AY'IN KARANLIK YÜZÜ

AstroNotlar’dan merhaba! Bu hafta yine değişik bir konu ile karşınızdayız! Doğal uydumuzun, Ay’ın karanlık yüzeyine düzenlenen uzay görevlerinden bahsedeceğiz.

Uydumuz Ay, bize aslında çok da uzak olmayan, yaklaşık 380 bin kilometre ötemizde yer alan, yüzeyi toz ile kaplı ıssız ve çorak bir yer. Yüzeyi, cam ve porselenin yapısında da bulunan, silikon ve oksijenden oluşan silika adlı bir yapı ile kaplıdır. Ay yüzeyi milyarlarca yıldır meteoroid bombardımanı ve Güneş’ten gelen zararlı ışınlara maruz kalmıştır. Bu nedenle Ay yüzeyininn neredeyse tamamı, “Ay Tozu” olarak adlandırılan, çimento benzeri çok küçük parçacıklardan oluşmaktadır. Hatta bu toz insanlı uzay görevlerinde birçok soruna neden olmuştır. Dünya’dan bakıldığında Ay hemen hemen Güneş büyüklüğünde görünüyor olsa da, aslında Güneş Ay’ın neredeyse 500 katı büyüklüktedir. Eş dönme özelliği sebebiyle de Dünya’dan bakıldığında sadece bir yüzü görünmektedir. Dünya’dan görünmeyen tarafına da “Ay’ın Karanlık Yüzü” adı verilmektedir.

“Karanlık” kelimesinin kullanımı aslında tamamen bir yanlış anlaşılma durumudur. Bu yanlış anlaşılmanın kesin bir kaynağı olmasa da, Pink Floyd’un 1973 yılında çıkardığı “Dark Side Of The Moon” şarkısının etkili olduğunu düşünülmektedir. Bu şarkının ismini okuyunca insanlar “Acaba Ay’ın karanlık bir tarafı mı var?” diye düşünmeden edemiyor ancak bunun sadece bir şarkı olduğunu da hatırlatmak istiyoruz. Belki de insanlar hiçbir zaman tamamını göremedikleri ve bilmedikleri için bu şiirsel yakıştırmayı uygun görmüşlerdir. Ancak kendi ekseninde dönme süresi ile Dünya etrafında dolanma süresi aynı olduğu için biz Ay’ın hep aynı yüzünü görüyoruz. Haliyle göremediğimiz yüzün de karanlık olduğu söylenebilir ama Ay için ışık kaynağı Dünya değil Güneş’tir. Ayın her yeri Güneş’i aynı ölçüde görüyor, bu nedenle Güneş ışığı bakımından Ay’ın karanlık bir yüzü yoktur! Ay’ın karanlık olarak adlandırılan, bizim görmediğimiz tarafında bir isim vermeyi çok istiyorsak, “Ay’ın uzak tarafı” diyebiliriz.

Bir gök cismi için dönme ve dolanma süreleri birbirine eşitse, bu duruma dönme-dolanma kitlenmesi ya da “eş-dönme” denmektedir. Ay’ın da kendi ekseninde dönüş süresi ile Dünya yörüngesindeki dolanma süresi birbirine eşittir. Bu sayede de Dünya’dan bakan bir gözlemcinin, Ay’ın her zaman aynı yüzeyini görmesi gerekiyor ancak Ay’da durum biraz daha farklı. Çünkü Ay’ın yörüngesi tam bir çember şeklinde değildir. Ay’ın kendi ekseni etrafındaki dönme hızı sabit, ancak elips şeklindeki yörüngesi nedeniyle yörüngede dolanma hızı sabit değildir. Bu hız farkından dolayı, Ay, doğu-batı doğrultusunda bir miktar salınıyor gibi görünüyor. Yani Dünya’dan bakıldığında yalpalıyormuş gibi gözükür. Ay’ın bir tam dönemini izleyecek olursak bu salınım hareketinden ve eksen eğikliğinden dolayı, yüzeyinin yaklaşık %59’unu görürüz. Bununla ilgili bir video izlemek isterseniz buraya tıklayabilirsiniz.

Yani Dünya üzerindeki hiçbir canlı Ay’ın bize uzak tarafını görememiş. Teleskobun icadıyla Ay yüzeyinin gözlemi daha da kolaylaşmış. Detaylı haritalar çizilmeye başlanmış. ancak Dünya’daki bir gözlemcinin Ay’ın arka yüzünü görme şansı yok. Peki Ay’ın karanlık yüzünü görmek için hiçbir şey yapılmamış mı bugüne kadar?

