Merhaba, yeni bir AstroNotlar yazısı ile karşınızdayız. Bugünkü konumuz tek seferde tamamlayamadığımız, anlatmaya doyamadığımız konulardan, uzay çöpleri. Hazırsanız başlayalım.
Uzaya fırlatılan uydular, amaçlarına göre farklı yörüngelere yerleştirilir. Örneğin; sürekli iletişim halinde olacağınız bir iletişim uydusu yapmak istiyorsanız buna uygun bir yörünge, yer-gözlem uyduları ile Dünya’yı sürekli taramak istiyorsanız buna uygun bir yörünge tercih etmelisiniz. Peki, bu yörüngeler arasında ne tür farklar var?
Yörünge mekaniğinde işler biraz kafa karıştırıcı olabiliyor. Diyelim ki bir uzay aracının içinde, yörüngede dolanıyorsunuz ve sizden daha yüksek yörüngedeki bir aracı yakalamak istiyorsunuz. Mantıken o cisme doğru gaza basmak, onu yakalayacağınız anlamına gelir, ancak eğer bunu denerseniz yakalayamayacağınızı görürsünüz. Çünkü yüksek yörüngede dolanan uydular, yörüngede kalmak için daha düşük hızlara ihtiyaç duyarlar ve siz gaza bastığınızda bir süre sonra yörüngeniz yükselse de, hızınızın azaldığını görürsünüz. Uzayda bir cismi yakalamanın birden fazla yolu var ve bunu en verimli şekilde yapmak için çalışmalar uzaya gönderilen ilk görevlerden beri süre gelmekte. Örneğin NASA, Apollo görevlerinden önce bir çok test yapmış ve Ay’a ilk ayak basan Neil Armstrong da bu testlerin birinde rol almıştır. Yeri gelmişken bu testlerde ve sonrasında Armstrong’un neler hissettiğini anlatan, “First Man” adlı filmi izlemenizi tavsiye ederiz.
Kütleçekim kuvveti, cisimler arası uzaklıkla ters orantılı bir kuvvettir. Dolayısıyla, Dünya ile uydular arasındaki kütleçekim kuvvetinin, uydu yüksek yörüngeye çıktıkça azaldığını söyleyebiliriz. Kütleçekim kuvvetinin azalmasıyla uyduların yörüngede kalabilmeleri için gerekli hız da azalır. Kısaca alçak yörüngedeki uyduların hızlı, yüksek yörüngedeki uyduların yavaş olduklarını aklınızda tutmanız yeterli olacaktır.
Gelin, bize en yakın yörünge ile başlayalım. Low Earth Orbit, kısaca LEO, yani “Alçak Dünya Yörüngesi”dir. Adından da anlaşılacağı gibi Dünya’ya en yakın yörünge türüdür. Dünya’dan yaklaşık 160 kilometre ile 2000 kilometre arası yükseklikteki uyduları kapsar. Dünya’ya yakın oldukları için, yerçekiminin en fazla etki ettiği uydular bunlardır. Hızları saatte ortalama 28 bin kilometre civarındadır. Yörüngede hızla dolanmaları sayesinde kısa sürede büyük bir alanı tarayabileceklerinden ve yakın olduklarından dolayı da yüksek çözünürlükte görüntü alabilecekleri için, yer gözleminde kullanılan uydular bu yörüngede bulunurlar. Örneğin optik görüntüleme yapan RASAT uydumuz yaklaşık 700 km yükseklikte, alçak Dünya yörüngesinde yer alır. Gözlem uydularının yanı sıra, erişim kolaylığı olması nedeniyle Uluslararası Uzay İstasyonu’da 400 kilometre civarında, alçak yörüngede dolanmaktadır. Uzaya fırlatılan uyduların, bu yörüngelerde yüksek hızlarda dolandığından bahsettik. Bu nedenle alçak Dünya yörüngesi, telekomünikasyon uyduları için pek de uygun değildir. Ancak tek bir uydu yerine, bir iletişim ağı kurulacaksa işte o zaman bu yörünge tercih edilebilir. Böylece uydu ne kadar hızlı giderse gitsin, yani iletişim menzilimizden ne kadar hızlı çıkarsa çıksın, aynı hızda bir başkası menzile gireceği için ağ veya kümelerde sorun olmayacaktır.
