Ana sayfa 126. Sayı Bir kuyrukluyıldıza yakından bakış: Rosetta Projesi

Bir kuyrukluyıldıza yakından bakış: Rosetta Projesi

13
PAYLAŞ

Rosetta bir ilki gerçekleştirerek, Ağustos ayında 67P/C-G kuyrukluyıldızının yörüngesine oturacak olan insansız bir uzay aracı. Rosetta’nın taşıdığı Philae robotik modülü ile kuyrukluyıldızın üzerine de inilecek. Böylece insanlık, Güneş Sistemi’nin en yaşlı üyelerinden birisini, yani bir kuyrukluyıldızı çok daha yakından tanıyacak. Projenin temel hedefi Güneş Sistemi’nin kökenlerinin ve evriminin araştırılmasına katkı sunabilmek. Dünya üzerinde yaşamın nasıl başlamış olabileceği sorusuna dair kimi ipuçları yakalayabilmek de olası görünüyor.

Rosetta, Avrupa Uzak Ajansı (ESA) tarafından yapılan ve uzaya fırlatılan, insansız bir uzay aracı. Aynı zamanda Rosetta, insanlığın bir kuyrukluyıldızın yörüngesine oturtacağı ilk uzay aracı olacak. Bununla da yetinilmeyeceği gibi, Rosetta ile bahsi geçen kuyrukluyıldızın üzerine iniş yapılarak çok sayıda ilke, tek seferde imza atılmış olacak. Böylece insanlık, Güneş Sistemi’nin en yaşlı üyelerinden birisini, yani bir kuyrukluyıldızı çok daha yakından tanıyacak.

Rosetta, 2 Mart 2004’te ESA tarafından Ariane 5 roketiyle uzaya fırlatıldı ve 10 yıl süren yolculuğun ardından Ağustos 2014’te, 67P/C-G kuyrukluyıldızının yörüngesine girecek. Kasım 2014’te ise Rosetta üzerinden ayrılan robotik bir parça özel incelemeler yapmak için kuyrukluyıldızın üzerine iniş yapacak.

Rosetta Projesi hakkında detaylı bilgiler vermeden önce, daha önce gündeme alınan ve uygulanan kuyrukluyıldız gözlem ve inceleme projelerine değinmek yerinde olacaktır.

Projenin tarihsel arka planı

1986’da Halley kuyrukluyıldızının Dünya’ya yakın geçtiği dönemde, insansız uzay araçları Halley’i incelemek üzere fırlatıldılar. O tarihte yine ESA tarafından fırlatılan Giotto, Halley’i, hızla geçtiği yörüngesinden 596 km öteden gözlemlemeyi başarmıştı. Bu gözlemden edinilen veriler, kuyrukluyıldızlar hakkındaki en önemli ve detaylı bilgilere sahip olmamızı sağlamıştı. Yüzde 80’i sudan oluşan Halley için yapılan gözlemler, biliminsanlarının kuyrukluyıldızlara olan ilgisini daha arttırmıştı. Yine Giotto, ömrünü tamamlamadan önce 1992’de Grigg-Skjellerup kuyrukluyıldızının 200 km yakınından geçti ve yaptığı incelemelerle insanlık için çok değerli gözlem verileri elde etmiş oldu.

Daha sonra da NASA ve ESA’nın kuyrukluyıldızlarla ilgili projeleri gündeme geldi. NASA bir kuyrukluyıldızın yörüngesine girmeyi, ESA ise bir kuyrukluyıldızdan örnek bir parça alarak Dünya’ya iniş yapmayı hedefledi. Bahsi geçen projeler maliyetlerinden dolayı iptal edildiler. ESA, NASA’nın projesini gündemine aldı ve geliştirerek Rosetta Projesini ortaya attı.

Projenin 12 Ocak 2013’te hayata geçirilmesi planlanıyordu. Fakat Rosetta ile iletişimi de sağlayacak olan iletişim uydusunun fırlatılması sırasında yaşanan kaza nedeniyle ertelenmek zorunda kaldı. Bu Rosetta’nın, 46P/Wirtanen kuyrukluyıldızı ile 2011’de buluşması planını tamamen değiştirmiş oldu. Böylece hedef alınan kuyrukluyıldız da değişmişti. Görece daha kütleli bir kuyrukluyıldız hedef alınmış olduğundan, iniş modülünün iniş takımları da geliştirilmek zorunda kalındı.

