İnsanoğlu her zaman gökyüzüne bakıp, görünenin ötesini merak etmiştir. Nitekim çoğu zaman gözlem yaparken bazen de fiziki temasta bulunmuştur. Sonuç olarak bu merak onu, uzay boşluğu ile yüz yüze getirmiş ve uzayın gizemleri hakkında Güneş sistemi ve ötesi araştırmalarına itmiştir.
Bu yüzden bütçeler ayrılıp mühendisler çalışmıştır. Sonuçta uzayın derinliklerine ulaşmak için büyük bir heves içinde olan insanoğlu bu konuda projeler geliştirmiş ve veri edinmek için imkânlarını zorlamıştır. Projelere değinmeden önce iç gezegen ve dış gezegen mevzusuna gelelim. İlk olarak bu projelerin başlangıç noktalarını birlikte görelim.
İçindekiler
Güneş Sistemi Hakkında
İç ve Dış Gezegenler Meselesi
Dünyamız Güneş Sistemi içinde yer alır. Özellikle Güneş merkezli sistemi ifade eden yapı içinde sekiz gezegen, uydular, göktaşları, meteorlar ve kuyruklu yıldızlar vardır.
Güneş’ten olan uzaklıklarına göre gezegenler sırasıyla:
- Merkür,
- Venüs,
- Dünya,
- Mars,
- Jüpiter,
- Satürn,
- Uranüs,
- Neptün’dür.
Bunun yanında gezegenler ikiye ayrılmaktadır. Bunlar: iç gezegenler ve dış gezegenlerdir. İç gezegenler yapı ve büyüklükleri birbirine yakın kayalık yapıda gezegenlerdir. Ancak halkaları yoktur ve en büyükleri Dünya’dır. Mesela bu gezegenler: Merkür, Venüs, Dünya ve Mars’dır.
Dış gezegenler ise kalın atmosfere sahip daha büyük gezegenlerdir. Ayrıca her birinin uydusu olduğu gibi halkası da vardır. Sıcaklıkları daha düşüktür. Mesela bu gezegenler: Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün’dür.
Mars ile Jüpiter arasında yani iç ve dış gezegenleri birbirinden ayıran asteroit kuşağı vardır. Asteroitler ise büyük ve aşınmış kaya parçalarıdır ve beş milyar yaşındalardır.
Güneş sistemindeki bilinen gezegenlerin toplam uydularının sayısı 158 adettir. 5 cüce gezegen (Ceres, Eris, Makemake, Haumea, Plüton) ve onların 8 uydusu da sisteme dâhildir. Güneş sisteminde milyarlarca irili ufaklı gök cismi varken asteroitler ve kuyruklu yıldızların yanında Kuiper kuşağı cisimleri (buzsu cisimlerden oluşan ikinci kuşak) ve gezegenler arası tozlar da vardır.
Güneş sisteminin kütlesinin %99,86’sını Güneş tek başına oluşturur. Geriye kalan kütlenin ise %90’ından fazlasını Jüpiter ve Satürn kaplar. Güneş sistemi ve ötesi araştırmaları bu buluşlarla birlikte ivme kazanmıştır.
Kuiper Kuşağı
İsmini Gerard Kuiper’den alan yapı buzlarla kaplı cisimler toplamıdır. Neptün gezegeninin ötesinden başlayan kuşak 100 milyar km’den de öteye uzanır. Önceki çalışmalar Güneş Sisteminin Pluto ile sonlandığını söylüyordu. 1992 senesi itibariyle bu altüst oldu.
David Jewitt ve Jane Luu Palomar Gözlemevinde çalışan iki astronom idi. Bu gözlemevi, ABD’nin Kaliforniya Eyaleti’ne bağlı San Diego yakınlarında bulunur ve 1948-1993 yılları arasında Dünya’nın en büyük teleskobu olarak tarihe geçer.
1992 yılında Plüton gezegenin ötesinde buzla kaplı bir cisim keşfedilir. İsmini 1992 QB1 koyan astronomlar, bu cismin Güneş çevresindeki turunu 296 senede tamamladığını buldular. 1930’lardan beri tartışılagelen bu kuşak, 1951 senesinde isim babası Greard Kuiper‘in yayınladığı konu ile ilgili yayınlanan ilk ciddi makale ile literatüre kazandırılmıştır.
