Yıldız Gemisi Atılgan Ne Zaman? – 4

Kozan Demircan | 08/10/2014 |

Yıldızlararası Uzay Aracı Venture Star, Avatar filminde gaz devi Polyphemus’un yörüngesindeki Pandora uydusuna düzenli olarak yolculuk ediyor ve Pandora’dan Dünya’ya oda sıcaklığında süperiletken olan özel bir mineral getiriyordu.

Kısaltılmış adıyla ISV Venture Star, hibrit antimadde-füzyon roketleri ile bir “güneş yelkeni” kullanarak ışık hızının yüzde 70’ine ulaşıyor ve 4,37 ışık yılı uzaklıktaki komşumuz Alpha Centauri yıldız sistemine 6 yıl 9 ayda ulaşıyordu.

Avatar filmi 2154 yılında geçiyor ve teknolojik tekillik olasılığını hesaba katmazsak bu süre antimadde roketli bir yıldız gemisinin geliştirilmesine yeterli gözüküyor. Peki ISV Venture Star gibi yakın yıldızlara insan ömrü süresinde gidecek bir gemi inşa etmek mümkün mü?

Geçen yazılarımızda Yıldız Gemisi Atılgan’ı bugünkü teknoloji ile inşa etmenin mümkün olup olmadığını incelemiştik. Bu yazıda da bilimkurgu sinemasının en gerçekçi uzay gemisi olarak kabul edilen ISV Venture Star’ı önümüzdeki 50 ila 100 yılda inşa etmenin mümkün olup olmadığını göreceğiz.


Yıldızlar arası ekonomi

Yandaki resme bakarsanız ISV Venture Star’ın ince uzun bir gemi olduğunu göreceksiniz. Öyle ki bu haliyle uzun bir sapı olan iki dişli bir çatala veya müzikte tempo tutmak amacıyla kullanılan metronoma benziyor. Aslında metronomun çatalları uzay gemisinin dev radyatörleri. Metronomun sapının ucunda da hem ayna hem kalkan görevini gören bir parça bulunuyor.

ISV Venture Star’ın ince-uzun olmasının nedeni ağırlıktan tasarruf etmek. Warp sürüşü gibi hayali bir ışıktan hızlı yolculuk sistemi kullanmayan bu geminin ışık hızının yüzde 70’i gibi müthiş bir hıza erişmesi için çok hafif olması gerekiyor. Einstein’ın E=mc2 formülü gereği, geminin kütlesinin azaltılması doğrudan enerji tasarrufuna ve dolaylı olarak da yakıt tasarrufuna karşılık geliyor. Yazının ana konusu da bu zaten ve aşağıda bunu daha ayrıntılı şekilde inceleyeceğiz.


Hafif ve kırılgan

ISV Venture Star, Pandora’nın yüzeyine uzay mekikleri gibi iniş yapmıyor. Bu gemi sadece uzayda gitmek üzere tasarlanmış, çünkü 1648 metrelik boyuyla hafifliğin bedeli ince ve kırılgan olması.

Thermal Shields : Isı Kalkanları

Cargo: Kargo

Valkyrie: Valkyrie Mekiği

Tensile Truss: Karbon Nanotüp Kablo

Engines: Motorlar

Propellant: Yakıt

Heat Radiators: Radyatörler

Attachment  for photon sail: Güneş yelkeni direği  ( geminin gidiş yönü)

Shield: Kalkan

Crew Module:Mürettebat Bölümü

Habitation: Yaşam Modülü

Ne bir gezegeninin atmosferine girerek sürtünmeye bağlı yavaşlamanın yol açtığı mekanik strese dayanabilir ne de gezegene indikten sonra roket gibi dik durarak kalkış yapabilir. Kısacası kazayla gezegene çakılabilir veya havada parçalanabilir, ama bir gezegenin güçlü yerçekiminde kontrollü iniş-kalkış yapamaz.


İşin ilginci Avatar filminin ana teması da hafif bir geminin ışık hızına yakın hızlara erişmesini sağlayacak bir teknoloji geliştirmek üzerine kurulu. Oda sıcaklığında süperiletken olan hayali bir mineral, ISV Venture Star’ın hibrit füzyon–antimadde roketinin ürettiği ve sıcaklığı milyonlarca dereceye ulaşan egzoz gazını manyetik alanlarla kontrol etmekte kullanılıyor.

Süperiletkenler az enerjiyle çok güçlü manyetik alanlar üretebiliyor ve oda sıcaklığında süperiletken olan bir mineralden imal edilen filmdeki süperiletkenler de (gerçek dünyada böyle bir şey yok) son derece hafif oluyor. Öte yandan bugün kullandığımız materyallere süperiletken özelliği kazandırmak için bunları -135 ila -243 dereceye kadar soğutmak gerekiyor. Bu tür bir soğutma sistemi yıldız gemilerinde hem ekstra enerji harcıyor hem de ağırlık yapıyor.



Yıldızlar arası yolculuk

ISV Venture Star, Dünya’dan 4,37 ışık yılı uzaktaki Alpha Centauri yıldız sistemine 6 yıl 9 ay gibi oldukça kısa bir sürede ulaşıyor. Yıldız gemisinin komşu yıldızlara bu kadar kısa sürede gitmesi için ışık hızına yaklaşması gerekiyor. Ancak hiçbir gemi saatte 100 km hızdan ışık hızının yüzde 70’ine, yani saniyede 210 bin km’lik hıza bir anda çıkamaz. Ani hızlanma geminin ve içindeki herkesin kendi ağırlığı altında ezilerek parçalanmasına yol açacaktır.

Bunun yerine yıldız gemisinin beş buçuk aylık bir sürede yavaş yavaş hızlanması ve ışık hızının yüzde 70’ine ulaşması gerekiyor. Uzay Yolu’ndaki karşı çekim jeneratörleri ve Yıldız Savaşları’ndaki atalet soğurucuları gibi hayali teknolojiler kullanmadığımız için bu gemide fizik kurallarına uymak zorundayız.

Yine de 165 günlük hızlanmayı küçümsemeyin. Bu müthiş hızlanma sırasında geminin yerçekimi Dünya’nın 1,5 katına ulaşıyor; yani Dünya’da 70 kilo gelen bir astronot gemideki hızlanma sırasında 105 kilo gelecek ve hareket etmekte oldukça zorlanacaktı.



Üç farklı itiş sistemi kullanıyor

ISV Venture Star, Dünya’dan Pandora’ya giderken güneş yelkeni kullanıyor. Güneş yelkenine itici gücü ise lazer ışınlarının yolladığı yoğun foton akışı sağlıyor. Geminin gidiş yolunda güneş yelkeni kullanmasının nedeni yalnızca gidiş sırasında yavaşlamak için gereken yakıtı taşıması. Bunun sebebi gemiyi hafifletmek.

