Ay’da buza ulaşma yarışı hızlanıyor

Paul Hayne

Ay üzerinde bir uzay istasyonu inşa etmek bilim kurgu filmlerden fırlamış bir sahne gibi görünse de her yeni Ay görevi bu hayali gerçeğe daha da yaklaştırıyor. Bilim insanları, ‘kalıcı biçimde gölgeli bölgeler’ ya da kısaca PSR’lerdeki muhtemel Ay buzu birikintilerine yöneliyorlar. Bu birikintiler, her anlamda sürdürülebilir bir Ay altyapısı kurma meselesinde hayati bir öneme sahip.

Ağustos 2023’ün sonlarında, Hindistan’a ait Chandrayaan-3 araştırma robotu, bilim insanlarının buz bulunabileceğinden şüphelendiği Ay yüzeyinin güney kutup bölgesine iniş yaptı. Bu iniş yalnızca Hindistan değil, genel bağlamda bilim camiası açısından büyük bir sıçrama oldu.

Chandrayaan-3’ün Vikram yüzey aracında bulunan aletlerden ve küçük, altı tekerlekli ‘Pragyan’ adlı gezgin araçtan alınan ölçümler, benim gibi gezegen bilimcilere Ay’ın buz bulunması en muhtemel alanlarına yakından bakma imkânı sunuyor. Daha eski gözlemler, kalıcı biçimde gölgeli olan kimi bölgelerde buzun var olduğunu ortaya koymuştu; ne var ki yürütülen tahminler, buz birikintilerinin miktarı, şekli ve dağılımı açısından büyük farklılıklar gösteriyor.

KUTUP BUZ BİRİKİNTİLERİ

Atmosfer ve Uzay Fiziği Laboratuvarı’nda çalışan ekibim, Ay’daki suyun nereden geldiğini anlamaya çalışıyor. Karşımızda Ay’a çarpan kuyruklu yıldızlar ya da asteroitler, volkanik aktivite ve güneş rüzgârı gibi seçenekler mevcut. Bu olayların hepsi de ardında kendine has bir kimyasal iz bırakır; eğer bu izleri görebilirsek, onları kaynağına dek izleyebiliriz. Mesela, var olan buzu kuyruklu yıldızlar değil de volkanik aktivite yaratmışsa, Ay’daki buz kümelerinde daha yüksek miktarlarda kükürt bulunması beklenir.

Tıpkı su gibi kükürt de Ay’daki ‘uçucu’ elementlerden biridir; zira Ay yüzeyinde kararlı bir yapıda bulunmaz. Kolaylıkla buharlaşır ve uzaya dağılır. Değişken yapısı hesaba katıldığında, kükürtün sadece Ay’ın daha soğuk kısımlarında toplanması beklenir.

Vikram yüzey aracı kalıcı biçimde gölgeli olan bir bölgeye inmezken, 69,37°S noktasındaki yüksek bir güney enleminde ısıyı ölçtü ve Ay yüzeyini kaplayan toprak tanelerindeki kükürt mevcudiyetini saptayabildi. Kükürt ölçümü ilgi çekici bir çalışma; çünkü kükürt, Ay’daki suyun nereden geldiğini bizlere gösterebilir.

Bu sayede, bilim insanları buna benzer uçucu maddelerin nerede bulunabileceğini aramak için sıcaklığı kullanabilirler. Chandrayaan-3’ün sağladığı ısı ölçümleri, bilim insanlarının uçucu stabilite modellerini bir testten geçirmelerine ve kükürtün iniş yapılan alanda ne kadar zaman önce birikmiş olabileceğini anlamalarına yardımcı olabilir.

KEŞİF ARAÇLARI

Vikram ve Pragyan araçları, bilim insanlarının Ay’da var olan suyu analiz etmelerine yardım eden bir grup uzay aracından en yeni olanlar. NASA 2009 yılında ‘Lunar Reconnaissance Orbiter’ [LRO] adlı aracı uzaya gönderdi ve uydu son birkaç yılını Ay’ı yörüngeden gözlemleyerek geçirdi. Ben de LRO programında ortak araştırmacıyım ve sağladığı verileri Ay’ın kutuplarında var olan suyun dağılım, şekil ve miktarını incelemek amacıyla kullanıyorum.