Alçak Dünya yörüngesinin bir üstündeki yörünge; Mid Earth Orbit, kısaca MEO, yani “Orta Dünya Yörüngesi”dir. Bu yörüngenin kapsadığı alan, Alçak Dünya Yörüngesi’nin aksine epey geniştir. Alçak Dünya Yörüngesi’nin üst sınırı kabul edilen 2000 kilometre ile Yüksek Dünya Yörüngesi’nin alt sınırı kabul edilen, yaklaşık 36 bin kilometre arasını kapsar. GPS’in Avrupalı versiyonu olarak bilinen, Galileo Konumlandırma Sistemi ve diğer bir çok konumlandırma uyduları bu yörüngede bulunur. Galileo Konumlandırma Sistemi, genellikle Avrupa ülkeleri tarafından, tıpkı GPS gibi, uçaklardan telefonlara kadar her alanda kullanılabilinen bir konumlandırma ağıdır. Ortalama 20 bin kilometre yüksekte bir yörüngede dolanan bu konumlandırma uydularının hızları, yaklaşık olarak saatte 14 bin kilometredir.
Bu bahsettiğimiz yörüngelerin ötesine “Yüksek Dünya Yörüngesi” denilmektedir. Bu yörünge; Jeosenkron, diğer bir adıyla “Yer-Eş Zamanlı Yörünge” ile başlar ve uzar. Uyduların bu irtifadaki ortalama hızları saatte yaklaşık 11 bin kilometre civarındadır. Dünya’dan 35 bin 786 kilometre yükseklikte yörüngede dolanan bu uyduların hızı ile Dünya’nın dönme hızı birbirine eşit olduğundan, bu yükseklik bize gerçekten eşsiz bir yörünge sunar. Bu yörüngeye Ekvator düzleminde bir uydu oturtacak olursanız, uydunun Dünya’ya baktığı nokta sabit olacaktır. İşte tam da bu yüzden, korona virüsü işleri bozmazsa bu sene fırlatılacak olan Türksat 5A gibi telekomünikasyon uyduları da bu yörüngede bulunmaktadır.
Yüksekliklerine göre yörüngeler; alçak, orta ve yüksek olmak üzere üçe ayrılır. Ayrıca özel amaçlar için kullanılan yörünge çeşitleri bulunmaktadır.
Bir uyduyu haritalandırma, yer gözlemi, casusluk, bilimsel veya istihbarat amaçlı kullanmak istiyorsanız size en uygun yörüngenin “Kutupsal Yörünge” olduğunu söyleyebiliriz. Yer gözlemi ve casusluk amacıyla kullanılan uydulardan, sekizinci yazımız olan “Üniversitelerin Attığı Mikro Uydular” yayınımızda bahsetmiştik. Bu yörüngedeki uydu, kuzey-güney düzleminde hareket ederken, Dünya’da kendi ekseninde, batıdan doğuya doğru döner. Dolayısıyla bu yörüngedeki uydular, Dünya’nın her noktasını görebilme şansına sahip olurlar. Yalnız şunu belirtelim ki uydunun kutupsal yörüngede olması, her iki kutuptan da geçeceği anlamına gelmez. Kutupsal yörünge düzleminin, kutuplar ile 30 dereceye kadar bir açı yapması mümkündür. Kutupsal yörüngelerin de bir kaç çeşidi vardır.
Ekvator üzerinde veya ekvatora yakın bölgelerde iletişim için az önce bahsettiğimiz Jeosenkron Yörünge kullanılır. Ancak kutuplar ile iletişimi sağlamak için bu yolu izleyemeyiz. Çünkü aynı yörüngeyi kutuplara çizdiğimizde, uydu yine 24 saatte bir tur atsa da Dünya üzerinde izlediği nokta, Dünya’nın dönüş yönü nedeniyle sürekli değişir. Dolayısıyla kutuplar ile iletişimi sağlamak için özel olarak tasarlanmış bir kutupsal yörünge vardır. İlk olarak Rusya tarafından kullanılan, Şimşek tanrısı olan Thor’un çekicinin Rusça adı “Molniya” olarak anılan ve kutuplarla iletişimi sağlayan harika bir yörünge. Bu yörüngedeki uydular, kutupsal ve eliptik bir yörüngeye sahiptir. İletişim kuracağı kutup tarafında daha geniş, diğer kutup tarafında ise oldukça dar bir elips çizen bu yörünge sayesinde, uydu iletişim kuracağı kutup üzerinde uzun süre kalabilmektedir. Hatırlarsanız yüksek yörüngedeki uyduların yavaş, alçak yörüngedekilerin ise hızlı olduklarını söylemiştik. Dolayısıyla kutup üzerinde yüksek bir yörüngeye sahip olan bu uydular, o kutup üzerinde uzun süre kalabilir ve teorik olarak sadece 3 uyduyla bile kutup üzerindeki bir nokta ile kesintisiz iletişim kurulabilir.