Uzay aracı Rosetta, adını tarihi Rosetta Taşı’ndan alıyor. Rosetta Taşı, üç ayrı dille yazılan, fakat içerik olarak birbirinin birebir aynısı olan yazılar sayesinde, tarihçilerin Eski Mısır yazılarını çözümlemesini sağlamış olan taş bir kitabedir. Adını bulunduğu Mısır kasabası Reşit’den (Rosetta) almaktadır. Rosetta’nın da benzer şekilde kuyrukluyıldızlar hakkında ciddi çözümlemelere olanak sağlayacağı düşüncesi, ona bu ismi kazandırmış.

Projenin 11 yıllık zaman çizelgesi

– Fırlatma (2 Mart 2004)
– Dünya üzerinden 1. yakın geçiş (4 Mart 2005)
– Mars üzerinden yakın geçiş (25 Şubat 2007)
– Dünya üzerinden 2. yakın geçiş (13 Kasım 2005)
– 2867 Šteins asteroidinden yakın geçiş (5 Eylül 2008)
– Dünya üzerinden 3. yakın geçiş (13 Kasım 2009)
– 21 Lutetia asteroidinden yakın geçiş (10 Temmuz 2010)
– Uyku moduna geçiş (Temmuz 2011  – Ocak 2014)
– Kuyrukluyıldıza yaklaşma (Ocak – Mayıs 2014)
– Yavaşlatma manevrası (Mayıs – Temmuz 2014)
– Yörüngeye oturma, kuyrukluyıldızın iniş için haritalandırılması (Ağustos 2014)
– Kuyrukluyıldız üzerine iniş (Kasım 2014)
– Kuyrukluyıldıza güneşin etrafındaki yörüngesinde eşlik etme (Kasım 2014 – Aralık 2015)
– Projenin tamamlanması (Aralık 2015)

Zaman çizelgesinde bahsi geçen yakın geçişler, gezegenlerin kütleçekiminden faydalanarak hız kazanmak için kullanılıyor. Böylece Güneş’e yakın bir yörüngeden, yani Dünya’dan, daha dış yörüngelere yakıt açısından daha tasarruflu bir şekilde ilerlemenin olanağı yaratılıyor. Gezegenler arası yolculuklarda kullanılan bu teknik sayesinde, Güneş Sistemi’nin dışarısına uzay aracı gönderilmesi başarılmıştı.

Şubat 2007’de Rosetta’nın Mars üzerinden yaptığı yakın geçiş, Mars’ın yüzeyine 250 km gibi oldukça yakın bir mesafeden gerçekleşti. Bu geçiş esnasında uzay aracının Mars’ın gölgesinden geçiyor olması, daha önce planlandığı şekilde güneş panellerinin 15 dakika kadar elektik enerjisinden yoksun kalmasına ve dolayısıyla aracın bu esnada kontrol edilememesine yol açtı. “Milyar Euroluk Kumar” olarak adlandırılan bu geçişte, herhangi bir sorun yaşanmadı ve proje planlandığı gibi devam etti.

Rosetta’nın kuyrukluyıldızın Güneş etrafındaki yörüngesine, kuyrukluyıldıza yakın bir noktada oturarak, kuyrukluyıldıza adım adım yaklaşması hesaplanıyor. Böylece kuyrukluyıldıza görece düşük bir hızla yaklaşılıyor ve fazla yakıt kullanılmadan yavaşlatma manevrası yapılarak, Rosetta’nın kütleçekimi son derece zayıf olan kuyrukluyıldızın yörüngesine oturtulması isteniyor.

Kuyrukluyıldızın çapı, en geniş yerinde 4 km olarak hesaplanıyor. Yani bir gezegene göre kütlesi kıyaslanamayacak düzeyde düşük, haliyle kütleçekimi de. Öyle ki, bir dağ parçası büyüklüğündeki bu kuyrukluyıldızın üzerinde yaşıyor olsaydık, zıpladığımızda bir daha geri dönmemek üzere uzaya savrulurduk.

Ağustos 2014  içerisinde yörüngeye oturma işlemi tamamlandıktan sonra, Kasım 2014’te Rosetta’nın üzerinden ayrılacak olan Philae robotik iniş modülü, oldukça düşük bir hızla kuyrukluyıldıza yaklaşacak ve üzerine iniş yapacak. Yapılan inişin ardından robotun yüzeye tutunmasını sağlamak için özel geliştirilmiş ayaklar devreye girecek. Rosetta’nın esas gövdesi ise yörüngede kalmaya devam edecek.