Zamanında böyle bir kuşağın artık günümüzde var olmayacağını savunan Küiper’in sonunda bu yapıya ismini vermesi oldukça ironik.
Uzay Sondalarının Güç Kaynakları
Radyoizotop Termoelektrik Jeneratörü (RTG / Radioisotope Thermoelectric Generator)
Uzay sondalarının uzay araştırmaları için kullanılması aylık veya haftalık görevler değildir. Özellikle Güneş sistemi ve ötesi araştırmaları uzun seneler gerekir. Çünkü uzaklık o kadar fazladır ki yeni bir uzaklık birimi kullanılır: Astronomik birim.
Simgesi “au” kelime olarak “astronomical unit”den gelir. Mesela Dünya’nın Güneş’e uzaklığı yörüngesi boyunca değişiklik gösterir ama 1 astronomik birim Dünya ve Güneş arasındaki en büyük ekseninin uzaklığının yarısıdır.
Bu ise Güneş parça kaybettiğinden ötürü her sene bir cm azalarak ölçülür. 2012 senesinden beri kullanılan au birimi ise: 149.597.870.700 metre (149,597 milyon kilometre) olarak geçmektedir.
Bu uzaklık Dünya için normallerin üstüdür. Bu yüzden bu uzaklıkları aşacak sondanın enerji kaynağı, bizim kullandığımız kaynaklarından farklı olacaktır. Nükleer enerji büyük güç kazanımları için idealdir. Radyoizotop termoelektrik jeneratör tanışalım:
Radyoizotop termoelektrik jeneratör uzay sondalarının hayat kaynağıdır. Plütonyum 238 ile çalışır. Enerji için Radyoaktiviteye başvurur. 1950 senesinde ABD de Berthan Blanke’nin geliştirdiği bu teknoloji, uzay araştırmalarında vazgeçilmezdir.
Çalışma prensibi gayet basittir. Plütonyum-238 uzun yarı ömrü ve yüksek enerji salımı ile uzay için üretilen bir yakıttır. Yakıt dışarı radyasyon saçmadığı gibi uzun yıllar enerji üretecek kapasiteye sahiptir. Yakıt bölmesinin iki tarafında da “termocouple” (ısıl-çift/ısı pili aygıtları) bulunmaktadır. Böylelikle nükleer yakıtın bozunumu sonucu ısı ortaya çıkar. Sonuçta bu ısıdan elektrik üretilir.
RGT ve Uzay Projeleri
Uzay yolculukları ile Güneş sistemi ve ötesi araştırmaları için nükleer enerjiyi kullanmak uzun uzay görevlerine oldukça yardımcıdır. Bu güç kaynağı dış gezegeneler araştırmaları için daha verimlidir. İç gezegenleri incelemek için güneş panelleri kullanılırken dış gezegen incelemelerinde bu verim düşecektir. Çünkü Güneş’ten uzaklaşmanın bedelleri vardır.
Bu teknolojinin kullanıldığı projeler: Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2, Galileo, Ulysses, Cassini, New Horizons ve Mars’a gönderilen Viking 1, Viking 2, MSL Curiosity dir. Voyager1, Plütonyum-238 sayesinde 2025 senesine işler kalabilecektir.
Amerika üretimi 1988’de durdurulan Plütonyum-238, 1993 senesinden beri Rusya’dan ithal ediliyor. Stokların azaldığı bilinen bir gerçek. NASA bu durumda yakıt ihtiyacını karşılamak için eski reaktörleri açmayı planlamaktadır.
İç Gezegenlere İlk Temaslar
Gezegenlerin özellikleri noktasındaki verilere, Güneş sistemi ve ötesi araştırmaları sayesinde ulaştık. Sonuçta yeryüzünden yapılan gözlemlerle yetinmeyen insanoğlu uzayla teması için çeşitli teknolojiler üretti. Roket, mekik, yapay uydu ve sonda bunların başta gelenleridir.
Bunun yanında bu araçları uzaya fırlatan roketler, büyük uyduları taşıyabilen mekikler ve Güneş sistemi ve ötesi incelemeleri için tasarlanan uzay sondaları hep bu amaç için kullandı. İnsansız uzay araçları olan sondaların yolculuklarını şimdi birlikte inceleyelim.