Photon Sail Attachment: Güneş yelkeni direği
Propellant: Yakıt
Matter- Antimatter Engine: Madde- Antimadde Motoru
Radiator: Radyatör
 

İkincisi, ISV Venture Star yolculuğunun ilk altı ayında Dünya’ya nispeten yakın olacak ve Güneş’in yörüngesinde dönen uydulardaki dev lazerlerin gücünden yararlanacak. Güneş yelkenini iten dev lazerlerin Güneş’e yakın bir yörüngede olmasının nedeni, gelişmiş güneş panelleriyle güneş ışığından elektrik üretmek. Üretilen elektrik lazer toplarını ateşlemekte kullanılıyor.

Propellant: Yakıt

Matter- Antimatter Engine: Madde- Antimadde Motoru

Thermal Shields : Isı Kalkanları

Tensile Truss: Karbon Nanotüp Kablo

Elbette Güneş’in yörüngesine dev lazer topları yerleştirmek pahalı bir iş. Pandora’ya giden gemilerin Pandora’nın güneşine lazer topu taşıması da mümkün değil, çünkü bunlar çok ağır. Ayrıca Pandora, Dünya gibi gelişmiş bir sanayi gezegeni olmadığı için insanoğlunun Pandora’daki sınırlı altyapıyla orada lazer topu inşa etmesi ve dönüş yolunda da güneş yelkeni kullanması imkansız.

İşte bu sebeple ISV Venture Star yalnızca gidiş yolunda güneş yelkeni kullanıyor. Dönüş yolunda ise hibrit füzyon–antimadde roketlerinden yararlanıyor. Bunun bir avantajı da gidiş yolunda çok az hidrojen ve anti-hidrojen taşıması (yavaşlamaya yetecek kadar hidrojen ve gidişte yavaşlamak, dönüşte hızlanmak için anti-hidrojen).




Antimadde patlaması

Antimadde roketleri çok enerjik, çünkü madde ve antimadde birbiriyle temas ettiğinde tümüyle yok olarak enerjiye dönüşüyor. Oysa ne benzin, ne dizel, ne de nükleer santraller yakıtın tamamını enerjiye dönüştürebiliyor. Bu önümüzdeki elli yılda kullanılması planlanan füzyon roketleriyle bile mümkün değil.

Öte yandan her çıkışın bir inişi var ve bu mantık yıldız gemileri için de geçerli. Bir gemiyi komşu yıldızlara gitmek üzere ışık hızının yüzde 70’ine kadar hızlandırırsanız, saniyede 210 bin km hızla giden bu gemiyi hedefine yaklaşırken yavaşlatmanız gerekir.

Ancak aniden frene basamazsınız. Bugün arabayla giderken önünüze kedi çıktığını ve aniden fren yaptığınızı düşünün. Bir anda ön cama doğru fırlarsınız ve sizi sadece emniyet kemeri korur. Öte yandan saniyede 210 bin km hızla giderken aniden fren yaparsanız sizi hiçbir emniyet kemeri koruyamaz. Hem uzay gemisi hem de astronotlar parçalanır.



Uzay balesi

İşte bu sebeple ISV Venture Star’ın da “yavaş yavaş” yavaşlaması gerekiyor. Bunun için de önce manevra roketlerini kullanarak ters dönmek zorunda (yani önü arkasına gelecek). Ardından füzyon–antimadde roketlerini ateşleyerek yavaşlamaya başlayacak. Geminin saniyede 210 bin km’den saatte 90 bin km’ye yavaşlaması da beş buçuk ay sürecek.

Nitekim Avatar filminde Dünya’dan kalkarak ışık hızının yüzde 70’ine ulaşan ISV Venture Star 5,83 yıl boyunca aynı hızda gidiyor. Ardından beş buçuk ay boyunca roketlerini kullanarak yavaşlıyor (gemi ters döndüğü için astronotlar yine Dünya’daki yerçekiminin 1,5 katını hissediyor).



Ancak işimiz bitmedi. Saatte 90 bin km hızla giderken Pandora gibi bir gezegenin yörüngesine giremezsiniz. Daha da yavaşlamanız lazım. Bunu test etmek için Güneş Sistemi’nin kenarındaki cüce gezegen Plüton’a gönderdiğimiz New Horizons uzay sondasını düşünün.

2006’da fırlatılan New Horizons, Plüton’a 2015 yılında ulaşacak. Üstelik bizden ortalama 5,8 milyar km uzaktaki bu cüce gezegene 9 yıl gibi kısa bir sürede ulaşmak için çok hızlı gitmek zorunda. New Horizons bugün uzayda saatte 84 bin km hızla yol alıyor ve bu hızla güvenli bir şekilde yavaşlaması mümkün değil (bu kadar yüksek hızda yavaşlayacak kadar yakıt taşımıyor).

Bu yüzden Plüton’un yörüngesine giremeyecek ve gökcisminin yanından geçerken sadece fotoğrafını çekmekle yetinecek. Aynı şey Pandora’ya doğru yol alan ISV Venture Star için de geçerli. Füzyon-antimadde roketlerini çalıştırarak daha da yavaşlaması, hızını saniyede 90 bin km’den birkaç bin km’ye düşürmesi lazım.



Hangi motoru ne zaman kullanacak?

İşte bu noktada antimadde roketi kullanmak imkansız. Hem antimadde Dünya’da üretilmesi pahalı olan değerli bir yakıt (yani Pandora’da antimadde üretilmediği için dönüş yolunda gerekli) hem de radyasyona yol açan ve düşük hızlarda gemiyi yavaşlatmak yerine ters yönde hızlandıran enerjik bir yakıt (1 gr antimadde bugün 2,5 milyon dolara mal oluyor).

Habitation Section: Yaşam Modülü
Spin Hub: Yapay Yerçekimi Dönüş Halkası
Hinge: Kapsül Dönüş Keneti (Mürettebat kapsülleri pervane gibi dönüyor)
Engine: Motor
Thermal Shields : Isı Kalkanları
Valkyrie: Valkyrie Mekiği
Cargo: Kargo
Propellant: Yakıt Tankı

Dolayısıyla ISV Venture Star’ın düşük hızlarda kontrollü ve güvenli bir şekilde yavaşlamak için yine “düşük hızlı” bir roket kullanması gerekiyor. Hibrit motor kullanmasının bir sebebi de bu. Böylece hibrit roket sistemini sadece füzyon roketi olarak kullanan ISV Venture Star, hızını saatte birkaç bin km’ye düşürüyor. Ardından motorları kapatıyor ve Pandora’ya doğru deyim yerindeyse vitesi boşa alarak yaklaşıyor ve yavaşça yörüngeye giriyor.