Sık kullanılan yörüngelerden bir diğeri ise “Güneş Eş Zamanlı Yörünge”dir. Bu yörüngedeki uyduların, irtifası ve yörünge eğikliği, Dünya üzerinde belirli bir noktadan her bir geçişinin hep aynı yerel zamana denk gelmesini sağlayacak şekilde seçilir. Böylece uydu, Dünya üzerindeki herhangi bir noktadan tam 12 saatte bir geçer. Uydunun devamlı aynı miktarda Güneş ışığına maruz kaldığı bu yörünge, gözlem uyduları ve hava tahmin uyduları için tercih edilir. En büyük dezavantaj ise bu yörüngedeki uydular, Dünya üzerindeki belirli bir noktadan hep aynı zamanda geçtiğinden, o noktayı farklı zamanlarda gözlemleyemeyişimizdir.
Bu konuyu daha iyi anlamak için buradaki videoyu izleyebilirsiniz.
Bu yörüngelerinin bazıları eşsiz, bazıları da özel olduğu için, buraları işgal eden uydu sayısını belirli bir limit altında tutmak ve olası çarpışmaları engellemek için buralardaki uyduların işi bittiğinde ya kontrollü olarak düşürülmekter, ya da mezarlık yörünge adı verilen daha yukarıdaki bir yörüngeye yükseltilmektedir. Şu anda bile bir çok uydu, fırlatılacağı yörüngenin boşalmasını bekliyor.
Yörüngedeki uydular genellikle büyük nesneler olduğu için olası çarpışmaları önceden hesaplamak daha kolay olabilmektedir. Peki küçük çöpleri nasıl tespit ediyoruz? Küçük uzay çöplerinin tespit edilmesinde birçok farklı yöntem uygulanmaktadır. Üç milimetreye kadar olan cisimler yerden radar ile tespit edilebilmekte ve yörüngeleri hesaplanabilmektedir. Daha küçük cisimleri tespit etmek için, yörüngedeki uydular üzerinde bıraktıkları izlere bakılmakta. Üç milimetrelik çöpün ne etkisi olur diye düşünmeyin. Uzay Mekiği görevlerinin ilk 67’sinde, mekiğin camında uzay çöplerinden kaynaklanan toplam 177 darbe bulunmuştur.
Uluslararası Uzay İstasyonu’nun bu çöpler karşısında nasıl davrandığından önceki yazılarımızda bahsetmiştik. Bu yazımızda ise, gelin eski bir Uluslararası Uzay İstasyonu astronotu olan Chris Hadfield’in bu konuda söylediklerini inceleyelim. Hadfield’e göre, bir uzay aracındayken tıpkı trafikte araba sürer gibi, her an her riskin farkında olmalısınız. Orada yaşadığınız süre boyunca her an bir risk oluşabileceğini unutmamalısınız.
Günümüz teknolojisi ile 10 santimetreden büyük bütün cisimler, “Amerika Uzay Gözetleme Ağı” tarafından anlık olarak takip ediliyor. Amerika Askeriyesi tarafından 2015 yılında başlanan bir proje ile de 10 santimetreden küçük cisimlerin tespiti için çalışmalar başladı. Ancak bu projenin durmunu ve sonucunu, askeri bir proje olduğu için bilemiyoruz.
Avusturalya’da uzay araştırmalarında öncü şirket olan “Electro Optic Systems”, kısaca EOS yaklaşık 38 bin kilometre yükseklikte tahrip potansiyeli olan cisimleri tespit etmek için yürütülen çalışmaların öncülüğünü yapmaktadır. Dünya yüzeyindeki özel lazer sistemleriyle yörüngedeki çöpleri tespit etmektedirler.
Amerika Ulusal Gözlem Ağı’nın hazırladığı rapora göre; yörüngede 10 santimetreden büyük 16 bin obje var ve Electro Optic Systems’e göre uzaydaki çöplerin yarattığı tehditin %90’ını 5 ile 10 santimetre arasındaki cisimler oluşturmaktadır.
Avrupa Uzay Ajansı Uzay Enkazı Ofisi Başkanı Heiner Klinkrad, 1 cm çapındaki bir nesnenin saatte 50 bin km hız ile başka bir nesneye çarpmasıyla, bir otomobilin saatte 60 kilometre hızla uyduya çarpmasının eşit derecede tahrip etkisi olduğunu belirtiyor.
Her yıl Hollanda’daki Avrupa Uzay Ajansı’nın Teknoloji Merkezi’nde toplanan 200 uzman, bu çöpleri nasıl temizleyebileceklerini konuşuyor.
Temel olarak bu çöplerden kurtulmanın iki basamağı var. İlki çöpü yakalamak, ikincisi ise yakalanılan çöpü yok etmek. Yok etmenin yolları; dış yörüngelere atmak, atmosferde yakmak veya kontrollü olarak uzay mezarlığına düşürmek olsa da yakalama konusunda çok ilginç çözümleri olanlar var. Örneğin Japonya, yoğun çöp bulunan yörüngelere manyetik bir ağ gönderip çöpleri üzerinde toplamak için çalışıyor. İngiltere ise bir ağ yardımı ile uzay çöpünü yakalamayı planlıyor. Uyduları zıpkın yardımı ile yakalama fikri de tartışılıyor.