Güneş sistemindeki gezegenler şimdiye dek Dünya’dan atılan uzay araçları ile incelenebilmiştir. İnsansız gerçekleştirilen görevlerde fotoğraflardan yüzey toz analizine dek veriler elde edilmiştir.
1957 yılında uzaya gönderilen ve insan elinde çıkan ilk nesne Sovyet Rusya dan fırlatılan Sputnik‘dir. 1959’da ABD’nin fırlattığı Explorer 6 uzaydan Dünyanın fotoğrafını ilk çeken uzay sondası olmuştur. 1959 yılında fırlatılan Luna 1 in Ay görevi, Ay’ı ıskalamasıyla başarısız olsa da Güneş çevresinde yörüngeye giren ilk ilk sonda olmuştur.
1962’de Venüs’ün yakınından geçmiş ve başka bir gezegene yaklaşan ilk sonda, Mariner 2‘dir. 1964’de Mars’ın yakından yapılan ilk başarılı uçuş Mariner 4 ile gerçekleşmiştir. 1974’de ise Merkür yakınından geçen sonda Mariner 10 olmuştur.
Dış Gezegenlere İlk Temaslar
Güneş sistemi ve ötesi dış gezegenleri incelemek için atılan ilk sonda 1973 senesinde Jüpiter yakınından geçen Pioneer 10‘dur. 1979 da Saturn’ü ilk kez ziyaret eden Pioneer 11 olmuştur.
1977’de fırlatılan Voyager sondaları dış gezegenlerin çevresindeki tüm turlarını tamamlamışlardır. 1979’da her iki sonda da Jupiter’in yanından 1981 senesinde ise Satürn’ün yanından geçmiştir.
1985’de ilk kez bir kuyruklu yıldız ICE ( İnternational Cometary Explorer) tarafından yakından incelenmiştir. 1986 yılında Voyager 2 Uranüs’e 1989’da ise Neptün’e yaklaşmıştır.
Pioneer Projesi
Güneş sistemi ve ötesi araştırmak için işe koşulan ilk projelerdendir. Pioneer Programı ABD tarafından projelendirilmiştir. Programın ilgi çekici kolları Pioneer 10 ve Pioneer 11’dir. Dış gezegenleri inceleyip güneş sisteminin dışına çıkmışlardır. Tabii ki sondaların güç kaynakları, Radyoizotop Termoelektrik Jeneratörü (RTG)’dür.
1972 yılında fırlatılan Pioneer 10, Astreroit kuşağından geçen ilk araçtır ve Jupiter’e doğrudan gözlem yapabilmiştir. Görev sırasında gezegeni, uydularını görüntülemiştir. Manyetosferini, radyasyon kuşaklarını, manyetik alanını, içini ve atmosferini içine alan ölçümler yapmıştır.
Pioneer 10 çok hafifti ve yakıtıyla beraber 258 kg idi. Sonda, 1972 senesinde fırlatıldı. Uzay sondası son sinyalini 2003’te gönderdi. Çünkü radyoizotip güç kaynağı bozulmuştur. Sonuçta ek iletim için gücü kalmamıştır. Pioneer 10 sonrasında Taurus Takımyıldızındaki Aldebaran yıldızına doğru yol almaya başladı.
Aldebaran yıldızı yaklaşık 68 ışık yılı uzaklıkta yer alıyor (1 ışık yılı ≈ 63.241 AU) ve Pioneer’in ona ulaşması için 2 milyon yıldan fazla zaman gerekiyor. 2016’da son kez sinyal almak için girişimde bulunulmuş ama yanıt alınamamıştır.
Pioneer 11 ise 259 kg ağırlığındadır ve 1973 senesinde fırlatılmıştır. Jupiter’e dek Pioneer 10’u takip etmiş sonrasında Satürn’ü ilk kez doğrudan gözlemlemiştir. Dış helosferi de incelemiş ve son iletiminin alındığı tarih 1995 senesidir.
