Mars seyahatini kısaltabilecek yeni motor teknolojileri hangileri?

Eğer bir gün Dünya'dan Mars'a ya da benzer uzaklıktaki noktalara bir seyahat gerçekleşecekse, farklı motorlara ihtiyacımız olabilir. Mühendisler, Güneş Sistemi'nde böyle uzak noktalara ulaşabilmek için devrim niteliğindeki yeni teknolojiler üzerinde çalışıyor.

Mars ve Dünya'nın, Güneş yörüngesindeki dönüşü nedeniyle, iki gezegen arasındaki mesafe 54.6 milyon kilometre ile 401 milyon kilometre arasında değişiyor.

İnsansız araçlarla yapılan Mars görevleri, bugüne kadar hep iki gezegenin en yakın olduğu aralıklarda gerçekleştirildi. Bu görevlerden birinde, kimyasal yakıtlı roketle yapılan yolculuk 9 ay sürdü.

Ama şimdi Nasa ve bazı diğer özel teşebbüslerde çalışan mühendisler, bu yolculuğu kısaltmak için yeni yöntemler geliştirmeye çalışıyor.

Peki üzerinde çalışılan bu teknolojiler arasında gelecek vaadedenler hangileri?

Güneş enerjisi kaynaklı elektrikli motorlar

Güneş enerjisini elektriğe dönüştürmek ve itiş gücü elde etme prensibi üzerinden hareket eden bu sistemlerin, insansız kargo taşımacılığını yapabileceği değerlendiriliyor.

Nasa'nın yaptığı bu çalışmanın amacının, kimyasal yakıtlı roketlerle astronotların Mars'a gönderilmesi öncesi gerekli tedarik uçuşlarının, bu şekilde yapılması olduğu belirtiliyor.

Ancak güneş enerjisinden elde edilecek elektrikli uzay aracının, hafif olmasının yanında bir olumsuz tarafı da bulunuyor. O da Mars'a ulaşmanın çok daha uzun sürecek olması.

BBC'ye konuşan Nasa Uzay Teknolojileri bölümü baş mühendisi Jeff Sheehy, "Mars'a götürmeyi planladığımız kargonun ağırlığını düşününce, bu seyahat 2.5 yıl sürebilir" diyor.

Nasa adına bu teknoloji üzerinde çalışan Aerojet Rocketdyne'nden Joe Cassidy, "Güneş enerjisi en iyisi çünkü bu aracı hızlandırabileceğimizi biliyoruz" diyor.

Çalışmalarını sürdüren şirket, Gateway ismini verdikleri uzay aracında 50kW'ın üzerinde bir güce ulaşmaya çalıştıklarını açıklıyor.

Alabama Üniversitesi'nden tanınmıl bir sistem mühendisi olan Profesör Dale Thomas, güneş enerji kaynaklı teknolojilerin düşük ölçekli kargo taşımacalığında işe yarayabileceğini söylüyor.

Thomas, güneş enerjili sistemler daha güçlü hale getirilene dek ise nükleer elektrik motorunun daha iyi bir opsiyon olduğunu savunuyor.

Nükleer Elektrik Motoru

Bu fikir üzerinde çalışan bilim insanlarının önerisi şu: Dünya'dan standart kimyasal yakıtlı roketlerle havalanılması ve Mars yolculuğunun devamında ise nükleer enerjili elektrik motorlarına geçilmesi.

Nasa'nın üzerinde çalıştığı plana göre, astronotlar, Ay yörüngesinde bekleyen uzay aracına Orion kapsülüyle gönderilecek.

Orion, bu aşamada nükleer enerjli transfer roketi ile kenetlenecek ve buradan Mars'a hareket edilecek.

Bu nükleer transfer aracında, küçük bir nükleer reaktör likit hidrojeni gerekli ısıya ulaştıracak.

Aerojet Rocketdyne'nden Joe Cassidy, nükleer termal roketlerin kilit önemde olduğunu söylüyor ve devam ediyor: "Eğer ulaşım süresini 30 ila 60 güne indirebilirsek, bu astronotların yolculukta maruz kalacağı radyasyon süresini de kısaltacaktır"

Aynı projede çalışan Profesör Dale Thomas, yakın bir gelecekte kullanıma hazır olabilecek yeni motor teknolojisinin, nükleer termal roketlerler olduğunu söylüyor.

Thomas, laboratuvar ortamında yapılan uçuş denemelerinde, Mars'a uçuş süresinin 3 aya indirilebildiğini kaydediyor: "Bu hala uzun bir süre olabilir ama kimyasal yakıtlı roketlerle aynı mesafe dokuz ay sürecektir."