Ay yüzeyinin görmediğimiz bir kısmı olduğu uzun yıllardır biliniyordu ancak 1950’li yıllara kadar bu uzak tarafla ilgili elimizde pek fazla bilgi de bulunmuyordu. Dolayısıyla herkes için büyük bir merak konusuydu. Bu merak da yine Soğuk Savaş ile giderildi. Amerika Birleşik Devletleri ve Sovyet Sosyalist Cumhuriyetler Birliği arasındaki savaşın uzaya sıçradığı yıllarda, hedeflerden biri de Ay’ın arka yüzünü görüntülemek ve orada ne olduğunu anlamaktı. Bu amaçla gönderilen ve ilk defa Ay’ın arka yüzeyini görüntüleyen araç, Sovyetler Birliği’nin Luna-3 adlı aracıydı. Gönderilen ilk uydu olan Sputnik-1’den yaklaşık 2 yıl sonra, Kazakistan’daki Baykonur Uzay Üssü’nden fırlatıldı ve yaklaşık 280 kilogram ağırlığındaydı.

Aracın yörüngesinden bahsederken 1959 yılında olduğumuzu hatırlatarak başlamalıyız. Yani o yıllarda Dünya üzerinde, uydular ile iletişim kurması için gelişmiş antenler bulunmamaktaydı. Bu zorluklardan dolayı, Luna-3 aracı, Dünya’dan fırlatıldıktan sonra Ay’ın güney kutbundan geçerek Ay’dan yaklaşık 65 bin kilometre yükseklikte Ay’ın arka yüzünün 29 adet fotoğrafını çekti. Neredeyse 40 dakikalık görüntüleme sırasında verileri elde etti ama Dünya’ya hemen gönderemedi. Ay’ın arka yüzünü görüntüledikten sonra tekrar Dünya’ya yaklaşıp, verileri Dünya’ya en yakın bulunduğu noktada göndermeye başladı. Yine de görsellerin hepsi tam olarak aktarılamadı ve böylesine özenli planlanmış bir yörüngede olmasına rağmen elde edilen görüntü çok net bir görüntü olmadı. Luna 3 aracının yörüngesiyle ilgili videoyu izlemek isterseniz buraya tıklayabilirsiniz.

Sovyetler Birliği, konum olarak ekvator üzerindeki ülkelere kıyasla kuzey kutbuna yakın bir konumda bulunmaktadır. Kutuplara yakın olmak, uzay görevleri açısından pek istenmeyen bir durumdur. Coğrafi konumunuzu değiştiremeyeceğinize göre, uydunun yörüngesini çok iyi ayarlamanız gerekiyor gerekmektedir. Sovyetler Birliği de tam olarak bunu yaparak, verileri daha iyi alabilmek için doğu-batı doğrultusunda bir yörünge izlemek yerine kutupsal bir yörünge tercih etmiştir. Üstelik Luna-3’ün Ay’a gittikten sonra verileri aktarmak için Dünya’ya yaklaşması da gerekmekteydi. Bu olayı da Ay’ın kütleçekiminden faydalanarak yapmış ve kütleçekimden yardım alınan ilk uzay görevi olmuştur.

Amerika Birleşik Devletleri tarafından gönderilen Ranger-4 uzay aracı ise Amerika’nın Ay’a ulaştırdığı ilk insan yapımı cisim oldu. Ay’ın uzak yüzüne düşürülmesi planlanlanıyordu fakat görevini tamamlayamadı. Bu görev tam olarak başarıya ulaşamasa da, Ay hedefini tutturmak bile Amerikalılar için çok önemli bir olaydı.

Aslında bir uzay aracını sadece çarpması için göndermek şimdi bakıldığında çok mantıksız gelen bir olay. O yıllarda Ay’a hiç gidememiş bir ülke için büyük bir başarı olsa da, aslında tek amacı çarpmak değildi. Ranger-4, Ay’ın arka yüzeyine düşmesine 10 dakika kala sistemini aktive edecek ve fotoğraf çekip Dünya’ya göndermeyi deneyecekti ancak bunu yapamadı. Ranger-4’ün sisteminde meydana gelen bir elektrik kesintisinden dolayı uzay aracının saati durdu. Bu nedenle değil fotoğraf çekmek güneş panellerini bile açamadı. Fakat yine de fırlatıldıktan 2 gün 16 saat sonra, 26 Nisan 1962’de, saatte yaklaşık 10 bin kilometre hızla Ay’ın arka yüzeyine çarptı.

Sovyetler Birliği, Ay’ın arka yüzeyini görüntüledikten sonra Amerika başkanı John F. Kennedy’nin hedefinde Ay vardı. Bu nedenle Amerika, hız kesmeden yeni görevler planlamaya ve göndermeye devam etti. Ay’ın uzak tarafının detaylı haritasını yapmak için “Lunar Orbiter Programı”nı planladılar. Türkçesiyle “Ay yörüngesi programı” diyebileceğimiz bu program, 1966-1967 yılları arasında 5 tane aracı Ay’a gönderip, topladığı veriler ile Ay’ı haritalamayı hedefliyordu. Bu haritalama sayesinde Apollo programı için iniş yapılacak bölgeler de seçilecekti. Yani bu program sayesinde hem daha net görüntü elde edecekleri için yarışta öne geçeceklerdi, hem de gelecekteki Ay görevleri için temel atılmış olacaktı.