Sinyal yayıp yaymadığı bilinmiyor ve muhtemelen yolculuğu sürüyor. Yay Takımyıldızının Kuzeybatısında yer alan Aquila (Kartal) takımyıldızına doğru yol alıyor. 4 milyon yıl içinde takımyıldızında bulunan bir yıldızın daha yakınından geçebilecek.
Voyager Projesi
Voyager programı, güneş dışı sistemleri araştırmak için geliştirilmiş bir uzay programıdır. 1977 senesinde Voyager 2 fırlatılırken aynı sene hemen hemen bir ay farkla Voyage 1 fırlatılmıştır. Projenin merkezinde en az yakıtla işlevsel bir yolculuk vardır. Bunun için gezegenlerin pozisyonları ve kütle çekim alanlarından faydalanmıştır. Günümüzde de devam eden projelerdir.
Voyager 1 Özellikleri ve Misyonu
NASA tarafından 5 Eylül 1977 tarihinde fırlatılmıştır. Üstelik 722 kg ağırlığında ve insansız bir uzay aracıdır. Uzay sondası olarak görevi sırasında Jüpiter ve Satürn’e yolculuk yapmıştır. Bu nedenle bu gezegenlerin ilk fotoğraflarını çeken uzay sondası olmuştur.
Dünya’dan en uzakta bulunan insan yapımı ilk nesne olmasıyla tarihe geçmiştir. 22 Eylül 2018 senesinde Heliosferi geçmiştir. Peki Heliosfer nedir? Güneş ışınlarının yarattığı manyetik baloncuktur. Bu baloncuk gezegenleri güçlü kozmik olaylardan kaynaklı radyasyondan korur.
Heliosfer sonrası boşluğunda iyonize gaz ve manyetik alan bulunmaktadır. Manyetik baloncuğun şeklinin son araştırmalarla sönük kruvasana benzediği anlaşılmıştır.
25 Ağustos 2012 senesinde Voyager heliosferi aşmış ve yıldızlararası yolcuğunda yol kat etmiştir. Bu durumda Voyager’ın fonksiyonları aktiftir fakat minimum enerji konumundadır. Nitekim sürekli kayıt almayı bir süre önce bırakmıştır.
Voyager 1’in ilk görevi Jüpiter ve Satürn iken güncel görevi Güneş ve Güneş dışı sistemleri araştırmaktır. Bunun yanında sondadan verinin alınıp dünyamıza gelmesi 13 sene sürmektedir.
Voyager 1, saniyede 17 km yol almaktadır. Bu yüzden gezegenlerin kütle çekimsel kuvvetiyle ivme kazanabilen sonda, uzayda sürtünmesiz ortamda yoluna devam etmektedir. Sonuçta başına bir şey gelmezse uzun yıllar boyunca da hareketine devam edeceğine inanılıyor.
Voyager 2
Voyager 2 ise 1977 senesinde Voyager 1 den önce fırlatılmış ve 721.9 kg ağırlığında bir uzay sondasıdır. Nitekim Görevleri içindeki gezegenler: Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün’dür. Hatta Uranüs ve Neptün’ü ziyaret eden tek uzay aracıdır.
Neptün’ün sanılanın aksine atmosferik türbülans dolu olduğu keşfedilmiştir. Yalnız Neptün’ün uydularının ölü olduğu düşünülüyordu. Oysa son keşiflerle jeolojik aktive ile dolu oldukları bulunmuştur. Voyager’ın güç kaynağı 2025 senesine dek enerji sağlamaya devam edecektir.
Bu aralar Voyager 1 uzay aracının Dünya’dan uzaklığı 22.9 milyar kilometre iken hızı 62,140 km/sa’dir. Voyager 2 ise 19 milyar km uzaklıktayken hızı 57.890 km/sa tir.
Kısaca bu iki Voyager aracı da 44 senede insan eliyle yapılmış hiç bir aracın gidemediği yerlere gittiler. Şu anda her ikisi de fırlatılmalarından 44 sene sonra görevlerini çoktan tamamladılar. Ayrıca enerjilerini korumak için birçok sistemini devre dışı bırakmış, yıldızlararası ortamda yollarına devam ediyorlar. Sonuçta Güneş dışı sistemleri araştırmak zaman alıyor ama insanın uzayın derinliklerine merakı bitmek tükenmek bilmiyor.