1648 metre uzunluğundaki dev geminin motorlarını önceden kapatmasının bir nedeni de radyasyon tehlikesi. Gerek antimadde destekli füzyon plazması gerekse salt füzyon plazması gama ışınları, X-ışınları ve nötron radyasyonu yayıyor. Bu motorları Pandora’nın yakınında çalıştırmak gezegeni zehirleyen nükleer serpintiye yol açabilir.

Oysa Avatar filminin daha sonra silinen bir sahnesinde geminin antimadde roketlerini Pandora yörüngesinde çalıştırdığını görüyoruz. Antimadde motorlarının termonükleer bombaların ateş topundan daha sıcak ve parlak olduğunu, üstelik ozon tabakasını delecek ve canlıları kanser yapacak güçlü gama ışınları yaydığını hesaba katarsak bu akıl kârı değil. Belki de sahneyi filmden bu sebeple çıkardılar.



Gelelim işin özüne

Yazıda bu noktadan itibaren gerçek bir yıldız gemisi inşa etmeye kalktığımız zaman karşılaşacağımız teknik sorunları inceleyeceğiz. Kısacası şunu soruyoruz: Geleceğin teknolojisi ile ISV Venture Star gibi bir yıldız gemisi inşa edebilir miyiz? Yoksa bunu yapmak gelecekte bile imkansız mı?


Önce ISV Venture Star’ın 3 farklı motor kullandığını söyleyelim.

1) İki hibrit füzyon-antimadde roketi

2) Bir güneş yelkeni

3) Gezegen manevraları için salt füzyon roketi modu


Yıldız gemisi maksimum hıza ulaşmak için güneş yelkenini kullanıyor. Gidiş yolunda maksimum hızdan yavaşlamak ve dönüş yolunda Dünya’ya doğru hızlanmak için (1) numaralı sistemi kullanıyor (giderken hem gidiş–dönüş antimadde yakıtını –anti-hidrojen– hem de sadece gidişte yavaşlamak için gereken hidrojen yakıtını taşıyor. Sonuçta antimadde roketleri madde ve antimaddeyi çarpıştırarak çalışıyor).

Son olarak, gidiş yolunda Pandora’ya yaklaşırken yavaşlamak için (1) numaralı sistemi yalnızca füzyon roketi modunda çalıştırıyor ki bu da (3) numaraya karşılık geliyor. (3) numara Pandora’ya birkaç milyon km kala devreye giriyor ve birkaç yüz bin km mesafede füzyon modunda çalışan roketler kapatılıyor.



Dönüş yolu

Dönüş yolunda güneş yelkeni yerine hibrit roketlerle hızlanan ISV Venture Star, hızlanmak için gereken antimaddeyi yanında taşıyor ama dönüşte gereken maddeyi (hidrojen gazını) Pandora’nın yörüngesinde döndüğü gaz devi Polyphemus’tan çekiyor.

Yıldız gemisi Dünya’ya 5,5 ay kala ters dönüyor ve güneş yelkenini açıyor. Bu kez Güneş yörüngesinden ateşlenen lazerlerin foton akışı yelkeni şişirerek gemiyi yavaşlatıyor. Gemi Dünya’ya yaklaşırken füzyon motoru bile kullanmıyor. Yalnızca güneş yelkeniyle yavaşlıyor.


Antimadde roketi kullanmak kolay mı?

Hiç değil. Çünkü antimadde motorları çok enerjik, çok sıcak ve çok büyük radyasyon yayıyor. Gemiyi parçalamadan, yakmadan ve kavurmadan bu motorları kullanmak çok zor, belki de imkansız. Şimdi bunu açıklayalım.

Pressurized: Basınçlı Tünel
Dock: Rıhtım
Habitation: Yaşam Modülü
Valkyrie: Valkyrie Mekiği

Resimde gördüğünüz gibi ISV Venture Star bir ucunda kargo ve yaşam modülü ile radyasyon–darbe kalkanı, diğer ucunda ise radyatör çatalı olan ince uzun bir gemi. Geminin iki bölümünü 1000 metre uzunluğunda nispeten ince bir kablo birbirine bağlıyor ama bu kablonun genişliği belki 10 metre.


Ancak bu kadar kalın ve gemiye göre bu kadar ince ve uzun olan bir kablo aynı zamanda nasıl bu kadar hafif olabilir? Üstelik hızlanma sürecinde ve yüksek hızda yapılan manevralar sırasında gemiden kopmadan ya da geminin modüllerine tel gibi sarmadan gergin halini nasıl koruyabilir?

İşin sırrı kablonun üretildiği malzemede: Bu malzeme uzay asansörleri yazısında belirttiğimiz gibi karbon nanotüplerden üretilmiş bulunuyor. Karbon nanotüpler, karbon atomlarından üretilen gerçek bir malzeme. Bugün laboratuarda günlerce ve haftalarca çalışarak 30 cm uzunluğunda karbon nanotüpler üretebiliyoruz, ancak bunlar atom kalınlığında.

ISV Venture Star için ise 1648 metre boyunda ve bu gemi için birkaç metre kalınlığında bir karbon nanotüp kablo üretmek zorundayız. Bu şimdilik mümkün değil ama gelecekte, 30 – 60 yıl içinde mümkün olacak. Karbon nanotüpler plastikten daha hafif, çelikten daha güçlü ve aynı zamanda füzyon roketi egzozu gibi inanılmaz sıcaklıklara kısmen dayanabiliyor. Yalnız atom kalınlığındaki bu tellerden kalın bir kablo üretmek için milyonlarcasını saç gibi sarmak gerekiyor.


Ancak termonükleer bombaların ateş topunun sıcaklığının 10 milyon dereceye ulaştığını unutmayalım. Güneş’in çekirdeğindeki yüksek basınca rağmen füzyon reaksiyonları 15 milyon derecede gerçekleşiyor.

Dünya’da bu kadar yüksek bir basınç üretmemiz imkansız ve bu yüzden deneysel füzyon reaktörlerinde sadece 1 saniye için füzyon gerçekleştirebiliyoruz (yani hidrojen atomlarını kaynaştırıp helyum atomu üretiyor ve bu sırada müthiş bir enerji açığa çıkarıyoruz).


Elbette bu şartlar altında nispeten düşük basınçta ve 15 ila 100 milyon derece sıcaklıkta çalışmak zorunda kalıyoruz. Gelecekteki teknolojilerle füzyon sıcaklığını düşürdüğümüzü varsayalım; ama işin içine antimadde roketlerini kattığımızda yine milyonlarca derece sıcaklıktaki egzoz gazından (roket egzozu) bahsediyoruz.

