2011 yılının bir yaz gününde başlamıştı macera. ATLAS V Roketi, içinde Rus yapımı bir itiş motoruyla Soğuk Savaş Dönemi insanlarının duysalar inanmayacakları bir uluslararası işbirliği ile taşımıştı Juno Uzay Aracı’nı kozmik okyanusun kıyısına. JUpiter Near-polar Orbiter, yani Juno, Jüpiter gezegenine duyduğumuz merakı gidermenin ve kafamızdaki sorulara cevap bulmanın oldukça önemli bir yolu olacak. 4 buçuk yıllık yolculuğun ardından nihayet gerekli yörüngeye oturmak üzere olan Juno’nun, 4 Temmuz günü istenilen yörüngeye tam olarak oturması beklenmekte. Peki, Juno tam olarak neyi araştıracak?
Galileo Uzay Aracı Temiz odada. NASA 1983
Jüpiter, güneş sistemimizdeki en büyük gezegendir, bu tür gaz gezegenlere gaz devler adı verilir. Gaz devlerin (Jovian) bileşenlerinin ne olduğunu genel olarak bilmekteyiz ve nasıl oluştuklarını az çok tahmin etmekteyiz. Ancak elimizdeki gerçek deliller ve bilgiler oldukça kısıtlı. Birçok görece ilkel denecek denemelerin ardından 1989’da Galileo Uzay Aracını yolladık Jüpiter’e. Bu araçlar orta çağlarda okyanusa açılan kâşiflerimizdi Carl Sagan’ın deyişiyle. Robot kâşifimiz Gelileo, bizlere uzak diyarların şarkılarını söylüyordu yani. Galileo sayesinde Jüpiter’in uyduları ile yaptıkları kütle çekimsel etkiler hakkında oldukça detaylı fikir sahibi olabildik. Ayrıca Jüpiter’in çekirdeğindeki aktiflik sebebiyle oluşan devasa manyetik alanlar hakkında da fikirler vermeyi başarmıştı Galieo, gezegenden uzaklığını bir azaltıp bir arttırarak. Ayrıca uzay aracının Jüpiter’in uyduları Io’ya ve Europa’ya yaptığı yakın geçişler ile bu uyduların yapılarındaki kil benzeri minerallerin içeriğini anlamayı başardık. Ancak tüm bu ölçümler cihaza zarar vermişti. Daha güçlü, bir başka cihaz gerekiyordu.
Şu ana kadar bir uzay aracına takılmış en büyük Güneş Panelleri, Juno’nun kanatları
Tam bu noktada, ismini tanrılar tanrısı Jüpiter’in karısından alan Juno Projesi için düğmeye basıldı. Bu seferki uzay aracı diğerlerine göre daha farklı olacaktı. Jüpiter’e gidecek uzun yol sırasında elde edilecek tüm enerji Güneş Panelleri aracılığıyla üretilecekti ve şu ana kadar bir uzay aracının sahip olduğu en geniş Güneş Panellerine sahip olacaktı. Bu sayede Juno’nun “kanatları” şu anda 12.000 Watt Elektrik üretebilme kabiliyetine sahip. Bu da hala Kömür, Doğal Gaz gibi kaynaklara yatırım yapan ülkelere ders niteliği taşıyor.
Bu bayrak yarışında Galileo’nun bıraktığı yerden araştırmaları üstlenecek ve Jüpiter üzerinde oynadığımız bu yapboz oyunundaki kayıp parçaları bulmamıza yardım edecek olan Juno’nun, bu kapsamda şu bilgileri elde etmesi planlanmakta:
•Jüpiter atmosferinde su var mı araştırmak, sistem içindeki Oksijen-Hidrojen oranını belirlemek.
•Jüpiter’in çekirdeğinin nasıl oluştuğunu anlamaya çalışmak, kaya kısımlarında su, organik madde ve hatta yaşamın var olma olasılıklarını araştırmak.
•Jüpiter’in çekirdeğinin kütlesini daha az hata payı ile hesaplamayı sağlamak. Bu sayede Güneş Sistemimizi yaratan büyük yıldızın yapısı hakkında daha detaylı bilgiler edineceğiz.
•Jüpiter üstünde oluşan auroraların gözlenmesi amaçlanıyor.
•Juno aracının topladığı veriler sonucunda Jüpiter’in bütün olarak ve ayrıntılı bir şekilde kütle çekimsel alan haritası çizmek istenmekte.
•Kütle çekimi haritası tek başına yetmiyor tabi. Manyetik alan etkinlerinin de ayrıntılı olarak haritalanması planlanıyor.
•Yapı-Tarama(Frame-Dragging) yöntemi ile Jüpiter’in açısal momentumunu hesaplama.*
•Saatte 614 km hıza ulaşan Jüpiter içindeki dev fırtınaların nasıl oluştuğunu ve bu hız ile enerjiyi nasıl koruyabildiğini anlamak.
