UZAY ÇAĞI HENÜZ BAŞLAMADI: O’NEİLL’İN UZAY KOLONİLERİ VİZYONU

Dünya’daki nükleer santrallerin Ay’ın arka yüzünde biriktirilen atıkları 13 Eylül 1999 günü bilinmeyen bir sebeple patlar. Yörüngesinden çıkan Ay, uzay araştırma merkezi Ay Üssü Alfa’da çalışan 311 kişiyi uzayın derinliklerine doğru bir yolculuğa çıkarır. İnsanlığın galaksideki ilk temsilcileri yıldızlar arasında kendilerine yeni bir ev ararken, çeşitli medeniyetler, farklı kültürler ve akıl almaz olaylarla karşılaşırlar.

Bu hikâye, yaşı kırk civarında olanların hatırlayacağı, siyah-beyaz televizyon zamanındaki en popüler dizilerden “Uzay: 1999“a ait. 1975-1977 arasında yayınlanmış ve dünya çapında başarılı olmuş bu diziyi hâlâ internette seyretmek mümkün.

“Uzay: 1999“un iyimserliğine dikkat edin. 1999 yılında Ay’da yüzlerce kişinin yaşadığı yerleşim yerleri mevcut. Atıklarımız oraya rutin olarak taşınıyor. Yirminci yüzyılın sonu gelmeden Uzay Çağı olgunluğa ulaşmış bile.

Tarihi perspektiften bakınca haklı bir iyimserlik aslında. Atmosferden çıkabilen ilk roketler 1944’de yapıldı. Sadece onüç sene sonra, 1957’de Sputnik ilk yapay uydu olarak Dünya yörüngesine yerleşti. Üstünden dört sene geçmeden Yuri Gagarin Dünya çevresinde tur atan ilk (bazılarına göre de, geri dönebilen ilk) insan oldu. SSCB’nin bu başarılarının ABD’yi hırslandırması sayesinde 1969’da, ilk roketlerin yapımından sadece 25 yıl sonra, insanlar Ay’a ayak bastı. Aynı dönemde fırlatılan keşif amaçlı sayısız insansız uyduyu saymıyorum bile. 1970’den bakınca, bu tempoyla 1990’larda Ay’da üs kurulabileceğini düşünmek çok makul.

Ayağı yerden kesen planlar

Uzaya yerleşmek fikri sadece bilim-kurgu konusu değildi; ekonomik ve konforlu uzay yerleşimlerinin nasıl inşa edilebileceğine dair ciddi planlar da yapılıyordu. Özellikle, Princeton’da çalışan deneysel fizikçi Gerard K. O’Neill de bu konuda ayrıntılı olarak düşünmüş, diğer bilimcilerle fikir alışverişi yapmış ve 1970’de ana hatlarıyla bir plan hazırlamıştı. Ancak bütün bilimsel şöhretine rağmen dört yıl boyunca bu planını yayınlayacak bir dergi bulamadı. Hazırladığı makale sonunda Physics Today dergisinin Eylül 1974 sayısında yayınlandı [1].

O’Neill her şeyden önce “gezegen şovenizmi” olarak adlandırdığı, yerleşimlerin bir gök cisminin yüzeyine kurulması gerektiği fikrini reddetti. Yerleşimlerin uzayda belirli noktalara yerleştirilen yapay adalar şeklinde olması gerektiğini söyledi. Bu durumda bir gezegenin yerçekimi kuyusuna girip çıkmaya gerek kalmaz, hem taşımacılık kolaylaşır, hem güneş enerjisi bir atmosfer tarafından emilmeden kullanılabilir, hem de yerçekimsiz ortamda özel sanayi üretimleri yapılabilirdi.

O’Neill’in hayalindeki yerleşim istasyonu, Arthur Clarke’ın Rama’sı gibi, sekiz-on kilometre çapında, otuz kilometre uzunlukta içi boş bir silindir biçimindeydi. Plana göre insanlar, tamamen yalıtılmış istasyonların iç yüzeyinde yaşayacaklardı ve istasyonun dönme oranı (birkaç dakikada bir tur) merkezkaç kuvvetini yerçekimi kuvvetine eşitleyecek şekilde ayarlanacaktı. Uzayda sürtünme olmaması sayesinde ilk döndürmenin ardından uzun zaman istasyona müdahale gerekmeyecekti. Silindirler, bir kere eksenleri güneşe yönelik olarak döndürülmeye başlayınca açısal momentumun korunumu ile aynı yönde kalacaklardı.