Karbon nanotüplerin bile bu kadar yüksek sıcaklıklara dayanması imkansız. Peki ne yapabiliriz? 2 seçenek var. 1) Roketlerin alevini gemiden yanlara doğru veririz. Böylece alevlerin çıkış yönü biraz dışarıya bakar ve bu da motorların verimini azaltarak geminin hızlanmasını biraz yavaşlatır; ama hiç değilse geminin yanmasını önlemiş oluruz.

2) Roketlere yakın bölgede karbon nanotüpleri inşaat iskelesine benzeyen ekstra bir iskelet ile destekleriz. Bu sistem hem ağır yakıt tanklarının önünde kabloyu güçlendirir hem de kablonun roketlere yakın kısmına ısıyı ve ışığı yansıtan aynalar yerleştirmemizi sağlar. İskelenin roketlere bakan kısmına süper yansıtıcı malzemelerden üretilen aynalar yerleştirirsek kablonun yanmasını önleriz.



Radyatörler

ISV Venture Star’ın iri dişli ince uzun bir çatala benzediğini söylemiştik. Aslında geminin çatal kısmı, geminin ön kısmı! Bunun neden böyle olduğunu sonra anlatacağız, ama önce dev çatal dişlerinin iki büyük radyatör olduğunu söyleyelim. Gelecekte geliştirilecek süper seramiklerden üretilen bu radyatörler, resimde gördüğünüz gibi sıcaktan kırmızı kırmızı parlıyor. Peki neden?

Çünkü ISV Venture Star, Pandora’ya doğru yavaşlarken hibrit füzyon-antimadde roketlerini ateşliyor. Bu da geminin aşırı ısınmasına yol açıyor. Radyatörler bu ısıyı uzaya vererek gemiyi soğutuyor. Uzayda atmosfer yok, bu yüzden gemiyi klimayla soğutmak imkansız.

Antimadde roketlerini soğutmak için gereken enerjinin yetersiz olması bir yana, uzay boşluğunda gemiyi soğutmanın tek yolu termal radyasyon. Kısacası gemi kendi kendine soğumak zorunda. Filmde bunu görüyoruz. ISV Venture Star motorlarını kapattıktan ve Pandora’nın yörüngesine girdikten sonra radyatörler iki hafta boyunca kor kırmızı parlıyor!



10 milyon derece ve daha fazla

Bunu ben değil, fizikçiler söylüyor. Nitekim fizik mezunu bir üniversitelinin videosunu yazının sonunda bulabilirsiniz. E=mc2 formülünden yola çıkan dostumuz, ISV Venture Star’ın roketlerinin saniyede 1600 Hiroşima atom bombası gücünde çalışması gerektiğini hesaplamış ve özetle “böyle bir enerjiye dayanan yanma odası yoktur” diyor.

Ona göre bunlar antimadde roketleri değil, antimadde bombasıdır ve çalıştırırsak gemiyi içindekilerle birlikte yüzlerce megaton gücündeki bir nükleer patlamayla yok edecektir. Hatırlatalım: Dünyanın en dayanıklı metallerinden biri olan titanyumun erime sıcaklığı 1650 derece, Dünya’nın çekirdeğinin sıcaklığı 5500 derece, Güneş’in yüzey sıcaklığı 6000 derece ve termonükleer bombaların sıcaklığı 10 milyon derece.

Antimadde roketleri en az bu kadar sıcak olacak ve Evren’de bu sıcaklığa dayanıklı olan bir madde yok. Öyleyse antimadde roketi yapamaz mıyız? Buna daha yakından bakalım.



Neden antimadde roketi?

İleriki haftalarda ele alacağımız gibi 50 yıl içinde bir füzyon roketi imal edebiliriz. Bunlar antimadde roketlerinden daha düşük sıcaklıkta çalışan nispeten güvenli motorlar. Füzyon roketleri ile bir gemi iki ayda ışık hızının yüzde 5 ila 8’ine ulaşabilir. Yüzde 8 teorik olarak maksimum hız.

Füzyon motoru yakıtının tamamını enerjiye çeviremiyoruz. Ürettiğimiz enerjinin tamamını da işe çeviremiyoruz, yani yıldız gemisini itmekte kullanamıyoruz. Bu yüzden hızımız düşük. Teorik olarak maksimum hız saniyede 24 bin km!

Ancak motorların aşırı sıcak olacağını hesaba katarak pratikte hızımızı ışık hızının yüzde 5’i olarak hesaplayalım; yani kendimizi saniyede 15 bin km ile sınırlayalım. Bu hızla Pandora’ya 6-7 yılda gidemeyiz. Oysa antimadde roketleri çok hızlı. Antimadde roketleri ile ışık hızının yüzde 70’ne ulaşabiliriz.


Neden ışık hızının yüzde 90’ı değil?

Anti–hidrojen ve hidrojeni bir araya getirdiğimizde ikisi birbirini yok ederek saf enerjiye dönüşüyor. Bu açıdan Dünya’nın en verimli roketleri antimadde roketleridir. Ancak bunu yüzde 90 veya yüzde 99 verimlilik olarak düşünmeyin. Evet, antimadde patlamasıyla çok büyük miktarda enerji üretiyor ve verimlilik kaybını önemli oranda telafi ediyoruz ama büyük verimlilik kaybı var.

Antimadde patlaması sırasında yüklü ve yüksüz pionlar (pi mezon denilen parçacıklar), nötrinolar ve gama ışınları üretiliyor. Aslında patlamada açığa çıkan enerjinin yüzde 30 ile yüzde 40’ı bu parçacıkları oluşturmaya gidiyor. Nötrinolar maddeyle pek etkileşime girmediği için yıldız gemisini itmiyor. Geriye enerjinin yüzde 60’ı ile gemiyi itmeye çalışmak kalıyor.

Oysa gama ışınları fotonlardan oluşuyor. Işığı oluşturan fotonların da durağan kütlesi yok. Ancak momentumun korunumu yasası gereği fotonların enerjisinin yarısını gemiyi itmekte kullanabiliriz. Bu yüzden saf antimadde roketleri kullanmak mümkün değil. Saf antimadde roketleri en yüksek enerjiyi üretiyor, ama bu enerjinin pek azını gemiye transfer edebiliyor ve yıldız gemisini itmekte kullanabiliyoruz.




Bize hibrit motor gerek

ISV Venture Star’ın hibrit motor kullanmasının sebebi bu. Saf antimadde roketi yerine füzyon roketinin çıkardığı plazma halindeki egzoz gazına antimadde enjekte ediyor. Ek patlama turboşarjlı kamyon motoru gibi roketin enerjisini ve itiş gücünü arttırıyor.

Bu noktada, neresinden baksanız birkaç milyon derecelik bir sıcaklıktan söz ediyoruz ve elbette yoğun X-ışınları ile gama ışınları üretiyoruz. Bu kadar sıcak bir roketi erimekten ve gemiyi yok etmekten korumanın tek yolu nötron yıldızı gibi süper güçlü manyetik alanlar yaratmak.