Her ne kadar kuyrukluyıldızın yüzeyine iniş yaparken, Mars ve Ay’da olduğu gibi ciddi bir kütleçekime, yani hızlanarak düşüşe karşı koymak gerekmiyor olsa da, kuyrukluyıldızın kendi etrafındaki dönüş hızı ve engebeli yapısı, iniş esnasında üstesinden gelinmesi zorluklar arasında görünüyor. Bütün bu süreçler, Almanya’nın Darmstadt kentindeki ESA’ya bağlı kumanda merkezinden yönetiliyor olacak.

Rosetta hakkında bilgiler

Rosetta’nın fırlatıldıktan sonra, yakıtını harcamadan önceki kütlesi 3000 kg. Bunun 100 kg kadarlık kısmı, yüzeye iniş yapacak Philae’nin kütlesi. Rosetta ihtiyaç duyduğu elektrik enerjisini, üzerindeki güneş panelleri sayesinde elde ediyor.

Üzerindeki roket sistemlerini kullanarak manevra yapıyor ve böylelikle planlanan rotada kalabiliyor. Hassas manevralar için kullanılan reaksiyon kontrol sisteminde (RCS) yaşanan yakıt sızıntısı birtakım endişeler yaratsa da, projeyi yürüten biliminsanları, projenin başarıyla tamamlanabilmesi için gerekli yakıtın sızmadan kalacağını düşünüyorlar.

Rosetta üzerinde bulunan ve yapılacak gözlemlerde kullanılacak aletlerden de kısaca bahsedelim.

ALICE: Ultraviyole görüntüleme spektrometresi.

CONSERT: Kuyrukluyıldızın çekirdeğini radyo dalgaları yayarak inceleme.

COSIMA: İkincil kuyrukluyıldızsal iyon kütle spektrometresi.

GIADA: Tanecik çarpışma çözümleyicisi ve toz akümülatörü.

MIDAS: Mikro görüntüleyici toz analiz sistemi.

MIRO: Mikrodalga spektrometresi.

OSIRIS: Optik, spektroskopik ve kızılötesi uzaktan görüntüleme sistemi.

ROSINA: İyon ve nötr analizler için spektrometre.

RPC: Rosetta plazma konsorsiyumu.

RSI: Radyo bilim incelemesi.

VIRTIS: Görünür ve kızılötesi termal görüntüleme spektrometresi.

Burada bahsi geçen deney ve gözlem aletlerinin kuyrukluyıldız hakkında bize ne gibi bilgiler verebileceğini incelemek yerinde olacaktır.

Projenin hedefleri

Rosetta’nın en temel hedefi Güneş Sistemi’nin kökenlerinin ve evriminin araştırılmasına katkı sunabilmek. Kuyrukluyıldızlar Güneş Sistemi’nin erken zamanlarına ait molekülleri barındırıyor. Ayrıca yapısal olarak gezegenleri ve Güneş’i oluşturan madde karışımlarından oldukça farklı bir yapıya sahipler. Maddesel bileşimleri Güneş Sistemi’ni meydana getiren bulutsunun yapısını yansıtıyor. Bu yüzden Rosetta ve Philae’nin yapacağı araştırmalar Güneş Sistemi’nin bundan 4,6 milyar yıl önce nasıl meydana geldiğini anlamamıza katkı sunacak.

Ayrıca Güneş Sistemi’nin erken dönemlerinde, kuyrukluyıldızların gezegenlere çarpma oranları şimdiye kıyasla oldukça yüksekti. Gezegenlere çarpan kuyrukluyıldızların gezegenlerin evriminde de anahtar rol oynadığı düşünüyor. Mesela Dünya’daki okyanuslarda bulunan suyun oldukça önemli bir kısmının, kuyrukluyıldızların Dünya’ya çarpmasıyla Dünya’ya geldiği tahmin ediliyor.  Dahası bu kuyrukluyıldızlardan gelen karmaşık organik moleküller, hayatın evrimi üzerinde de etkili roller oynamış olabilirler.

Ayrıca Rosetta, bir kuyrukluyıldızın Güneş’e yaklaşırken yaşadığı değişime yakından tanık olacak. Bilindiği gibi, sıcaklığın artışına paralel olarak kuyrukluyıldızlar, adı koma olan bir atmosfer oluşturuyorlar. Ayrıca toz kuyruk ve iyon kuyruk adı verilen iki karakteristik kuyruk meydana getiriyorlar. Kuyrukluyıldız üzerinde bütün bu değişimler yaşanırken, Rosetta ve iniş modülü orada olacak.