İstasyonun içi altı şeride bölünmüştü: Üç dev pencere ve üç yerleşim alanı (“vadi”). Bunlar her yerleşim alanının tepesinde bir pencere olacak şekilde dönüşümlü olarak yerleştirilmişti. Her pencerenin dışında, güneşten uzak uca menteşelenmiş dev bir ayna bulunacaktı. Bu aynalar gün içinde açılıp kapanarak gündüz-gece döngüsünü taklit edecekler, istendiğinde de tamamen geri çekilebileceklerdi; böylelikle yeryüzünde asla görülemeyecek bir galaksi manzarası seyretmek mümkün olacaktı.

Plana göre üretim tesisleri ana silindirin dışında kurulacağı için, iç kısımlar sadece ikamet ve eğlence için kullanılacaktı. Üç kilometre eninde, otuz kilometre uzunluktaki “vadi”ler, sakinlerinin tercihine göre, ya dağınık müstakil evlerle, ya da aralarında ormanlar ve dağlar bulunan yoğun yerleşimli kasabalarla doldurulacaktı. Her istasyon onbinlerce, hatta yüz bin kişiyi konfor içinde barındırabilecekti.

O’Neill böyle bir koloninin kendine yeterli olmakla kalmayıp, Dünya ekonomisine büyük katkıda bulunabileceğini savundu: İstasyonun dışında kurulacak büyük güneş panelleri sayesinde enerji neredeyse bedavaya gelecekti. Güneş ışığının bir kısmını emecek bir atmosfer olmadığı için enerji daha verimli olarak elektriğe dönüştürülecek, bu da hem kolonide yaşayan insanların ihtiyacını karşılayacak, hem de büyük bir sanayiyi destekleyebilecekti.

Böyle bir istasyonun besin ihtiyacını Dünya’dan karşılamak hem Dünya’ya aşırı yük getirecek, hem de nakliyesi aşırı masraflı olacaktı. Bu yüzden istasyonların yiyeceklerini kendileri üretmeleri gerekecekti. O’Neill ana silindirin dışında, silindirle aynı eksende bir halka şeklinde dizilmiş, nitratlarla ve işlenmiş organik atıklarla zenginleştirilmiş Ay toprağı kullanan küçük tarım alanları tasarladı. Gün ışığının bolluğu ve iklimin sabitliği sayesinde bu alanlar sadece istasyonu beslemekle kalmayacak, Dünya’ya da ihraç edilebilecek kadar çok mahsul sağlayacaktı. Dahası, uzay istasyonunda tarım zararlıları bulunmayacağı için böcek öldürücü kullanmadan organik tarım yapılabilecekti.

Uzay sanayii

Uzay istasyonlarını kurmak için en büyük motivasyon sanayiden gelecektir. Meselâ, ağırlıksız ortamda Dünya’da mümkün olmayacak kadar büyük ölçeklerde tesisler kurulabilir. Başlangıçta bunlar metalürji tesisleri olabilir. Dünya’da az bulunan titanyum, bakır, altın, kobalt gibi bazı metaller Ay, meteorlar ve asteroidlerde bol miktarda bulunur. Buralardan toplanan cevherler istasyonlara getirilebilir ve, Güneş enerjisinin bolluğu sayesinde, yüksek sıcaklıklar gerektiren izabe ve döküm işlemleri yapılabilir. Bu uzay fabrikaları önce istasyonun inşası için malzeme sağlamakta kullanılıp sonra başka istasyonların veya Dünya’nın ihtiyacı için işletilebilir.