Tüm bu bahsedilenler tam anlamıyla elde edilebilir ise gaz gezegenlerin davranışları hakkında daha detaylı bilgilere erişebileceğiz ve bu bilgilerden yola çıkarak Güneş çevresinde olmayan öte-gaz gezegenlerin yapıları hakkında daha tutarlı tahminlerde bulunabileceğiz.
Juno Uzay Aracının ardında Amerikan Güneybatı Araştırma Enstitüsü (Southwest Research Institute), NASA’nın Jet İtki Laboratuarı (Jet Propulsion Laboratory), Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü ve Hawaii Üniversitesi’nden çeşitli mühendisler, uçuş komutanları, fizikçiler ve kimyacılar bulunmakta. Bu oldukça geniş katılımlı çalışma sayesinde NASA’nın Goddard Uçuş Merkezi’nde inşa edilen ve fırlatılan aracın tüm masrafları, yukarıda ismi geçen kurumlara 1.1 Milyar Dolara mal oldu. Bu miktar Diyanet İşleri Başkanlığı 2015 Yılı Bütçesinin yaklaşık 5’te 1’ine tekabül etmekte.
Temmuz 2016’da görevini başlaması beklenen Juno, etrafında sürekli olarak dönen Güneş Panellerine sahip tasarımı ile Jüpiter’in çevresini tam 32 defa turlayacak ve zaman zaman Jüpiter’in üst tabakasındaki bulutlardan 5.000 km uzakta olacak kadar gezegene yaklaşacak. Tüm bu serüven gerçekleşirken içinde buluna ekipmanlar ile veri alacak ve bir yıllık bir süre içinde gerekli verilerin tümünün elde edilmesi hedeflenmekte. Juno, bünyesinde;
•Yerçekimi kuvvetini ölçerek haritalama yapan bir sensör
•Elektromanyetik radyasyonu ölçen bir radyometre
•Birim alana düşen manyetik alan şiddetini ölçen bir Magnetometre
•Plazma ve iyonlaşmış parçacıkları yakalayan bir detektör
•Morötesi ve Kızılötesi ışın detektörleri
•Optik kamera
Barındırmakta. Bu kadar çok analiz cihazını aynı anda çalıştırmak ve elde edilen verileri hızlı bir şekilde göndermek oldukça fazla elektrik gerektirir. Bu noktada Juno’nun yeni nesil Güneş Panelleri devreye girmekte. Daha önceki Silikat bazlı Güneş Panellerine kıyasla 30 kat daha yüksek verimle elektrik üreten bu cihazlar, Jüpiter’e giden uzay araçları için özel olarak üretildi ve yakın zamanda halkın kullanabilmesi için seri üretime de geçilmesi de planlanmakta. Jüpiter’e Dünya’ya kıyasla 20-30 kat daha az Güneş ışığının ulaştığından bahsetmek gerekir.
Bir Uzay Aracı Jüpiter’e Nasıl Gidebilir?
Takdir edersiniz ki Jüpiter arabanıza atladığınızda bir günlük yolculuk ile varabileceğiniz bir yer değil. Ayrıca kafamızda canlanan yolculuk kavramı günümüzdeki Uzay Yolculukları için pek uygulanabilir değil. Güneş Sisteminin derinliklerine gidecek uzay araçları, enerji harcamadan gidebilmek için kütle çekimini temel itiş gücü olarak kullanmakta. Bir gökcismine yaklaşan uzay aracı, o cismin kütle çekimi etkisine yakalanıyor ve sürekli hızlanıyor. Ancak cismin içine girmeden yörüngede olcukça yakın bir tur attığında, tıpkı bir sapanın taşı fırlatışı gibi gök cismi, uzay aracını fırlatıyor. Juno da aynen bu şekilde Dünya’yı “sapan”ı olarak kullandı. Bu şekilde sürtünmenin yok denecek kadar az olduğu uzayda ek bir enerji harcamadan seyahat edebilirsiniz. Aşağıda Juno’nun hareket rotasını görmek mümkün.
Juno Projesi’nin önemli birkaç sorunu var. İlk olarak, bahsettiğimiz Güneş Panelleri daha önce hiç böyle bir uzay programında kullanılmamıştı ve herhangi bir sorunla karşılaşılmaması umut edilmekte. Şu ana kadar böyle bir sorunla karşılaşılmadı ancak yerde bulunan ekip, her türlü olasılığı gözden geçirmekte. İkinci olarak da, Jüpiter’in elektromanyetik alanını ortaya çıkarmak kolay bir iş değil. Özellikle gezegenin kutup bölgelerinde bulunan yüksek radyasyon alanları, Juno için tehlike oluşturmakta. Bu bölgelerin nerelerde oluşacağı önceden hesaplanıp, uzay aracının rotasını anlık olarak o bölgelerden uzak kalacak bir biçimde çizilmesi gerekecek. Fakat bu durum için de yer ekibi hazır. Juno’yu hazırlayan mühendis ekibi, uzay aracını çok güçlü ve iki yanda bulunan büyük itiş motorları ile donattı. Bu motorlar devreye girdiğinde anlık olarak rota değiştirme mümkün olacak. Ayrıca bu noktada, Juno’nun tam kapasite çalıştığında Jüpiter’in bir kutbundan diğerine çok kısa sürede gidebilecek.