Bunların yanı sıra, Rosetta’nın ve iniş modülünün üzerinde bulunan aygıtlar sayesinde kuyrukluyıldızın iç yapısına dair de bilgiler edinilecek. Biliminsanları özellikle kuyrukluyıldızın çekirdeğini incelemek istiyorlar.

Rosetta, Dünya’da hayatın başlangıcına dair katkı sunabilir mi?

Daha önce bahsini ettiğimiz, ESA tarafından yürütülen Giotto Projesiyle, kuyrukluyıldızların kompleks organik moleküller taşıdığına dair gözlemler yapılmıştı. Bu moleküller karbon, hidrojen, oksijen ve azotça zengin moleküllerdi. İlgili moleküller, yaşam için gerekli olan aminoasit ve nükleikasitleri meydana getiren molekülledir.

Peki yaşam kuyrukluyıldızlar sayesinde mi başladı? Rosetta bu soruya kesin bir cevap vermeyecekse de, insanlık için zengin bir bilgi birikimi yaratacaktır. Mesela Rosetta’da bulunan ve kütle spektrometresi yapan cihazlar, kuyrukluyıldızda bulunan organik moleküller hakkında, önceki gözlemlere kıyasla oldukça net çözümlemeler yapabilecektir. Ayrıca bu ölçüm aletleri, çeşitli aminoasitleri tespit edebilecek hassasiyettedir.

Bunların yanı sıra, kuyrukluyıldızın üzerindeki buzlarda yapılacak incelemeler sayesinde, Dünya’daki suyun nereden gelmiş olabileceği sorusuna da yanıt aranacak. Suda bulunan hidrojen izotopu döteryumun, hidrojenle olan oranından faydalanılarak, Dünya’daki sularda tespit edilen oranla kıyaslamalar yapılabilecek.

Kuyrukluyıldıza yaklaşırken…

ESA 14 Temmuz 2014 günü Rosetta aracılığıyla yaptığı fotoğraf çekimlerini yayınladı. Yayınlanan görüntülere göre, kuyrukluyıldızın şekli oldukça şaşırtıcı. Kuyrukluyıldız iki farklı kütlenin bir araya gelmesiyle oluşmuş gibi görünüyor. Daha şimdiden bu kuyrukluyıldızın sıradan bir kuyrukluyıldız olmadığını söylemek mümkün görünüyor.

Kuyrukluyıldıza yaklaşırken…

Dünyadan yapılan incelemelerde uzaklık ve kuyrukluyıldızın küçük olması nedeniyle bu kadar başarılı bir çözümleme yapılmamıştı. Elde edilen görüntüler, kuyrukluyıldıza yaklaşık 12.000 km uzaklıktan çekildi.

Rosetta geçen her saniyede kuyrukluyıldıza 8 m daha yaklaşmaya devam ediyor. 6 Ağustos’ta ise kuyrukluyıldızın yörüngesine oturmuş olması planlanıyor.

Proje şimdiye kadar oldukça ufak sorunlarla ilerlese de, yörüngeye girme ve yüzeye iniş projenin en zorlu kısımları olacak gibi duruyor. Rosetta ile Dünya arasındaki sinyal iletimi 50 dakika kadar gecikmeli olarak devam ediyor. Son teknoloji bilgisayar sistemlerinin destekleyeceği, yörüngeye oturma ve yüzeye iniş sırasında yaşanabilecek sorunlar için ciddi bir ön çalışma yapılmış.

İniş için kuyrukluyıldızın yüzeyinin aktif bir halde olmaması oldukça önemli. Aksi halde iniş modülü püsküren gazların etkisiyle zarar görebilir. İniş modülü yaklaşık 1 km uzaktan kuyrukluyıldıza bırakılacak ve bir insanın yürüme hızı kadar bir hızla yüzeye inecek. Yüzeyle kuracağı temas için 30 derecelik bir tolerans olsa da, yaşanacak daha ciddi sorunların ne yazık ki geri dönüşü olmayacak.

Çok sayıda biliminsanı ve mühendisin ESA bünyesinde 1996 başlattığı bu projeden beklenen sonuçlar alınabilirse, Rosetta bilim adına oldukça önemli katkılar sunmuş olacak. Projenin ilerleyen süreçlerindeki gelişmeleri Bilim ve Gelecek’in sonraki sayılarında sizlerle paylaşmayı ümit ediyorum.

Kaynaklar

1) http://blogs.esa.int/rosetta/

2) http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Rosetta

3) http://rosetta.jpl.nasa.gov/