Tüm bu projelere bakıp uzayın tertemiz bir yer olacağını düşünmek biraz fazla masumca olur. Çünkü Avrupa Uzay Ajansı, “Çöp Toplama Sistemi” ile bir yılda ancak 5 ile 10 parça düşürmeyi hedefliyor.
Eğer uzayı temizlemek istiyorsak bu toplama sistemlerine tüm ülkelerin destek olması gerekiyor. Uzayı temiz tutmak için hem uzay hukukunu daha iyi yapılandırmalı, hem kurallara uygunluğun kontrolünü daha sıkı yapmalı hem de bundan sonra uydu fırlatırken iki kere düşünmeliyiz. Unutmamalıyız ki en iyi temizlik, kirletmemektir.
Yazımızı bitirmeden önce 8 Nisan, yani önümüzdeki Çarşamba gecesi gözlemleyebileceğiniz Süper Ay’ı hatırlatmak isteriz. Süper Ay hakkında bilgi sahibi olmak için, 9 Şubat tarihli altıncı yazımızı inceleyebilirsiniz. Bahsettiğimiz birbirinden değişik yöntemler ve ufak deneyleri evde gerçekleştirip gözlemlerini bizimle paylaşırsanız çok seviniriz. Unutmadan, kuyrukluyıldızlar yazımızda bahsettiğimiz ATLAS kuyrukluyıldızının, Güneş’e fazla yaklaşmasının bedelini, parçalanarak ödediğini üzülerek duyurmak isteriz. Konuyla ilgili araştırmaya buradan ulaşabilirsiniz.
Son günlerde bir çok manşette gördüğünüz “NASA açıkladı! Göktaşı Dünyaya Geliyor!” şeklindeki haberlerin asılsız olduğunu hatırlatmamıza gerek var mı? Sözkonusu göktaşı, Dünya’nın 6.3 milyon kilometre ötesinden, yani Dünya ile Ay arasındaki uzaklığın yaklaşık 16 katı kadar uzaktan geçecek. Endişeye mahal yok. Ayrıca meraklılara özel Dünya’ya çarpma ihtimali olan veya Dünya yakınından geçecek asteroitlerin listesini de bağlantılara tıklayarak erişebilirsiniz.
Son olarak, çıplak gözle görebildiğimiz nadir gezegenlerden olan Venüs’ten bir haber getirdik size. Ülker Açık Yıldız Kümesi diğer adı her ne kadar “Yedi Kızkardeş” olarak bilinse de, yedinci kardeş çıplak gözle görülmez. Bu günlerde tüm güzelliği ve parlaklığıyla gökyüzünde salınan Venüs, yememiş içmemiş bu meşhur kız kardeşleri ziyarete gitmiş. Tam da bu izolasyon günlerinde yapılacak iş mi? Aşkolsun Venüs! Siz siz olun, lütfen evinizde oturun. Gezme tozma işini bu günlerde sizin yerinize Venüs yapıyor nasıl olsa! Bu gece Ülker’de göreceğiniz o parlak cismin Venüs olduğunu unutmayın, ve bizden de bir selam gönderin, olmaz mı?
astronotlar.org@gmail.com e-posta adresimize bahsettiğimiz içeriklere dair düşüncelerinizi belirtebilir, değinmemizi istediğiniz konuları yazabilir, bir kitap, link veya bilgi paylaşımında bulunabilirsiniz. Sosyal medya hesaplarımızdan bizi takip etmeyi unutmayın. 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://www.space.com/29222-geosynchronous-orbit.html
https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Transportation/Types_of_orbits
https://earthobservatory.nasa.gov/features/OrbitsCatalog
https://www.turkcebilgi.com/y%C3%B6r%C3%BCngeler_listesi
https://uzay.tubitak.gov.tr/tr/urunlerimiz/rasat
https://mooncalendar.astro-seek.com/moon-phase-day-8-april-2020
https://www.youtube.com/watch?v=PZAkiXNJIqc
https://books.google.com.tr/books?id=K9Q5DwAAQBAJ&lpg=PA57&pg=PA116#v=onepage&q&f=false
https://www.esa.int/Safety_Security/Space_Debris
https://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2014/07/galileo_constellation/14631968-1-eng-GB/Galileo_constellation_article.jpg
https://tr.wikipedia.org/wiki/Dosya:Geostat.gif
https://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2020/03/geostationary_orbit/21862672-4-eng-GB/Geostationary_orbit_article.png