Menu
FacebookTwitterLinkedInRSS Feed

ESA, Rosetta ve Philae


Bugün gelen haberleri önce yazayım da bazı dostlarım uzun yazı okumak istemiyorlar, o nedenle konuya iyi başlangıç olur. Aşağıda sözünü ettiğim MUPUS bilimsel aletinin verilerinin ilk incelenmesi sonucu 67P yüzeyinin çok sert buz katmanı olduğu anlaşıldı. Her ne kadar 23 cm derinlere inmesi beklenen MUPUS’un yüzey altı çalışması sadece birkaç milimetre derinliğe ulaşabilmiş, nedeni de sert buz yapısı. Yine MUPUS’un ilk anda yüzeyde ölçtüğü sıcaklık -153°C, fakat 10 dakika sonra sıcaklık 10 derece daha soğumuş. Yine aşağıda anlattığım COSAC aleti de KY’ın ince atmosferini koklayarak ilk organik molekülü bulduğu haberi geldi. Bu molekülün basit amonyak ve metanol türü mü yoksa amino asit gibi daha kompleks bir yapıda olduğu araştırılıyor.

MupusMUPUS aletinin yerini gösteren çizim

Bu uzun yazımda önce 67P/Churyumov–Gerasimenko özelliklerinden, daha sonra Rosetta’nın maceralarından ve en sonda ise Philea’nın konma ve veri alma süreçlerinden söz edeceğim.

67P/Churyumov–Gerasimenko
Churyumov–Gerasimenko KY’ı veya kısaca ona 67P diyelim güneş sistemi içinde dönemsel bir KY olup güneş çevresindei 6.45 yılda bir dolanmaktadır. Kendi ekseni çevresinde ise 12.4 saatde bir dönmektedir. KY’ın maksimum hızı ki enberi noktasında yani güneşe en yakın olduğu zaman gerçekleşir saatde 135 000 km’dir. Yerin yörüngesindeki hızı 108 000 km olduğunu anımsayalım. Boyu 4.3 km, en geniş yeri ise 4.1 km, patatese benzeyen bir şekli vardır. 13 Ağustos 2015 tarihinde enberi noktasından geçecek, yani şu anda o noktaya doğru yol alıyor. Enberi noktasında güneşe olan uzaklığı 186 milyon km, enöte durumda ise 850 milyon km, dolayısıyla yer yörüngesinin dışında, yere göre epeyce basık elips bir yörüngede dolandığını anlıyoruz.

Kuyruklu yildiz 67P67P kuyrukluyıldızının ESO'nun meşhur büyük teleskobu (VLT) ile alınmış görüntüsü.

Bir KY’ı kim keşfederse onun adı verilir. Ukraynalı iki gökbilimci olan Klim Ivanovych Churyumov ve Svetlana Ivanovna Gerasimenko 1969 yılında fotoğraf plağı üzerinde bu KY’ı saptamışlar. Gerasimenko Alma-Ata Astrofizik enstitüsünde Comas Sola KY’nı gözlemek amacı ile çektiği fotoğraf plağını inceleyen Churyumov plağın kenarında bir KY görüyor ve bunun amaçlanan Comas Solo KY’ı olduğunu varsayıyor. Kiev üniversitesine döndükten bir ay sonra plağı tekrar inceliyor, sönük Comas Solo’yı görünce kenardakinin yeni bir KY olduğunu anlıyor. Dolayısıyla keşfi iki gökbilimci yapmış oluyor.

67P Jüpiter gezegenine yakın geçiyor ve her geçişte yörünge parametreleri değişiyor. Örneğin 1959 yılından önce enberi uzaklığı 400 milyon km iken 1959 Şubatında Jüpitere çok yaklaşıyor ve onun uyguladığı tedirginlik kuvvetleri sonucu enberi uzaklığı 190 milyon km olarak değişiyor. 2009 enberi geçişi sırasında incelenen KY’ın ekseni çevresinde dönme döneminin de 12.76 saatden 12.4 saate düştüğünü farkediyorlar. Şu anda 67P çok sönük, 20. kadir yöresinde, 13 Ağustos 2015 enberi geçişinden sonra onu İkizler takımyıldızında 11. kadir yöresinde görmek ancak teleskop ile mümkün olacak.

Rosetta
Önce böyle bilimsel projenin nasıl ortaya çıktığını bilmemiz gerekir. 1986 yılında gelecek olan Halley KY’ı için Avrupa Uzay Ajansı (ESA) 1980 yılında tamam dediği Giotto projesinde uzay aracı hazırlanmış ve 2 Temmuz’da uzaya atılmıştı. Giotto ilk kez bir KY’a 596 km yaklaşarak onun çekirdeğinin fotoğraflarını çekmişti. O sırada Rusların ve japonların uzay araçları bu kadar başarılı olamamıştı. NASA da projenin parçası olacaktı ama o yıllarda gerçekleşen Challenger uzay mekiğinin kaza apması ve bütçe kısıntıları yüzünden projeye ortak olamadı.

