noktada; Kanada, BAE, Kore Cumhuriyeti ve tabii ki Türkiye kendi Ay görevleriyle bu alana yeni değerler katmaya aday.

9 Şubat 2021 tarihinde Türkiye Uzay Ajansı (TUA) sorumluluğunda yürütülmek üzere Cumhurbaşkanımız Recep Tayyip Erdoğan tarafından açıklanan Milli Uzay Programı ile Türkiye’nin Ay görevi ulusal ve uluslararası kamuoyu gündemine girmiştir. Türkiye’nin Ay görevi bütünsel olarak ele alındığında, geliştirilecek bir uzay aracı ile Ay yüzeyine temasın sağlanması olarak tanımlanmıştır. Aşamalı olarak ele alınacak görevde Ay yüzeyine sağlanacak temas;

• Birinci aşamada, uzay aracının fiziki bütünlüğünü koruma gayesi olmaksızın belirli bir hızla çarpması (Sert İniş-Haziran 2024),

• İkinci aşamada ise, yine belirlenen bölgeye, oluşturulacak bir patern ile uzay aracını kırıma uğratmadan yumuşak inişin yapılması (2028/2029) şeklinde gerçekleştirilecektir.

Ay görevinin ilk aşaması olan Ay’a Sert İniş görevine ilişkin tanımlanan ve ihtiyaç makamı TUA olan projenin ana yükleniciliği görevi TÜBİTAK Uzay Teknolojileri Araştırma Enstitüsü (TÜBİTAK Uzay) Müdürlüğüne verilmiştir.

Projeye ilişkin TUA ve ilgili taraflarca yapılan açıklamalardan derlenen bilgiler çerçevesinde görev; Dünya’dan ayrılış ve Dünya etrafında yörünge, Ay yörüngesine transfer, Ay yörüngesinde operasyonlar ile Ay yüzeyine alçalma ve çarpma adımlarını içerecektir. Uzay aracının Dünya’dan Ay’a olan yolculuğunun fazlarını biraz daha detaylandıracak olursak;

• Dünyadan ayrılış yurt dışı kaynaklı bir fırlatma aracı ile gerçekleştirilecek,

• Bu araç ile oldukça yüksek eliptikli Dünya merkezli bir yörüngede uzay aracı bırakılacak,

• Bu yörüngeden yapılacak ateşlemeler ile uzay aracı Ay’a transfer yörüngesine (Lunar Transfer Orbit-LTO) oturtulacak,

• Transfer yörüngesinden sonra, Ay yörüngesine girilerek Ay’a yönelik gözlem görevleri yapılacak,

• Nihai olarak görev, Ay yüzeyinde belirlenecek bölgeye doğru alçalma ve sert iniş ile sonlandırılacaktır.

Ay görevi, diğer uzay görevlerinde de olduğu gibi geleneksel görev mimarisi tanımlaması çerçevesinde ele alındığında; uzay kesimi, fırlatma kesimi ve yer kesiminden oluşacaktır. Uzay kesimi, Ay yüzeyine sert inişi gerçekleştirecek uzay aracını içermektedir.

Fırlatma kesimi, uzay aracını Dünya yörüngesine götürecek fırlatma sistemini ifade etmektedir. Yer kesimi ise, görev konsepti çerçevesinde ihtiyaç duyulacak sayıda yer istasyonunu içerecektir.

Uzay kesiminde, TÜBİTAK Uzay tarafından geliştirilmekte olan uzay aracının Ay’a ulaşması amacıyla Dünya merkezli yörüngeden Ay’a transfer yörüngesine geçişi için gerekli ateşlemeyi sağlamak amacıyla Delta-V firması tarafından milli olarak geliştirme çalışmaları devam eden hibrit roket motoru kullanılacaktır. Uzay aracı üzerinde Ay yüzeyini görüntülemek ve bazı bilimsel ölçümler yapmak amacıyla muhtelif görev yükleri de bulunacaktır. Hâlihazırda uzay aracında bulunacağı öğrenilen görev yükleri görüntüleme amaçlı bir kamera ile radyasyon ölçümü için bazı sensörleri içerecektir.

Dünya genelindeki benzer görevler göz önüne alındığında, yer kesiminin de üç temel fonksiyonu yerine getirmeye yönelik planlanacağı öngörülmektedir. Bu fonksiyonlar temel olarak; uzay aracına erişim, görev operasyonları planlama & yönetim ile uçuş dinamiğidir.

Uzay aracına erişim haberleşme ağı kapsamında tesis edilmesi gereken anten veya antenler ile birlikte, göreve özel haberleşme planı ile sağlanacak haberleşmenin sürekliliğine bağlı olarak küresel anlamda dağıtık anten sistemlerinin kullanımını içerecektir.

Görev operasyonları planlama & yönetim fonksiyonu görev planlama, trend analizi, durum-yönelim tespit & analiz, uzölçüm, uzkomut, izleme ve anomali yönetimi, arşiv, veri dağıtım ve yönetimi gibi alt fonksiyonları içermektedir.  Görev planlama ile olay/işlem planlarının hazırlanması ve planların uzay aracına çıkılmasına kadar olan süreçteki işlevlerin yerine getirilmesi sağlanmaktadır. Bunlarla birlikte, sistemin tüm bileşenleriyle izlenmesi, anomali tespiti ve yönetimi, uzay aracının görev gereği durum ve yönelim planlaması, mevcut telemetre verileri dikkate alınarak trend analizleri yapılması işlevleri de görev operasyonları planlama ve yönetim fonksiyonu kapsamında gerçekleştirilmektedir.

Uçuş Dinamiği fonksiyonu genel anlamda Dünya’da ayrılış ile başlayarak, Ay yüzeyine çarpma/inmeye kadar olan süreçte izlenecek uçuş yolunun planlama, kontrol, düzeltme ve takibine yönelik tüm işlevler için gerekli analiz ve hesaplamaları gerçekleştirmektedir. Bu kapsamda uçuş dinamiği fonksiyonu;

• Yörünge (uçuş yolu) belirleme,

• Yörüngede olabilecek bozulmaları düzeltme,

• Uçuş yoluna bağlı olarak varsa belirli aşamalarda yapılması gereken önceden belirlenmiş manevraların planlamasını içermektedir.

Ay görevi kapsamında sistem mimarisinin yer kesimine yönelik planlamalar hakkında somut bilgiler kamuoyu ile henüz paylaşılmamıştır. Ancak yer kesimi kapsamında temel olarak bu konuda ticari hizmet sunan uluslararası yer istasyonları ağı işleten firmalardan hizmet alınması yönünde bir yaklaşımın izlendiği bilinmektedir.

Başarımının sadece ulusal değil, uluslararası arenada da oldukça olumlu sonuçları olacak böylesine önemli bir uzay programı kapsamında tam fonksiyonel bir yer istasyonunun görev kontrol merkezi işlevlerini de gerçekleştirilmek üzere tesis edilmesi önemli bir kazanım olacaktır. Yaygınlaştırma ve yerli ve milli teknolojilerin azami ölçüde projeye dahil edilmesi düşüncesiyle bu yönde yapılacak bir planlamada ASELSAN sahip olduğu teknolojik birikim ile gerek yer kesiminde tüm sistem çözümü sunmak, gerekse de uzay aracı erişim alt sistemi olarak da adlandırılan çok bantlı tam hareketli anten sistemini milli olarak geliştirmek konusunda beklenti içerisindedir. Bu yönde yapılacak bir görevlendirme ile ASELSAN projeye uzmanlığı çerçevesinde azami katkıyı sağlamaya hazırdır.