Ağır sanayinin ötesinde, uzay ortamında Dünya’da mümkün olmayacak sanayi dalları kurulabilir, özel malzemeler üretilebilir. Sözgelişi, ağırlıksız ortamda çökelme olmayacağı için, yeryüzünde birbirine karışmayan maddeler uzayda karıştırılabilir ve yeni alaşımlar hazırlanabilir. Uzay boşluğunun sterilliğinde mükemmele yakın saflıkta kristaller ve nanoyapılar oluşturulabilir.

Apollo keşifleri ile getirilen numunelerin analizi Ay kayalarının ağırlıkça üçte birinin çeşitli metaller, beşte birinin ise silisyum olduğunu gösterdiği için, O’Neill hammadde kaynağı olarak öncelikle Ay’ı, sonra asteroidleri kullanmayı öngördü. Ay’da küçük bir madenci yerleşimi kurulacak, bu grup otomatikleştirilmiş işlemlerle madenleri işletip cevherlerin yörüngeye fırlatılmasını sağlayacak, madeni işlemek için tesis kurmaya lüzum olmayacaktı.

Cevherlerin Ay’dan istasyona ulaştırılabilmesi için O’Neill elektromanyetik kütle fırlatıcısı ismini verdiği bir cihaz tasarladı. Güneş panelleriyle üretilecek enerjiyle çalışan bu cihaz, içine maden cevheri konan metal kutuları manyetik darbelerle hızlandırarak fırlatır ve yörüngeye oturtacak, içindeki cevher alınıp istasyona götürülecekti. Fırlatma kutusu ise geri çekilip tekrar kullanılacaktı.

Peki madem malzeme Ay’dan gidecek, neden istasyonu Ay yüzeyinde kurmayalım? O’Neill Ay’ın sağladığı imkânların daha az olduğuna işaret etti. Bir kere Ay’ın yerçekimi sabittir ve insan fizyolojisinin alıştığından çok daha düşüktür. Ay üzerinde yaşayan insanlar kas ve kemik erimesinden kaçınmak için katı bir düzen içinde spor yapmak zorunda kalır. Ağırlıksız ortamın sağlayacağı sanayiler Ay’da kurulamaz. Ayrıca, istasyonun kendi ihtiyacını aşan üretimini Dünya’ya gönderebilmesi için Ay’ın çekiminden kurtulması gerekir, bu da nakliye masraflarını çok artırır. Üstelik, Ay gecesi 14 gün sürdüğü için, Ay’ın her iki yüzünde birbirine bağlantılı güneş enerjisi santraller kurulması gerekir.

Lagrange noktaları: Uzaydaki otoparkınız

İstasyonların uzay boşluğunda kurulmasının faydaları açık. Ancak, Dünya’ya çok yakın olmamalılar, yoksa radyasyon kuşaklarının (Dünya’nın manyetik alanında hapsolmuş parçacıklar) zararlı etkilerine maruz kalırlar. Ay’dan çok uzakta da olmamalılar, yoksa malzeme tedariki zorlaşır. O’Neill bu etkenleri düşünerek istasyonların dördüncü ve beşinci Lagrange noktası (L4 ve L5) olarak bilinen konumlara yerleştirilmeleri gerektiğini söyledi.

Lagrange noktaları, birbiri çevresinde dönen iki büyük gökcisminin (meselâ Dünya ve Ay) etkisi altındaki özel denge noktalarıdır. Bu noktalarda çekim kuvvetleri, dönmeden kaynaklanan merkezkaç kuvvetini dengeler. Böylelikle, bu noktalara yerleştirilen küçük cisimler (asteroidler, yapay uydular, veya uzay istasyonları) diğer iki cisme göre hareketsiz dururlar. Başka bir deyişle, onlarla beraber aynı hızda dönerler.

Her gök cismi çiftinin çevresinde tam beş tane Lagrange noktası vardır. Bunlardan üç tanesi (L1, L2 ve L3) cisimleri birleştiren çizgi üzerinde bulunur. Kalan iki nokta ise cisimlerle eşkenar bir üçgen oluşturur.