Her ne kadar gökbilimcilerin beklediği parlaklıkta gelmeyen Halley KY’ı herkesi üzdüyse de Giotto’nun başarısı dillerden düşmedi. İşte bu nedenle hemen o yıllarda NASA ve ESA bir sonraki KY projesi için ortak bir çalışmaya girdiler. NASA kuyrukluyıldız buluşması asteroid yakın geçişi (Comet Rendezvous Asteroid Flyby, CRAF) isimli uzay aracının planlarını hazırlarken ESA Kuyrukluyıldız çekirdeğinden Örnek getirme (Comet Nucleus Sample Return, CNSR) aracının planlarını yapmaya başladılar. Fakat NASA yine bütçe sorunlarından dolayı CRAF projesini askıya aldı. Onun üzerine ESA, CRAF benzeri bir araçla çekirdekden örnek getirmeyi düşündüler ama çok pahalı bir proje olacaktı, onun üzerine kendi projesinin yapımına 1993 yılında karar verdiler. 2 Mart 2004 tarihinde fırlatılan uzay aracının adı onu hazırlayan ekibin başındaki bilimci “Gerhard Schwehm”di. Atıldıktan sonra emekliye ayrılmıştı. Daha sonra adı Rosetta oldu.

RosettaRosetta uzay aracının temsili fotoğrafı. Gövde yapısı aynı.

Rosetta uzaya gönderilmeden önce yapılan plan gereği görevi 2011 yılında 46P/Wirtanen KY’ı ile 2011 yılında buluşacak ve o aralıkta uzayda çeşitli manevralar yaptığı sırada da asteoidlerin yanından geçerek onları görüntüleyecekti. Fakat tüm planlar uzay aracının 12 Ocak 2003 tarihinde gönderilmesi üzerine kurulmuştu. Arian 5 roketi bir önceki fırlatılışında arıza yaptı, dolayısıyla yaklaşık bir sene geç gnderildi. O zaman hemen plan değiştirildi ve 67P/Churyumov–Gerasimenko KY’ı ile buluşmasına karar verildi.

Uzaktaki bir KY’a ulaşması için hızını artıracak manevra yapması gerekiyordu. Uzay teknolojilerinde bu amaçla gezegenlerin çekim etkisi kullanılır. Uzay aracı bir gezegene yakın geçiş yaptığında onun çekim gücü ile hızlandırılır. Bu nedenle ilk kez 4 Mart 2005 tarihinde yere yakın geçiş yaptı. 25 Şubat 2007 tarihinde bu kez Mars’a yakın geçiş planlandı ve 250 km yakınından geçerek araç biraz daha hızlandı. Bu yakın geçiş sırasında Mars’ın yüzeyi ve atmosferi hakkında çok ayrıntılı görüntüler gönderdi. Bu kadar yakın geçiş aslında büyük riskti çünkü Marsın gölgesinde kalan güneş panelleri bataryaların bitmesine neden olabilirdi.

KY-67p-ilk-fotoRosetta'nın ilk çektiği 67P görüntüleri bilim dünyasında şaşkınlıkla karşılandı.

Rosetta 13 Kasım 2007 tarihinde ikinci kez yere yakın geçiş yaptı. 5 Eylül 2008’de 2867 Steins adlı asteroide 800 km yaklaştı ve onun görüntülerini gönderdi. 12 Kasım 2009’da bir kez daha yere yakın geçiş yaparak istene hıza ulaştı. 10 Temmuz 2010 tarihinde 21 lutetia asterodine 3168 km yaklaştı. Asterid kuşağının bu büyük üyesinin 462 fotoğrafını gönderdi. Rosetta daha sonra uyku moduna alındı ve 31 ay uyutuldu. 20 Ocak 2014 tarihinde uykudan uyandırıldı. Mayıs 2014 tarihinde bir seri roket ateşlemesi ile yörüngesinde hızı düşürüldü, neden çünkü 67P ile hız farkı büyüktü (775 m/sn), bu ateşleme ile hız farkı düşürüldü (7.9 m/sn).