Öncelikle bu 5 aracın amacı ile başlayalım. Bu araçların temel görevleri arasında Ay yüzeyini haritalandırmak, Ay’ın kütle çekimini hassas bir şekilde ölçmek, Ay yolculuğunda mikrometeorit ve radyasyonu ölçmek gibi hedefleri vardı. Bu programın ilk uzay aracı, 10 Ağustos 1966 tarihinde gönderildi ve yaklaşık 15 gün boyunca Ay yüzeyini taradı. Daha sonra bu programın 2. ve 3. görevleri de Apollo görevlerine iniş yeri seçmek amacıyla gönderildi. 4. ve 5. görevler yer seçiminden ziyade, Ay yüzeyinin yüksek çözünürlüklü haritalandırılmasını yaptı. Bu programın son aracı 1 Ağustos 1957 yılında fırlatıldı. Beş görevin tamamlanmasıyla yaklaşık 1600 fotoğraf çekildi ve böylece Ay yüzeyinin yaklaşık %99 u 60 metre veya daha iyi çözünürlükle haritalanmış oldu. Bu harita, Dünya’daki teleskoplarla yapılan en iyi haritadan bile 10 kat daha iyi bir çözünürlüğe sahipti.

23 Ağustos 1966’da elde edilen bu görüntü, Dünya’ya Ay’ın yakınından ilk bakışımız. (Kaynak: Usra)

Apollo görevinin iniş yerinin seçilmesi için çok büyük çaba sarf edilmiş ve bir çok veri toplanmış. O yıllarda yaklaşık 400 bin insanın bu görev için çalıştığını düşündüğümüzde, ne kadar büyük insan gücünün bu alanda kullanıldığını görüyoruz. Uzay araçları yardımıyla uzak tarafın ilk fotoğrafları çekildi, hatta Ay’ın detaylı haritası da yapıldı. Peki Ay’ın bizden uzak bu yüzünü ilk defa ne zaman bir insan gördü?

Bu tarihi an, Apollo-8 görevinde gerçekleşiyor. Ay yörüngesine, inişten önce son kontrolleri yapması için gönderilen Apollo-8 mürettebatı, Ay’ın arka yüzünü ilk gören insanlardı. 1968 yılında devasa Saturn-V roketiyle gönderilen 3 astronot, mürettebatlı bir görevin Ay’a gidip gelebileceğini kanıtladı. Hatta hepimizin bir yerlerde gördüğü, belki de bazılarımızın duvar kağıdı olarak kullandığı meşhur “Earth Rise” yani Türkçesiyle “Dünya’nın Yükselişi” diyebileceğimiz görüntü de bu görev sırasında çekilmiştir. Ay yörüngesinde yaklaşık 20 saatlik çalışmanın ardından motorları ateşleyip Dünya’ya geri döndüler. Bu görev sayesinde insanlar ilk defa alçak Dünya yörüngesinin ötesine gitmeyi başarmış oldu. Apollo-8 görevindeki astronotlardan biri olan William Anders, Ay’ın arka yüzü ile ilgili şöyle diyor. “Arka taraf, çocuklarımın oynadığı kum yığınına benziyor. Yüzeyin tamamı dayak yemiş gibi, bunu tanımlayamıyorum, sadece bir sürü darbe ve delik var.”

Earthrise — Dünya’nın Doğuşu (Kaynak: NASA)

Astronotlar veya uzay aracı Ay’ın arka yüzeyine geçtiğinde onlarla iletişim kuramıyorduk. Eğer şu anda olduğu gibi Ay’ın hep aynı yüzeyini görmeseydik, büyük ihtimalle bu, çok büyük bir sorun olmayacaktı. Bu sorundan dolayı mürettebat Ay yüzeyindeyken iletişimi kesmek istemeyen Amerika, hiçbir görevi arka yüz için planlamamıştır. Yörüngedeki astronotların Ay’ın arka yüzeyine belirli sürelerle geçmesi bile çok büyük streslere neden olmuştur.

İletişim sorunu gerçekten de önemli. Bunu çözmek için bir şey yapmamışlar mı?

Bu sorunu çözmek için ise Ay’ın ötesine, lagrange noktası denilen yere bir iletişim uydusu gönderilmesi düşünülmüş ancak ilave risk ve bütçeye sebep olacağı için NASA tarafından reddedilmiştir.