Avatar filminde anlatılan ve filmin başında kısa bir süre için gösterilen oda sıcaklığındaki süperiletkenler işte bu işe yarıyor. Soğutma sistemine gerek olmayan, ek enerjiyi gerektirmeyen ve hafif olan süperiletkenler hibrit füzyon-antimadde roketinin sıcak plazmasını motorun içinde güvenli bir şekilde hapsediyor ve egzozu geminin parçalarına temas etmeden uzaya püskürtüyor.

Ancak burada bir sorun var: Bu kadar güçlü bir manyetik alan üretmek için ek enerji ve ek yakıt lazım. Geminin uzay yolculuğunda çalışması için de enerji lazım (yaşam destek sistemleri, bilgisayarlar vb. elektrik kullanacak). Kısacası süper güçlü manyetik alanlar üretmek, geminin daha çok yakıt taşımasını gerektirecek. Daha çok yakıt ise daha ağır olması ve daha çok yakıta ihtiyaç olması demek (kısır döngü).

Üstelik süper güçlü manyetik alanların gemideki bilgisayarları bozması ve insanları öldürmesi tehlikesi de var. İşte bu yüzden Avatar’daki gemi ne kadar gerçekçi bir tasarım olursa olsun, fizik biliminde devrimsel bir gelişme olmadığı takdirde bu tür bir gemi inşa etmemiz mümkün değil. Bunu gelecekte de yapamayacağız, çünkü süper sıcak antimadde roketlerini patlamadan kontrol etmemiz imkansız.




Macera devam ediyor

Yine de Avatar filmindeki ISV Venture Star’ı yabana atmayalım. Bilimsel olarak ışık hızının yüzde 70’iyle giden bir gemi inşa edemeyiz ama ışık hızının yüzde 5’i ile giden yıldızlar arası uzay sondaları ve yıldız gemileri inşa edebiliriz. ISV Venture Star bunun için gereken bütün teknolojileri bize sağlıyor, yani önümüzdeki 50 yılda gerçekçi olarak neler yapabileceğimizi örnekliyor.

Bunlardan biri de uzay kalkanı. Uzay kalkanı saniyede 15 bin km hızla giden bir gemiyi uzaydaki kozmik ışınlardan ve yüksek hızlarda geminin gövdesini delecek olan toz parçacıklarından korumak için kullanılıyor.

Resimde gördüğünüz gibi ISV Venture Star’ın yaşam modülünün hemen önünde bir uzay kalkanı var. Bu aslında dört katmanlı bir kalkan. Neden dört katmanlı olduğuna gelince, yüksek hızlarda kozmik ışınları ve toz parçacıklarını durdurmak için tek bir kalın kalkan yapmak zor (hem ağır hem de karbon nanotüp kablonun bu ağırlığı taşıması zor).



Kozmik ışınlar

Bugün yapılan araştırmalar uzayda insanlı yolculukları birkaç ayla sınırlıyor (ideal olarak tek yönde üç aylık yolculuk süresi). Gerek güneş rüzgarı gerekse Evren’in derinliklerinden gelen kozmik ışınların yol açtığı radyasyon ölümcül tehlike yaratıyor.

Gerçi Dünya yörüngesinde pek sorun yok. Uluslararası Uzay İstasyonu, Dünya’nın manyetik alanı tarafından korunuyor. Güneş rüzgarının yol açtığı zararlı parçacık fırtınası için istasyonda bir “fırtına sığınağı” da var.

Öte yandan uzayın derinliklerinde hızla giden bir gemi kendi kozmik ışınlarını yaratacaktır. Çünkü saniyede 15 bin km ile uzaydaki az sayıda atoma ve toz parçacığına çarpacaktır. Dünya yörüngesindeki toz parçacıkları ile küçük uydu enkazlarının uzay istasyonuna, uzay mekiklerine ve diğer uydulara zarar verdiğini biliyoruz. Bunlar gemiye mermi hızıyla çarpıyor.




Kozmik atış poligonu

Saniyede 15 bin km hızla giden bir gemi ise uzay boşluğundaki atomlara çok daha hızlı çarpacak ve bunlar hem radyasyona yol açacak hem de gemide bomba etkisi yaratacak. Her ne kadar saniyede 210 bin km hızla giden hayali ISV Venture Star gemisi kadar olmasa da bu durum uzun yolculuklarda füzyon roketli bir geminin gövdesi ve mürettebat için sorun oluşturacak.

Dört katmanlı kalkanda yer alan ilk katman parçacıkları ve toz taneciklerini kısmen durduruyor, onları parçalıyor ve bu süreçte kalkanın kendisi de aşınıyor. Ancak süper yansıtıcı bir maddeden yapılan ön yüzey zararlı ışınların büyük kısmını saptırıyor. Geriye kalan parçacık yağmuru da alt katmanlar tarafından durduruluyor. Pilot kabinleri ile dondurulmuş mürettebatın bulunduğu yaşam modülü ise tedbir amaçlı en iç kalkan tarafından korunuyor.


Bu arada şunu da ekleyelim: Filmde görülmüyor ama ISV Venture Star’ın iki ucunda da birer kalkan olmalı. Çünkü gemi hızlanırken kalkan kullanması gerek. Ayrıca ters dönüp yavaşlarken diğer ucunda da bir kalkan olması şart. Aynısı göreli yavaş giden bir füzyon roketi için de geçerli.

Bu kalkan sadece hızlanırken açılacak. Deyim yerindeyse binadan aşağı ip gibi salınacak. Öyle ki kalkanın en dış katmanı gemiden binlerce km uzakta yer alacak. Böylece ilk kalkana çarpan zararlı ışınlar ve tehlikeli patlamaların etkisi aralarında yüzlerce kilometre olan 4 kalkan katmanı tarafından gemiye ulaşmadan önce sıfırlanacak.




ISV Venture Star’da metal yok

Filmde anlaşılmıyor ama bu geminin ön kısımları titanyum, demir, çelik ve alüminyum gibi metallerden yapılmadı. Bunun yerine kompozit malzemelerden üretildi. Kompozit kullanılmasının birinci sebebi elbette bunun hafif olması ama ikinci sebep kozmik ışınlar.

Kozmik ışınların kaynağını tam olarak bilmiyoruz fakat yüksek enerjili protonlar ve atom çekirdeklerinden oluşan kozmik ışınların süpernova patlamalarından kaynaklandığını düşünüyoruz (uzayda yüksek hızda yol alan bir gemi boşluktaki atomlara kafadan çarparak benzer bir etki yaratabilir).