Hem Hindistan’a ait Chandrayaan-1 yörünge uydusu hem de LRO, tıpkı meslektaşlarım gibi benim de suyun kimyasal parmak izlerini ölçerek kalıcı biçimde gölgeli alanlardaki buzu saptamak amacıyla morötesi ve yakın kızılötesi kayıtlarını kullanmama imkân tanıdı. Ay’ın kutuplarında yer alan en soğuk gölgelerin içinde kalan bu alanların bir kısmında su buzunun var olduğunu açık biçimde saptadık; bununla beraber, buzun neden daha yaygın biçimde bulunmadığından henüz emin değiliz.

Bunun aksine, Merkür’de, kalıcı biçimde gölgeli olan bölgeler hemen hemen tamamen buzla dolu. Bilim insanları birkaç yıldan beridir yüzeye inmeleri ve Ay’daki uçucu maddeler üzerinde daha ayrıntılı ölçümler gerçekleştirmeleri gerektiğinin farkındalar. Vikram yüzey aracı, kükürtün varlığını saptayarak daha geniş ölçekli bir keşif programının parçası bağlamında ilk deneysel adımları attı.

GELECEĞİN AY GÖREVLERİ

NASA, bakışlarını Ay’ın güney kutbuna çevirdi. Yüzeyde bulunan buzu araştırmak amacıyla astronotlar göndermeyi amaçlayan Artemis III görevine öncülük eden ‘Ticari Ay Yükü Hizmetleri’ programı, 2023 yılından itibaren buz araştırması için birçok iniş aracı ve gezgin gönderecek.

Artemis fırlatmalarının zaman çizelgesi henüz belirsizliğini korurken, 2024 yılının sonlarında ya da 2025’in başlarında gerçekleşecek mürettebatlı ilk görev olan ‘Artemis II’, Ay’ın uzak kısmının arkasından geçtikten sonra Dünya’ya geri gelen bir döngüsel yörünge üzerindeki yolculuğunu gerçekleştirecek.

Baş araştırmacısı olduğum ‘Kompakt Kızılötesi Ay Görüntüleme Sistemi’, ısı ölçümleri yapacak ve Ay’ın yüzey bileşimini inceleyecek bir kızılötesi kameradır.

‘L-CIRiS’ diye de anılan bu kamera, kısa süre önce NASA’ya teslim edilmeden önce son bir incelemeye tabi tutuldu ve tamamlanan uzay aracı, 2026’nın sonlarında ticari bir iniş aracı üzerinde fırlatma işlemine hazırlanacak.

L-CIRiS’ten önce, 2024’ün sonlarında mikro-soğuk alanlarda buz aramak amacıyla çeşitli aletler taşıyacak olan VIPER gezgininin Ay’ın güney kutup bölgesine gönderilmesi planlanıyor. Kimileri bir kuruştan büyük olmayan bu küçük gölgelerin büyük miktarda su barındırdığı ve daha büyük PSR’lere kıyasla daha ulaşılabilir durumda olduğu varsayılıyor.

L-CIRiS ve NASA’nın ‘Ticari Ay Yükü Hizmetleri’ programının uzun vadeli amaçlarından biri, uzun ömürlü ve sürdürülebilir bir Ay istasyonu kurmak için elverişli bir yer saptamak. Astronotlar, Antarktika’da bulunan McMurdo istasyonundakine benzer biçimde bu istasyonda kalabilirler; bununla birlikte, ekonomik bağlamda uygulanabilir olması için kısmen kendi kendine yetmesi gerekecek. Ay’a su taşımak aşırı derecede pahalı bir iş olduğundan, istasyonu buz birikintilerine yakın alanlara inşa etmek zorundayız.

NASA astronotları, Artemis III görevi boyunca numune toplanacak en doğru yerleri gözden geçirmek için Ticari Ay Yükü Hizmetleri programı ve Chandrayaan-3 dahil olmak üzere diğer görevlerde toplanan bilgileri kullanacaklar. Chandrayaan-3 ve L-CIRiS’in ısı ve bileşime ilişkin ölçümleri, Artemis’in başarıya ulaşması için gereken ölçümlerle aynı. Bu sayede, yeni ve eski uzay ajanslarının gerçekleştirdiği işbirliği, Ay’da uzun ömürlü ve sürdürülebilir bir insan varlığının hayati öneme sahip bir özelliği haline geliyor.

Yazının orijinali Space.com sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)