Juno’nun içinde, bilimsel ölçüm cihazlarının yanı sıra, iletişimi sağlayacak antenler de bulunmakta. Saniyede 54 Megabit hızda veri gönderebilme kabiliyetine sahip bu cihazlar çok düşük enerjilerde bir sorun çıktığında bile veri gönderebilecek şekilde ayarlanmış durumda. Tüm bu teknik ekipmanlar ile beraber Juno, bir de İtalya Uzay Ajansı’na ait plaka bulundurmakta. Plaka’da Jüpiter’i ve uydularını bir teleskop ile ilk defa gören Galileo’nun el yazısıyla onları tarif ettiği not defterinin taratılmış bir hali bulunmakta. Galileo, tam bir ay boyunca aynı saatte ve aynı yerde Jüpiter’i teleskobu ile izlemiş, ardından da çevresindeki cisimlerin, Jüpiter çevresinde hareket ettiğini fark etmişti. Bu ise Galileo’nun kaleminden şöyle tercüme edilebilir:
“…Ayın 11’inde baktığımda Jüpiter’e en yakın konumda bulunan ‘yıldız’ın, gezegene olan uzaklığını arttırdığını gördüm. Civarındaki diğer ufak yıldızlar da, uzaklıklarını neredeyse yarıya indirmişlerdi. Tüm bu gözlemlerimden anlayabildiğim kadarıyla söyleyebilirim ki Jüpiter’in etrafında dört tane yıldız var ve dördü de bir şekilde bu gezegenin etrafında belirli bir düzen çerçevesinde hareket etmekte. … …”
Juno, yukarıdaki yazının Latince olarak yazılı olduğu plaka ile Jüpiter’in en büyük 4 uydusu olan Galileo Uydularına selam verecek. Bu planların dışında Juno; Galileo’yu, tanrı Jüpiter’i ve eşi Juno’yu sembolize eden LEGO figürler bulundurmakta. Ancak LEGOlar, plastikten yapıldığından ve plastiğin bunca yola dayanmama ihtimali olduğundan şirket, bu özel üç LEGO’yu Aliminyum metal alaşımlarından yaptı. Bu özel seri LEGO’lardan sınırlı sayıda satışa da çıkarıldı Juno ilk kez fırlatıldığında.
Jüpiter Bilimciler ve Öte-Gezegen çalışan astrofizikçiler, Juno’nun kocası Jüpiter’e kavuşmasını dört gözle bekliyorlar. Elde edilecek tüm veriler sayesinde bilgi dağarcığımızı arttırarak sonraki nesillere daha geniş kapsamlı bir bilimsel yapı bırakabileceğiz. Böyle son derece ciddi bilimsel araştırmalarda bile kültürümüzü temsil eden figürler götürüyor olmamız, bizden önce gelenlere saygımızı iletiyor olmamız da, uluslar arası bir toplum yaratmaya başladığımız şu günlerde, nasıl bir toplumsal kültür oluşturmamız gerektiğini göstermekte.
Medeniyetimiz, kültürünü ve binyılların mirasını kendi Güneş Sistemine yaymaya devam ederken, bilgi dağarcığımız da aynı hızda artmaya devam etmekte. Koşar adımlarla bilim dolu bir geleceğe adım atabilecek güzel bir potansiyelimiz varken, bu bilgileri edinebilecek ve ilerlemeye katkı sağlayabilecek insan kitlelerinin daha da artmasını umut etmek, bu değerli gaye ve gelecek, uğruna yılmadan çalışmaya değer.
Her zaman daha da ileriye!
*: Genel Görelilik Kuramı’na 1918 yılında yapılan eklemeden sonra gelen Frame-Dragging yöntemi ile Einstein alan denklemlerinin bazı çözümleri, bizlere kütle çekimi ve manyetik alan değerlerini bildiğimiz bir cismin açısal momentum değerlerini de hesaplamamıza olanak tanımakta.
Yazan: Özgür Can Özüdoğru
Kaynaklar: NASA, Juno Sayfası
Bu sayfadan, Juno’nun şu anda nerede olduğunu görebilirsiniz
Güney Batı Araştırma Enstitüsü Juno Sayfası
“Not: Bu yazı Bilim ve Gelecek Dergisi Haziran 2016 Sayısında yayınlanmıştır.”