ISV Venture Star’ın kargo ve yaşam bölümü gelişmiş kompozit malzemelerden üretilmiş bulunuyor. Geminin bu bölümünde hemen hiç metal kullanılmıyor. Bunun sebebi kozmik ışınların metale çarpıp ek radyasyon üretmesini önlemek.



Yansıtıcı ayna

Bu noktada ISV Venture Star’ın motorlarının gemiyi arkadan itmediğine dikkat etmemiz gerekiyor. Motorlar geminin önünde yer alıyor (sanılanın aksine yaşam modülleri ve kaptan köşkü geminin kıç tarafında. Radyatörler, motorlar ve yakıt tankları da geminin ön tarafında). Peki, neden böyle bir düzenleme yapılmış olabilir?

Saniyede 15 bin km hızla yol alan bir füzyon roketi bile Dünya yörüngesine saatte 28 bin km hızla oturan bir uzay mekiğinden çok daha hızlı gidiyor. Roketler gemiyi arkadan itseydi aracın parçalanmasını önlemek için ekstra iskelet gerekirdi. Eiffel Kulesi’ne benzeyen bu iskelet geminin ağır olmasına ve hızının düşmesine yol açardı.

Karbon nanotüp kablodan yapılan bir gemi ise çok hafif olur. Bu geminin motorlarını aracın önüne yerleştirebiliriz. Böylece motorlar çalışırken gemiyi önden çeker (tıpkı bir traktörün römorku çekmesi gibi). Karbon nanotüpler gibi göreli kırılgan bir kablo kullanıldığında, “önden çekişli” bir gemi hızlanma ve yavaşlama açısından çok güvenli bir modeldir.



Işık yansıması

Yansıtıcı ayna tam bu noktada devreye giriyor. Bu ayna aslında güneş yelkenlerinden kaynaklanan bir tehlikeyi önlemek için gerekli: Tahmin edebileceğiniz gibi geminin ön tarafındaki radyatörlerin arasında güneş yelkeninin takıldığı bir direk var. Güneş’in yörüngesindeki uydulardan gelen lazer ışınları bu yelkeni alttan itiyor, ama kullanılan süper lazerler Yıldız Savaşları’ndaki Ölüm Yıldızı gibi tehlikeli.

Geminin kıç tarafında yer alan yaşam modülünün önündeki 4 katmanlı kalkan (Dünya’dan giderken kıç tarafta kaldığı için tek kat halinde katlanmış olan kalkan) yaşam modülünü koruyacak şekilde gölge yapıyor. Bu arada fotonların momentumunu güneş yelkenine ve gemiye aktarmanın zor olduğunu anımsayalım.


Fotonlardan yeterli itiş gücü elde edebilmek için geminin yelkeni belki 16 km genişliğinde olacak ve süper yansıtıcı bir malzemeden üretilecek. Elbette bu da yelkenin lazer ışınları alttan vurduğunda gemiyi ayna gibi aydınlatması anlamına geliyor. Yelkenden yansıyan ışığın kıç taraftaki yaşam modülünü yakmasını önleminin yolu ise bu modülün önündeki kalkanı aynı zamanda bir ayna olarak kullanmak; yani kalkanın modüle ve yelkene bakan iç yüzeyini aynalarla kaplamak.

Bu aynalar güneş yelkeninden yansıyan ışığı yelkene geri yansıtarak hem hızlanmayı arttırıyor hem de geminin modüllerini yanmaktan koruyor. Modüllerin geminin baş tarafındaki roketlerden uzak olmasının sebebi ise modülün yanmasını önlemek için araya mesafe koymak. Bu durum güneş yelkeni açıldığı zaman da geçerli. Yaşam modülü motor bölümünden uzak olmalı.


Geminin yapısı

Bu bölümde ISV Venture Star’ın geri kalan bölümlerini anlatıyor ve aynı zamanda geminin bir şemasını sağlıyoruz.



1) Lazer, Radyasyon ve Darbe Kalkanı

2) Radyatörler

3) Yakıt Tankları

4) Güneş Yelkeni

5) Valkyrie uzay mekiği kenetlenme istasyonu ve kargo bölümü

6) İnsan dondurma hücreleri

7) Pilot kabini ve mürettebat yaşam alanı



Marifetli güneş yelkeni

16 km genişliğinde olan ve ışığın yüzde 99’undan fazlasını yansıtan bu güneş yelkeni (aslında lazer ışınlarıyla çalıştığı için teknik adıyla foton yelkeni), gemi Pandora’ya doğru ters dönüp yavaşlamaya başladığı zaman uçan robot sondalar tarafından yerinden sökülüyor ve katlanıp depoya kaldırılıyor. Kullanılmayan yelken geminin kıç tarafındaki kargo bölmesinde saklanıyor.

Süper hafif yelken kargo bölmesinde buruşmasın diye molekül inceliğindeki mini askılara asılıyor. Gemi Dünya’ya giderken ters döndüğü zaman, robot sondalar yelkeni çıkarıp tekrar yerine takıyor ve yelken açılınca Güneş’ten gönderilen lazer ışınları yelkeni aydınlatıp gemiyi yavaşlatıyor.


Doğrusu bu zor bir manevra. Öncelikle roket motorlarını kapatıp geminin soğumasını beklemek gerek. Bu da iki hafta sürecektir. Elbette gemi bu sırada fark edilir ölçüde yavaşlamaz. Uzayda yerçekimi olmadığı için yavaşlaması mümkün değil. Motorlar çalışırken veya henüz soğumadan bu işlemi yapmak ise intihar olur. Robotlar ve yelken yanar.

Geminin küçük manevra roketleriyle ters dönmesi ise o yüksek hızda ne kadar güvenli bilmiyorum. Ancak yelkenin sökülmesi veya takılmasıyla birlikte geminin ters dönerek yavaşlamaya başlaması birkaç haftayı alacaktır (radyatörlerin de soğumasını beklemek gerekecek).



İnsanları donduracaklar

Öncelikle bugün insanları canlı canlı dondurmak mümkün değil. Vücudumuzdaki su donunca buzlar genişliyor ve hücre zarını parçalayarak insanı öldürüyor. Ancak ileride bunun mümkün olduğunu düşünebiliriz. Peki bunun bize ne yararı olur?

Dondurulan insanlar yemek yemeyecek, oksijen tüketmeyecek ve elbette tuvalete gitmeyecek. Bu da yol boyunca taşınacak erzak miktarını azaltmamızı ve enerjiden tasarruf etmemizi sağlayacak (böylece gemiyi hafifleteceğiz).

İkincisi, Pandora’ya gidiş-dönüş yolculuk 13 yıl sürüyor. İnsanların her seferinde 8 yıl yaşlanmasını önlemek için dondurma sistemi kullanmak zorundayız (ışık hızına yakın hızda gittikleri için bize göre 13 yıl değil, sadece 8 yıl yaşlanacaklar).