25 Ağustos tarihinde 67P KY’ı ile olan randevusunu dünyadan 500 milyon km uzaklıkta gerçekleşti. KY’ın çevresinde yörüngeye oturdu, bu geçici bir yörüngeydi ve manevralarla KY çekirdeğine 30 km uzaklıktaki son yörüngesine 10 Eylül’de yerleşti. 25 Ağustos tarihinde Philae için 5 konum saptandı. Bunlardan hangisi daha iyi diye uzun zaman tartıştılar ve harflerle gösterdikleri bu yerlerden J noktasına inmesine karar verdiler. Rosetta yaklaşık 500 milyon km uzakta olduğu için gönderilen komutlar veya Rosetta’dan gelen bilgiler 28 dakika 20 saniye sonra yerine ulaştığını da gözönünde tutmamız gerekir.

Rosetta-Philae-biraktiRosetta'nın Philae'yı bıraktığı anı gösteren temsili resim.

Philae
12 Kasım’da Rosetta yine bir yörünge değişimi yaptı, 67P’den biraz uzaklaştı ve Philae kondusunu Türkiye saati ile 10:35’de 67P’ye doru bıraktı. Bırakıldığı anda kondunun KY ile hız farkı sadece 1 m/sn di. Amaç olası ölçüde yumuşak bir iniş yapmaktı. KY’ın kütlesi çok düşük olduğundan yüzeyinde kaçma hızı sadece 0.5 m/sn’di ve çarpma gerçekleştiğinde Philae zıplayacaktı. İşte bu nedenle Philae tasarımında önlem alınmıştı. Çarpma gerçekleştiğinde iki zıpkın ateşlenecek ve onu yüzeye bağlayacaktı. Tam 7 saat yolculuk yaparak 17:35’de kondu yüzeye değdi ama zıpkınlarını ateşleyemedi ve hemen tekrar havalandı. Bu bir etki tepki sorunuydu.

Bu olay çekimin veya sürtünmenin az olduğu her ortamda daha belirgin gerçekleşir. Uzay istasyonuna giden müslüman Malezyalı astronotun namaz kılamayacağına kanaat getirilmişti, neden? Çünkü secdeye geldiğinde ayakları havalanacak ve takla atacaktı. namaz kılması için ayaklarını yere kilitlemesi gerekir. O nedenle uzay istasyonunun içinde bol miktarda tutamak vardır, astronotlar onlardan güç alırlar ve onların yardımı ile hareket ederler.

KY-67P-yuzeyiPhilae ilk yüzeye değdiği anda çektiği KY'ın yüzey fotoğrafı.

Philae zıpladı ve yaklaşık KY’dan 1 km uzaklaştı, yaklaşık iki saat sonra bir kez daha yüzeye değdi ama yine zıpladı. Bu son zıplama kısa sürdü ve yedi dakika sonra yüzeye yerleşti. İlk yüzeye değdiği konum tam saptanan yerdi ama zıplayıp da iki saat sonra yerleştiği konum saptanandan yaklaşık 1 km uzaktaydı. Duvar gibi bir yapının yanındaydı. Saptanan noktada olsaydı günde 5 saat güneş ışığı alacak, bataryalarını dolduracaktı ama yeni yerinde sadece 3 saat yöresinde güneş ışığı alabiliyordu. Kondunun üzerindeki batarya sadece 60 saat dayacaktı. O nedenle Philae ya hemen çalışmaya başlamalıydı, yoksa hiç bilimsel veri gönderemeyecekti.

Philae bu 60 saat içinde hangi bilimsel aletlerini çalıştırarak veri gönderdi sorusuna geçmeden önce tüm operasyonu gözönüne aldığımızda %80 başarılı olduğu görülüyor. Yerden çok uzayda küçücük kütleye sahip bir gök cisminin çevresinde yörüngeye oturması ve biraz arızalı olarak KY üzerine bir kondu oturtmak müthiş bir başarı. Bunun üstüne Philae’nın üzerindeki bilimsel aletlerin çalışarak istenen verilerin büyük bölümünü göndermesi ESA çalışanlarını çok memnun etmiştir.

uyuyan-PhilaePhilae bataryası bitene kadar çalıştı ve şu anda artık uyuyor. Bu anı gösteren temsili resim.

MUPUS adı verilen cihaz çok amaçlı sensörleri olan ve KY yüzeyini inceleyip, oradaki materayin yoğunluğunu sıcaklığını ve mekanik özelliklerini gönderecekti. Bu alet aynı zamanda yüzey altı özelliklere de bakacaktı ama onu başaramadı.