Boeing firması ise nükleer roket teknolojisi konusunda şüpheci. Uzay aracındaki nükleer reaktörün, astronotlar üzerinde olumsuz etkisi olacağı endişesi dile getiriliyor.

"Bu yaygın yapılan bir yanlışlık. Hidrojen uzay mekiği yakıtı, müthiş bir radyasyon kalkanıdır" diyen Profesör Thomas, Boeing firmasının endişesinin yersiz olduğu görüşünde:

"Mürettebat aracın bir ucunda, motor ise diğer ucunda olacak. İlk değerlendirmelerimize göre, astronotlar, kozmik radyasyondan, nükleer reaktöre göre daha fazla radyasyon alıyor"

Profesör Thomas, üzerinde çalıştıkları teknolojinin Dünya üzerinde kolayca teste tabi tutulamayacak olmasının, olumsuz olduğunu kabul ediyor.

Ancak Nasa, radyoaktif engeli ortadan kaldırarak, yeryüzü testlerine olanak verecek bir düzenek üzerinde çalışıyor.

İyon itki motorları

İyon itki motoru teknolojisi, uzaydaki uydularda hali hazırda kullanılıyor. Ancak düşük itiş ürettikleri için buna bağlı olarak hızlanmaları da yavaş oluyor. Ancak zaman içinde yüksek hızlara ulaşabilecekleri biliniyor.

İyon itki motoru teknolojisini hızlandırmak üzerine çalışan Ad Astra Roket şirketi, Vasimr adı verilen bir itici motor tipi üzerinde çalışıyor.

Bu sistemde, uzay gemisi yakıtının iyonize olması ve ısınması için radyo dalgaları kullanıyor. Sonrasında ise plazma sonucunu doğuracak elektromanyetik alan oluşturuluyor.

Vasimr, standart bir iyon motorundan daha fazla itiş gücü sağlasın diye tasarlandı.

Eski bir Nasa astronotu olan Ad Astra şirketinin başkanı Chang Diaz, ekibin Mars'a dokuz aydan daha hızlı ulaştırılması gerektiğini söylüyor.

Profesör Dale Thomas'a göre ise Vasimr'i gerekli hıza ulaştıracak teknolojiye şu anda çok uzağız.

Hatta Thomas, katedilmesi gereken teknolojik mesafeyi tanımlamak için, "çim biçicinin gücünün, roket gücüne çıkarılması" örneğini de veriyor.

Ancak Profesör Thomas gerekli teknolojik ilerleme kat edilebilirse, iyon motor teknolojisinin, elektrikli uzay araçları arasında en iyi tercih olacağı görüşünü de savunuyor:

"Fizik bunun çalışabileceğini ortaya koyuyor. Ancak Vasimr halen laboratuvar ortamında geliştirilme aşamasında. Uçuşa hazır bir noktaya gelmesine daha çok uzun mesafe var."

Lockheed Martin firması da Vasimr'in gelecek vaadettiği görüşünde ancak onlar da güneş enerjili elektrikli motorlara yoğunlaşmış durumdalar.

Kimyasa roketlerin geleceği

Her ne kadar yeni teknolojiler ilginç olsalar da, emektar uzay teknolojisi şirketleri Lockheed Martin ve Boeing, kimyasal roket motorlarının, insanlı Mars seyahati planlarının temeli olması gerektiği görüşünü savunuyor.

Lockheed Martin, Apollo Projesi'ni örnek vererek, mevcut yakıt teknolojisinin insanı Mars'a götürebileceğini kanıtladığını açıklıyor.

Lockheed Martin'de uzay mekiği tasarımcısı olan Tim Cichan, "Hali hazırda bizi Mars'a götürecek teknolojiye sahibiz" diyor.

Tim Cichan devam ediyor:

"Evet, aşmamız gereken teknik sorunlar var. Ancak temel olarak yapmamız gereken elimizdeki teknolojinin üzerine koyarak, derin uzayda uçuş tecrübesi elde etmemiz gerekiyor. Bunu yaparken de gelecekte devrim yapacak teknolojileri de geliştirmeye devam etmeliyiz."

Mars'a ne zaman gidebileceğiz?

Bilim ve Teknoloji Politikaları Enstitüsü'nün (STPI) incelemelerine göre, Nasa'nın 2033 yılında, Mars'a insanlı seyahat görvlerine başlama planı gerçekçi değil.

Nasa'nın bütçesini değerlendiren kurum, 2039 yılında Mars'a ilk seyahat gerçekleşebilir.

Donald Trump yönetimindeki Beyaz Saray ise öncelikle, 2024 yılında Ay'a bir seyahat daha gerçekleştirilmesini istiyor.