Kısaca Lagrange noktasından da bahsedelim. Aslında tek bir tane Lagrange noktası olmadığı için lafı uzatmamak adına şu an sadece konumuzla alakalı olan L2 noktasından bahsedelim. Eğer iletişim uydusu Dünya’nın yörüngesine yerleştirilirse, bu uydu doğal olarak Dünya’nın kütleçekiminden etkilenir. Ay’ın yörüngesine yerleştirilirse , bu sefer de Ay’ın kütleçekiminden etkilenir ve yine istemediğimiz bir durum ortaya çıkar. L2 olarak adlandırılan nokta ise, Ay ve Dünya’dan oluşan ikili sistemde her iki cismin de kütleçekim etkisinin birbirini dengelediği bir noktadır. Yani buraya koyduğunuz bir cismin Ay tarafından çekimi ile Dünya tarafından çekimi aynı olacağı için üzerindeki net etki sıfıra eşit olur ve bıraktığınız yerde kalır. L2 Ay’ın ötesinde bir noktadır. Yani bu özel noktaya bir uydu yerleştirirseniz, Dünya’dan bakan biri, bu uyduyu her zaman Ay’ın arkasında görür. Yani aslında böyle bir noktanın varlığı ve iletişim sorununun çözümü biliniyor ancak riske girmemek ve bütçeyi artırmamak için tercih edilmemiş. Peki bu Lagrange noktası günümüzde hala kullanılmıyor mu?

Kısa bir süre önce Çin Ulusal Uzay Dairesi, Ay’ın arka yüzüne tabiri caizse kafayı taktı. Çinliler oraya bir uzay aracı indirmeyi planladılar. Dolayısıyla iletişim sorununu çözmek için de L2 noktasına bir röle anteni de gönderdiler. Röle anteni, bir vericiden sinyali alıp başka bir vericiye göndermek için kullanılan, sinyali güçlendirebilen bir anten türüdür. Kısacası yıllar önce NASA’da planlananı, Çin gerçekleştirmiş oldu.

2018 yılının sonunda Çin’den gönderilen Chang’e-4 görevi, Ay’ın arka yüzünün güney kutbuna doğru inecek şekilde fırlatıldı. Ay’ın uzak tarafına ilk yumuşak inişi yapan bu araç, bir de Yutu-2 adında bir rover yani gezgin taşıyordu. Araç Dünya ile iletişimini az önce bahsettiğimiz L2 noktasına yerleştirilmiş, anten ile sağladı ve gerçekleştirmiş olduğu araştırmalarla gündeme oturdu. Ay yüzeyinde Regolit adı verilen katmanın, NASA’nın tahmin ettiğinden yaklaşık 4 kat daha derin olduğunu keşfetti. Üstelik bir de Ay’ın güney kutbunda jelimsi bir madde tespit etti. Yüzeydeki Yutu-2 gezgini, bu maddenin günlerce ne olduğunu anlamaya çalıştı. Şimdiye kadar bu maddenin ne olduğuyla ilgili bir açıklama yapılmadı ancak bazı bilim insanları bu maddenin bir tür erimiş cam olduğunu düşünüyor. Haliyle bu keşif herkesi çok heyecanlandırdı ve gelecekteki insanlı Ay görevleri için yeni hedef belirlenmiş oldu.

Ay’ın uzak tarafının yüzeyinden çekilmiş ilk panaromik görüntü (Kaynak: Vikipedi)

astronotlar.org@gmail.com e-posta adresimize konuştuğumuz içeriklere dair düşüncelerinizi belirtebilir, değinmemizi istediğiniz konuları yazabilir, bir kitap, link veya bilgi paylaşımında bulunabilirsiniz. Sosyal medya hesaplarımızı Instagram ve Twitter’dan “astro_notlar” olarak takibe almayı unutmayın! Facebook’tan vazgeçmem diyenler ise bizi AstroNotlar sayfasında bulabilirler. Gelecek hafta görüşünceye dek, gökyüzüne iyi bakın, hoşçakalın!

E-posta: astronotlar.org@gmail.com
Facebook: facebook.com/astronotlar.org
Instagram: instagram.com/astro_notlar
Twitter: twitter.com/astro_notlar
Anchor: anchor.fm/astronotlar

KAYNAKLAR VE GÖRSELLER

https://en.wikipedia.org/wiki/Far_side_of_the_Moon

https://acikders.ankara.edu.tr/pluginfile.php/68252/mod_resource/content/0/TOPRAK.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Regolith

https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/planets/moonpage.html

https://acikders.ankara.edu.tr/pluginfile.php/50212/mod_resource/content/1/AST412_DersNotu_11-15.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Luna_3

https://www.zarya.info/Diaries/Luna/Luna03.php

https://moon.nasa.gov/resources/26/first-photo-of-the-lunar-farside/

https://www.lpi.usra.edu/lunar/missions/orbiter/

https://www.nasa.gov/mission_pages/apollo/apollo-8.html