SD2 isimli bilimsel cihaz matkapla yüzeyi delerek 0-23 cm derinliklerde örnek alacak ve analiz etmek üzere Ptolemy, COSAC ve CIVA cihazlarına aktaracktı. Ptolemy kararlı isotopların oranını ölçmek üzere tasarlanmıştı. COSAC bir gaz kromotografı ve kütle tayfçekeri olup alınan örneklerin ve içindeki uçucu materyalin kimyasal bileşimini saptıyordu ama maalesef SD2 ona örnekleri gönderememişti. CIVA ise gelen örneğin kırmızıöte tayfını analiz edebiliyor. CIVA ayrıca aynı özelliklere sahip 7 adet kamerası ile yüzeyin panoramik görüntüsünü elde edebiliyor.

CONSERT adlı bilimsel cihaz elektromanyetik dalgalar yardımıyla KY’ın içyapısını saptamak için tasarlandı. Rosetta üstündeki radar çekirdeğin içinden geçen sinyaller gönderecekti ve karşı taraftaki Philae üzerindeki detektörler bunu algılayacaktı. Sözünü ettiğim aletlerin hepsi çalıştı ve verileri gönderdi. Batarya bitmeden en son aldığı veri ise CONSERT’in gönderdikleri. Bu verilerin analizi hemen ortaya çıkmaz, beklemeyelim. uzun çalışmalardan sonra yayınlanacak makalelerden öğrenebileceğiz.

Philae-bilimsel-aletleriPhilae üzerinde bulunan bilimsel aletlerin kondu üzerinde yerlerini gösteren çizim.

Philae’nın üzerinde iki batarya var, bunlardan birincisi şarj olmayan ve ilk 60 saat çalışıp işi bitecek olan 1000 watt-saat olanı. İkincisi ise birinci işini bitirdikten sonra devreye giren 140 watt-saat gücünde şarj edilebilir olanı. Philae üzerinde 2.2 metre kare büyüklüğündeki güneş panellerinden şarj oluyor. Şu anda Philae uykuya daldı ve onunla tüm iletişim kesilmiş durumda ama 2015 Ağustos ayında güneşe iyice yaklaşacak olan Philae’nın güneş panelleri yeterli ışığı alabilecek ve bataryası dolduğunda da ESA onu uyandırarak iletişim kurabilecek. Unutmayalım Rosetta tüm 2015 yılı boyunca 67P ile beraber olacak ve üzerindeki bilimsel aletler çok değerli bilimsel veriler gönderecek.

Sonuç
En önemli sonuç, iniş sırasında çektiği zorluklara karşın tam olmasa da bilimcileri beklediği verilerin çoğunu göndermesi oldu. Diğer sonuçlara gelince bu kadar büyük para bu işe yatırılır mı sorusuna verilen yanıtlardı. Teknolojiden ve bilimden uzak kimselerin “KY üzerine kondunuz da, ne kazandınız?” gibisine her eylemden para bekleyen cahilleri bu konuda ikna etmek çok zordur. Sadece 4 adet Airbus 380 fiyatına uzay çalışmalarında büyük bir adım atıldı. Harcanan 1.8 milyar dolar bilime ve teknolojiye çok şeyler kazandırdı. Her AB ülkesi vatandaşı bu uzay başarısı için kişi başına 3.50€ ödedi. Ben bir Türk vatandaşı olarak bunu ödeyebilirdim.

İleride asteroidleri yakalayıp yere indirerek maden çıkartmayı düşünen büyük şirketler için güzel bir deneyimdi Rosetta projesi. İşte bu bilimsel olayı paraya çevirecek insanlar da var. Her bilimsel deneyden para beklenmez, aslında bilim para için yapılmaz ama insanlara bunları anlatmak çok zordur. Bugün NASA’nın yaptığı çalışmaların çoğunu günlük yaşamımızda kullanıyoruz ama çoğunun farkında bile değiliz.

Gelişmekte olan ülkeler bu tür çalışmaların önemini biliyorlar ama henüz adım atmıyorlar. Örneğin Türk Uzay Ajansı henüz kurulmadı, 2002 yılında TBMM’ne sunulan tasarı oaradn bir türlü geçmedi. Türk uzay çalışmalarını kim organize ediyor diye baktığınızda karşınıza Ulaştırma bakanlığı, TÜBİTAK gibi bir çok kurum çıkıyor ama yapılanlara baktığınızda ortada bir şey olmadığını görüyorsunuz. Avrupa Birliğine girmek için çaba sarfediyoruz ama AB’nin bilimsel organizasyonlarına girmek çok kolay olduğu halde çeşitli nedenler ileri sürerek girmemekte direniyoruz. Bugün ESA’nın, ESO’nun ve de CERN’e üye olabiliriz. Üyelik ücreti Türkiye gibi büyük bir ülkenin ödeyemeyeceği miktarlar değil ama bilime önem verecek yönetimler ortada yok.

yukarı çık