Sanal gerçeklik

Tabii bir de psikolojik sorunlar var. Dondurulmuş insanlar 6 yıl 9 ay boyunca geminin içinde sıkıntıdan patlamayacaklar. Bunu önlemek için insanları dondurmak yerine Matrix tarzı bir sanal gerçeklikte yaşatabiliriz ama bu durumda da yolcuların beslenmesi gerekir ve vücutlar yaşlanırdı.

Bunun dışında bir de yerçekimi eksikliği var. ISV Venture Star, ilk beş buçuk aydaki hızlanmanın ardından yavaşlama aşamasına kadar uzayda hızlanmadan, yani mevcut hızını koruyarak yol alacak. Dolayısıyla gidiş ve dönüşte yaklaşık 12 yıl boyunca gemide ağırlıksız ortam olacak. İnsanların bu kadar uzun süre yaşaması mümkün değil. Yerçekimsiz ortamda 1 yıl kalan astronotlar kas ve kemik erimesine maruz kalıyor (kemikler kalıcı olarak yüzde 14 oranında zayıflıyor).

Bunu önlemenin tek yolu gemide yapay yerçekimi üretmek. ISV Venture Star da bu sistemi kullanıyor, ancak gemi her seferinde mürettebata ek olarak iki yüz yolcu taşıyor. Biz de bu kadar çok insanı barındıran bir yerçekimi modülü inşa edemeyiz. Çok ağır ve bir uzay istasyonu kadar pahalı olur.




Mürettebat problemi

Geminin mürettebatı elbette dondurulmuyor. Mürettebat geminin burnunda pervane şeklinde dönen iki modülde bulunuyor. Bu modüller hızlanma dışında yapay yerçekimi yaratmakta kullanılıyor. Her modül Ay’a giderken kullanılan büyük bir Apollo kapsülüne benziyor.

Ayrıca mürettebat gidiş-dönüş 13 yıl süren yolculuk sırasında (zamanın yavaşlaması nedeniyle sadece 8 yıl yaşlansa bile) vardiyalı olarak çalışıyor; yani yolculuğun yarısında iki kişi uyanıkken diğer iki kişi kendi özel dondurma kabinlerinde uyuyor (böylece yolun yarısını uykuda geçirerek, 8 yıl yerine 4 yıl yaşlanıyorlar).


Geminin kıç tarafındaki yaşam modülüne birer pervane kanadıyla bağlı olan mürettebat kapsülleri “pervanenin iki ucunda” karşı ağırlık oluşturarak yaşam modülünün çevresinde dönüyor. Ancak bunu hızlanma sırasında yapmak imkansız.

Hızlanma sırasında gemi zaten yerçekiminin 1,5 katı çekim üretiyor ve ileri hareket mürettebat modüllerinin kanatlarının gemiden iki yana açılıp yaşam modülünün çevresinde pervane gibi dönmesini önlüyor. Tabii gemi hızlanmayı kestikten sonra, mürettebat kapsülleri yaşam modülünün iki yanındaki kızaklardan ayrılarak pervane kanadı gibi açılıyor ve dönmeye başlıyor.

Öte yandan 100’ü aşkın yolcunun dondurulduğu uyutma sistemleri bozulursa geminin yaşam destek sistemleri ve erzakı herkese yetmeyeceğinden, yolcuların ötenazi ile öldürülmesi gerekiyor. Bu acımasız yöntem gelecekte yıldızlara giden bütün astronotların karşılaşacağı bir risk olacak.



Geminin farklı bölümleri

1-Motorlar, yakıt tankları, radyatörler. Yakıt tankları dondurulmuş hidrojen içeriyor ve yakıtın ısınıp gaz halinde genleşmesini önlemek için tümüyle izole edilmiş bulunuyor. Radyatörler motorları soğutuyor.

2-Karbon nanotüplerden üretilen kablo geminin kıç ve baş tarafını birbirine bağlıyor. Hızlanma ve yavaşlama sırasında titremeyecek kadar sert olsa da bu kablo yeteri kadar esnek ve hafif. Roketlere yakın kısmı yansıtıcı termal kalkanlarla korunuyor.

3- Kargo bölmesindeki konteynırlar her biri dört modülden oluşan dört sıra halinde taşınıyor. Konteynırları taşıyan bu 16 modülün her biri altı kargo kapsülünden oluşuyor. Kargo modülüne bağlı mekiklerin her biri iki kapsül ve 100 kişi veya yolcu olmadan maksimum altı kapsül taşıyabiliyor. Pandora’ya iniş yapacak mekikler için raylı robot kol yükleme sistemi kullanılıyor.

4-Valkyrie mekikleri yaşam modülüne karbon nanotüp kablonun içindeki bir tünelle bağlanıyor.
5-Yaşam modülündeki üç büyük bölme yolcuları ve yolcuların kullanacağı avatarların bulunduğu tankları içeriyor. Avatarlar kalkışta ağırlık yapmasın diye yolculuk sırasında klonlanıyor ve tanklarda gelişiyor. Bu modülde robot sondalar ve mürettebat için bakım tünelleri ile uzayda onarım amacıyla kullanılan hava kilitleri bulunuyor.

6-Modüllerin arkasında ise kıç taraftaki aynadan hemen önce gelen bir halkanın etrafında pervane gibi dönen iki mürettebat kapsülü bulunuyor. Mürettebat kapsüllerinden yaşam modülüne geçmek kolay. Kapsülleri modüle bağlayan kanatların içinde tüneller var. Hızlanma sırasında bu kapsüller kablolarıyla birlikte katlanıyor ve geminin yanında boylamasına hizalanıyor.

7-Ayna ve Kalkan: Bu ikili sistem hem yaşam ve kargo modülünü güneş yelkeninden yansıyan ışıktan koruyor hem de yavaşlama esnasında geminin kıç tarafı öne baktığı için modülleri gemiye çarpan kozmik radyasyondan koruyor.



Uzayda yolunu nasıl buluyor?

Bu noktada üç farklı teknoloji kullanılıyor.


1-Uzak mesafede yıldızların konumunu üçgenleme yöntemiyle saptama (teleskop).
2-Güneş sisteminde gezegenleri bulmak için teleskop ve radarla navigasyon.
3-Pandora’nın yörüngesinde harita çıkarmak ve yer gözlem için hassas kameralar ile sentetik açıklıklı yan radar sistemi.