Bu noktalardaki dengenin istikrarı da önemlidir. L1, L2 ve L3 noktaları yayvan bir tepenin zirvesi gibidirler; tam tepeye denk getirebilirseniz uydunuz orada kalır, ama basit bir fiske yavaş yavaş dışarı kaymasına yol açacaktır. Buna karşılık L4 ve L5 noktaları, büyük cisimlerden biri diğerinden 25 kat veya daha fazla kütleye sahipse, sığ bir çukur gibidirler. Dünya’nın kütlesi Ay’ınkinin 81 katı olduğu için, bu noktalara konan bir uzay istasyonu küçük saptırmalar olsa bile yerinden uzaklaşmaz. L4 ve L5 noktaları hem Dünya’ya hem Ay’a eşit uzaklıktadırlar, ve Güneş’i rahatlıkla görecek konumdadırlar. Üstelik bu denge noktalarında bulunabilecek asteroidler toplanıp hammadde kaynağı olarak kullanılabilirler.

Uzay bilimi ve uzayda bilim

Eğer inşa edilebilirlerse, uzay istasyonlarının bir sanayi kasabası olmakla kalmayıp, temel bilim ve mühendislik araştırmaları için önemli bir çekim merkezi haline gelmesi muhtemeldir.

Astronom ve astrofizikçilere, atmosferin dışında gözlem yapma imkânı çok çekici gelecektir. Şimdi de uzaya yerleşmiş özel teleskoplarımız var gerçi, ama bunlar büyük girişimler olduğu için katı bir programla çalışırlar, bireysel araştırmacıların akıllarına geliveren bir gözlemi yapmalarına zaman ayırmaları mümkün değildir. Oysa uzay istasyonlarında, küçük araştırma bütçeleri ile alınabilen teleskoplar bile önemli bilimsel gelişmeler sağlayabilir.

Deneysel atom fizikçileri için uzay ortamı neredeyse ders kitabı idealliğinde şartlar sağlar. İstenmeyen etkileri engellemek için hassas atom fiziği deneylerinin çoğunda havasız ortama ihtiyaç vardır. Bazen de çok düşük sıcaklıklara inmek, atomları mümkün olduğunca yavaşlatmak gerekir. Dünya’da çok zor sağlanan bu şartlar uzayda doğal olarak mevcut olduğu için, kuantum fiziğinin en ince noktalarını test eden deneyler uzay istasyonlarında yapılabilir.

Süperiletken teknolojisi sıçrama yapacaktır. İletken maddeler belirli bir sıcaklığın altında süperiletken hale gelirler, yani elektriği kayıpsız olarak iletirler. Dünya’daki olağan sıcaklıklarda süperiletken madde yok, ama uzayın mutlak sıfıra yakın soğuğunda bu teknolojinin rutin hale gelip geliştirileceği kesindir.

İstasyonların günlük problemleri, yeni istasyonların ve ulaşım araçlarının tasarımı gibi ihtiyaçlar yeni teknolojilerin gelişimini kamçılayacaktır. Muhtemelen bu teknolojilerin bir kısmı Dünya’nın refahına katkıda bulunacak, ama bir kısmı sadece uzayda pratik olarak kullanılabilecek, uzay kolonilerinin gitgide gelişmesini sağlayacaktır.

Uzay toplumu

Bu istasyonlarda doğup büyüyen Uzaylı nesillerin zihniyetinin ve toplum düzeninin nasıl olacağını kestirmek zor, ama Dünyalılardan çok farklı olacağı kesin. Küçük dünyaları bir istasyonun iç çeperinden ibaret de olsa, ufukları her gün seyrettikleri uzay boşluğu kadar geniş olacak. Yaşadıkları ortamın sınırlılığı onları israftan kaçınan, her şeyi geri dönüştüren, verimli yaşayan insanlar haline getirecek. Dünyalılar uçsuz bucaksız gezegenlerini vurdumduymazca harcarken, Uzaylılar kırılgan bir ekosistemde, her şeyin birbirine bağlı olduğu idrakiyle yetişecekler.

