Deneysel İtki Teknolojisi ile Pluto’nun Ötesindeki Gizemli Gezegene 10 Yılda Ulaşmak Mümkün!

14 Kasım 2003’te, gökbilimciler zamanında Güneş etrafında dönen en uzak bilinen cismi keşfettiler. Buna, İnuit’in okyanus tanrıçasının adı olan Sedna adını verdiler. Sedna, güneşten milyarlarca mil uzakta dolaşan, soğuk ve kırmızı bir cüce gezegendir. 10.000 yıllık yörüngesinde yıldızımıza nispeten yakın bir geçiş yapmadan önce uzaklarda sürüklenir. Bir sonraki yakın geçişini Temmuz 2076’da yapacak ve gökbilimciler, bu ender karşılaşmayı, bu gizemli nesneye yönelik bir görevle değerlendirmek istiyorlar.

İtalya’dan bir araştırma ekibi, gelişmiş teknolojilerle Sedna’ya yedi ila on yıl içinde ulaşabilecek görev kavramları öneriyor. Açık erişimli arXiv internet sitesinde yayınlanan bir makalede, nükleer füzyon roket motoru ve güneş yelkenini yeni bir şekle sokan deneysel iki itici güç kavramını açıklıyorlar. Bu teknolojiler, geleneksel uzay yolculuğu yöntemlerine kıyasla Sedna’ya ulaşma süresini yarı yarıya kısaltabilir ve bilimiçin, güneş sisteminin erken oluşumu hakkında ipuçları toplama ve varsayımsal Oort Bulutu’nu araştırma fırsatı yaratabilir.

Keşif edildiğinde, Sedna Güneş’ten yaklaşık 8 milyar mil (13 milyar kilometre) uzaklıktaydı. (En ünlü cüce gezegen olan Pluto’nun Güneş’ten ortalama uzaklığı 3.7 milyar mildir.) Sedna, Neptün’ün ötesinde Güneş’in yörüngesinde dönen cisimlerden oluşan Trans-Neptün nesnelerinden biridir. Son derece eksantrik bir yörüngeye sahip: En uzak noktasında Sedna, Güneş’ten 84 milyar mil uzakta, yani Dünya ile yıldızımız arasındaki mesafenin 900 katı uzaklıkta. En yakın geçişinde, Sedna Güneş’ten yaklaşık 7 milyar mil uzakta olacak ki bu da Neptün’ün yaklaşık üç katı mesafede. Hâlâ oldukça uzak olmasına rağmen, bu dünyadışı cisme bir uzay aracının ulaşıp gözden kaybolmadan önce bilimsel çalışmalar yapması harika bir fırsat sunuyor.

Uzay araçları daha uzak mesafelere de seyahat etti. Voyager 1 ve 2, 1977’de yıldızlararası yolculuğa başladılar ve şu ana kadar sırasıyla 15 milyar ve 12,7 milyar mil kat ettiler. Voyager 2, Neptün’e ulaşmak için 12 yıl harcadı. Şu andaki teknolojiye dayanarak, bilim insanları, Venüs, Dünya, Jüpiter ve Neptün’den yardım alınarak Sedna’nın en yakın yaklaşımında yaklaşık 20-30 yıl sürmesini tahmin ediyorlar. Bu, Sedna’ya ulaşmak için fırlatma pencereğimin hızla yaklaştığı ancak henüz bir plan olmadığı anlamına geliyor.

Bunun yerine, yeni çalışmanın arkasındaki araştırmacılar daha hızlı alternatif yöntemler öneriyorlar. İlki, şu anda Princeton Üniversitesi’nin Plazma Fizik Laboratuvarı’nda geliştirilmekte olan Doğrudan Füzyon Sürüşü (DFD) roket motoru. Füzyon enerjisi ile çalışan bu roket motoru, kontrol edilen bir nükleer füzyon tepkimesinden itiş ve elektrik gücü üretecek ve kimyasal roketlerden daha fazla güç sağlayacak.

Araştırmacılar, “DFD, konvansiyonel itişe alternatif olarak yüksek itki-ağırlık oranı ve sürekli ivmelenme sunuyor,” diyerek devam ediyor. “Ancak, plazma kararlılığı, ısı dağılımı ve derin uzay radyasyonu altında operasyon ömrü gibi mühendislik zorluklarına tabi kalması gereken bir uygulanabilirliği var.” Füzyon tabanlı itiş için gelişmeler olsa da, uzun süreli görevler destekleyip destekleyemeyeceği ve araç içi cihazlara güç sağlayıp sağlayamayacağı belirsizliğini koruyor.

İkinci kavram, kendi başına hâlâ deneysel olan mevcut güneş yelkeni teknolojisi üzerine inşa ediliyor. Güneş yelkenleri, Güneş’ten gelen fotonlar tarafından güç alır, ışığın ürettiği enerjiyi kullanarak uzay araçlarını ileri iter. Araştırmacılar, yelkenlerin üzerine, ısıtıldığında molekül veya atom salıveren ve termal desorpsiyon olarak bilinen süreçle itiş sağlayan bir kaplama malzemesi önermektedirler.

Güneş yelkeni, Jüpiter’in yerçekimi desteğiyle beraber, taşıması gereken ağır bir yakıt olmadan sürekli ivmelenebildiği için Sedna’ya yedi yıl içinde ulaşabilir, diyor makale. Ancak bu fikir, kendi zorluklarıyla birlikte gelir. “Güneş yelkeni, derin uzay uygulamaları için kapsamlı bir şekilde incelenmiş olsa da, Sedna misyonu için gerçekleştirilmesi gereken yapısal bütünlük, itiş verimliliği ve bilimsel operasyonlar için güç kullanılabilirliği değerlendirilmesi zorunludur,” diye belirtiyor makale.

Az bir zaman avantajı olsa da, güneş yelkeni misyonu Sedna’nın yakınından sadece geçerken, DFD motoru cüce gezegenin yörüngesine bir uzay aracını yerleştirerek daha uzun bir misyon sağlar. Her iki misyonda henüz keşfedilmemiş olan bu bölgeyi doğrudan gözlemleme şansı verir ve bilim insanlarına güneş sistemini çevreleyen daha geniş sınır konusunda daha iyi bir anlayış sağlar.