İletişim

ISV Venture Star’ın Pandora’dan Dünya ile iletişim kurması çok zor. Sinyallerin ışık hızında Dünya’ya ulaşması ve geri dönmesi 13 yıl alıyor. Oysa gemi Pandora’da sadece 1 yıl kalıyor. Bu sebeple Dünya ile kısa mesafelerde iletişim kuruluyor. Bunun dışında gemi uzayda yalnız kalıyor ve ancak hedefine vardığı zaman Pandora’daki üsle bağlantı kurabiliyor.

Güneş yelkeni için kullanılan lazer ışınlarının yüzde 0,1’i geniş bant internet iletişimine ayrılıyor. Gidiş yönünde hızlanma sırasında Dünya ile böyle iletişim kuruluyor. Bu elbette tek yönlü iletişim. Dünya’nın mesajı gemiye maksimum beş buçuk ayda ulaşıyor. Pandora’ya doğru yavaşlama aşamasında bu kez Pandora aynı sürede gemiyle tek yönlü iletişim sağlıyor.


Gemi bir gezegene birkaç yüz bin km uzaklıktayken kendi atımlı lazer ışını sistemiyle geniş bant internet bağlantısı da kurabiliyor. Elbette mesafe arttıkça bit hızı düşüyor. Gemi Pandora veya Dünya yörüngesinde radyo dalgalarıyla telsiz bağlantısı kuruyor. Bu noktada lazer sistemi lazer radarı olarak (LIDAR) gezegeni taramakta kullanılabiliyor.

Gemi ışık hızının yüzde 70’i ile giderken kuntum dolaşıklığı ile bağlantı kuruyor (Karşılıklı iletişim hızı yine de ışık hızını aşamaz. Ancak, kuantum dolaşıklığı ile uzun mesafede neredeyse anlık tek yönlü iletişim kurmak mümkün olabilir).1


Ne yiyor, ne içiyorlar?

Mürettebat haricinde yolcuların yolculuk sırasında dondurulduğunu biliyoruz. Ancak Pandora yörüngesinde yolcular uyanıyor. Mürettebatın da yolculuk sırasında beslenmesi, su içmesi, yıkanması, nefes alması gerekiyor. ISV Venture Star gibi bir yıldız gemisinde maksimum verimlilik için gelişmiş geri dönüşüm sistemleri kullanılıyor.

Örneğin, oksijen insanlar nefes aldıkça karbondioksitle kirlenen havadan filtre ediliyor. Bu süreçte atmosferde biriken zehirli kimyasallar da temizleniyor. Havadaki su buharı da filtre edilerek arıtılıp içme suyu olarak kullanılıyor.

Buharlı arıtma sistemi ise idrar ve katı vücut atıklarından içme suyu elde etmeye yarıyor. Katı atıkların kurutulan ve sterilize edilen, yani mikroplardan arındırılan artıkları ise hidroponik bahçelerde gübre olarak kullanılıyor. Bu bahçelerde taze meyve ve sebze yetiştiriliyor. Bu da mürettebatın dondurularak kurutulan hazır paket yemeklerini besleyici gıdalarla zenginleştirmesini sağlıyor.



Kargo

1648 metre uzunluğundaki ISV Venture Star, büyük hacimli yakıt tanklarıyla birlikte yaklaşık 400 metre uzunluğundaki bir Amerikan uçak gemisinden en az 10 kat büyük bir gemi. Ancak sanılandan çok daha hafif olan bu geminin kapasitesi 350 ton ve yaklaşık 200 yolcu ile sınırlı.

Dolayısıyla, yazının sonundaki videoda anlatılandan oldukça hafif olan geminin daha küçük ve belki de daha kullanışlı antimadde roketleriyle çalıştığını hayal edebiliriz. Her durumda başka bir yıldıza 350 ton kargo ve 200 kişi göndermek büyük bir başarı. Özellikle de her biri 40-50 ton yük taşıyabilen iki uzay mekiğini, avatarları ve bakım-onarım robotlarını da hesaba katarsak.

Bu başarı aynı zamanda 50 yıl içinde inşa edilecek olan füzyon motorlu yıldız gemileri için de bir örnek oluşturacak; çünkü ISV Venture Star, Avatar filmi için havacılık ve uzay mühendisleri tarafından tasarlandı.



Sonuç

Gerçek Atılgan inşa edebilir miyiz ve gerçek bir yıldız gemisi neye benzer sorularına yanıt aradığımız 4 bölümlük yazı dizimiz burada sona eriyor. Görüyoruz ki 2100 yılına kadar yapabileceğimiz en iyi şey maksimum 100 kişi ile 150 ton kargo taşıyan ve füzyon roketleriyle ışık hızının yüzde 5’ine erişebilen bir gemi inşa etmek. Bu gemiyle komşu yıldızlara insanları dondurarak 100 yılda ulaşabiliriz.

Ancak füzyon roketleri aynı zamanda güneş sisteminde de kullanılacak. Bu tür gemilerle Jüpiter’e 9 yıl yerine iki ayda gidebiliriz. Hatta Plüton’a altı aydan kısa sürede ulaşabiliriz. Elbette kısa sürede yavaşlamak için ışık hızının yüzde 5’inden daha yavaş gitmek zorundayız, çünkü yavaşlamak için yakıt taşımak da bir sorun.



Dünya’daki teknolojik gelişmelerin gidişatı dev lazerler inşa edip bunları Güneş’in çevresine yerleştirmenin pek mümkün olmadığını gösteriyor. Teknoloji farklı bir yöne gidiyor ve bu bağlamda füzyon roketleri geliştirmek çok daha ucuz ve hesaplı. Elbette güneş sisteminde astronotları Satürn’e kadar dondurmaya gerek yok. Standart radyasyon kalkanları birkaç kişilik mürettebatı kozmik ışınlardan rahatlıkla koruyabilir.

Daha uzaktaki Uranüs ve Neptün’e ise robot sondalar gönderebiliriz. Zaten Uranüs atmosferinden ikinci kuşak füzyon reaktörleri için Helyum-3 çekmemiz gerekiyor. Bu da bize nötron radyasyonuna yol açmayan temiz ve güvenli füzyon enerjisi sağlayacak. İnsanlı yolculuklar ise sadece keşif ve turistik amaçlı olacak. Bunun dışında güneş sistemini robotlar keşfedecek, robotlar asteroitlerden maden çıkaracak veya asteroitleri getirip Ay yörüngesine park edecek.

Işık hızının yüzde 70’i ile giden ISV Venture Star gemisi bir hayal ama bu gemide kullanılan diğer teknolojiler şimdiden geliştiriliyor. Bu konuyu antimadde ve füzyon motorlarını anlatan ayrı bir yazı dizisinde ele alacağız.
 

Geleceğin İtki Sistemleri1: Elektrostatik İyon İticisi.

Geleceğin İtki Sistemleri 2: Plazma İtkili Motorlar

 Uzay Yolu teknolojileri ve “nükleer bomba” motorları.