Uzayda doğanlar sosyal ve psikolojik olarak uzaya açılmaya çok daha yatkın olacaklar. Bir gezegende yaşamak fiziksel olarak bir kuyunun dibinde olmaya benzer; yüzeyinden kurtulmak için büyük enerji harcamanız gerekir. Psikolojik olarak da benzer: Kuyunun içinden dışarıdaki evrenin çok küçük bir kısmını görürsünüz. Kuyudan çıkan Uzaylı nesil çok daha geniş bir gökyüzü görecek; evren onlar için “yukarıda” değil “çevrelerinde” olacak. Bu nesil sürekli yayılmak ve genişlemek isteyecek, Güneş Sistemi’nin kaynaklarına el atacak, şimdi hayal bile edemeyeceğimiz yeni bir medeniyet kuracak.

Gerçekleşebilir mi?

1970’lerde uzay yerleşimleri planları ciddiye alınmış, ince ince hesaplar yapılmıştı [2]. İyimserlik hâkimdi. O’Neill, yavaş ve emin adımlarla giderek bile 2010’da ilk uzay istasyonlarının kurulabileceğini öngörmüştü. Bu öngörünün gerçekleşememesi onun kabahati değildi.

Hızın kesilmesi 1980’lerin sonunda başladı. ABD-SSCB arasındaki soğuk savaşın bitmesi ve akabinde Doğu Bloku’nun çöküşüyle görüldü ki, hayallerimizi besleyen uzay yarışı aslında iki süper güç arasındaki bir horoz dövüşünden ibaretmiş. Kavga bitince iki taraf da uzay teknolojisinde vites küçülttü. Ay’a üs kurmayı bırakın, bir daha ayak basılmadı bile. Uydu teknolojisi ve insansız uzay araçları çok gelişti ama, atmosferin hemen dışındaki Uluslararası Uzay İstasyonu hariç, uzayda insan yerleşimi kurulmadı. Gözümüzü içeriye çevirdik. Küresel iletişim ve tıp alanında çok ilerledik, ama bir yandan da gezegenimizin tahribatını hızlandırdık.

Yine de uzayın keşfi için girişimler durmuş değil. Özel girişimciler, devlet kurumlarının sağladığı altyapının da desteğiyle, insanlı uzay uçuşlarını ucuzlaştırmanın yollarını arıyorlar.

Asteroidlerden malzeme elde etme fikri geçen ayın sonunda dünya çapında yankı yapan bir açıklamayla tekrar canlandı. “Planetary Resources” ismiyle kurulan bir şirket, robot uzay araçları kullanarak Dünya’ya yakın asteroidleri tespit etmek, toplamak ve Dünya’nın yakınına getirmek amacında olduğunu açıkladı.

Dünya dışı cisimlerin mülkiyet hakkı şimdilik belirsiz. 1967 Dış Uzay Anlaşması’na göre hiç bir devlet bir gökcismine bayrak dikip sahiplenemez, ama bireyler madenleri işleyebilir mi, tutulup Dünya yakınına getirilen bir asteroidin statüsü değişir mi, tartışmalı. Elbette fiili bir durum oluştuğunda kanuni düzenlemeler hızla yapılacaktır.

“Planetary Resources”in kurucuları Eric Anderson ve Peter Diamandis’in aynı zamanda ticari uzay uçuşlarını geliştiren şirketlerin sahipleri olması tesadüf değil. Asteroidleri Dünya yakınına getirmek mümkün olduğunda, insanların uzaya çıkması için ekonomik sebepler olacak, bu da ticari uzay teknolojisine desteği artıracak.

Daha şimdiden, asteroidlerin yeryüzüne indirilmesi yerine uzayda işleme tabi tutulmasının daha makul olduğu ifade ediliyor. Yakın gelecekte, işlemlerin robotlara yaptırılmasının mümkün olamadığı noktada insanların uzaya çıkarılması gerekebilir. O zaman O’Neill’in planları raftan indirilip tekrar masaya yatırılabilir.

Notlar/Kaynaklar:

[1] Gerard K. O’Neill. The Colonization of Space. http://www.nss.org/settlement/physicstoday.htm

O’Neill daha sonra çıkan “The High Frontier” kitabında vizyonunun ayrıntılarını, istasyonlarla ilgili teknik detayları ve hesapları daha etraflı olarak anlatıyor.

[2] “National Space Society” kurumunun web sayfalarında birçok teknik makale, belge, ve kitaba ulaşmak mümkün. http://www.nss.org/settlement/space/