Bilimkurgu filmleri izleyenlerimiz, uzayda bir yerden bir yere yolculuk yapabilmek için çeşitli uzay gemilerini kullanıldığını görmüşlerdir. İçinde insanların yaşadığı gezegen boyutlarında devasa gemilerden tutun da, savaş uçağı boyutuna kadar çeşitli biçim ve büyüklüklerde uzay gemileriyle karşılaşırız bilimkurgu filmlerinde. Peki, bu gemiler yalnızca düş ürününden mi ibaret? Günümüz teknolojisi uzay gemileri yapabiliyor mu? Uzaya ne zaman açılacağız? Bir uzay gemisinin nasıl olması gerekiyor? Bu soruların yanıtları insanlığın geleceğe uzanan uzaya yolculuk planlarında yatıyor.

Dünya insanın uzaydaki evi. Evimizde nüfusumuz hızla artıyor ve kaynaklarımızı da oldukça hızlı bir biçimde tüketiyoruz. Dünyamız henüz üzerinde yaşayan insan sayısını besleyip doyurabilecek kapasitede. Ne var ki bir gün gelecek kaynaklar bize yetmez olacak. İşte o zaman uzaya açılmak insanlık için bir lüks, bir merak unsuru olmak gibi nedenlerden öteye geçecek ve gereklilik olacak. Gelecekte insanlık Dünya’yı, hatta Güneş Sistemimizi terk etmek zorunda kalacak. Bunun için gereksinim duyduğumuz şeylerin başında bizi yıldızlara götürecek gemiler geliyor. Bugün için yalnızca düş dünyasının bir parçası, bilimkurgu filmlerinin bir parçası olsa da, bizi uzaya taşıyacak gemilerin geliştirilmesi bir zorunluluk. Peki, şu anda uzay araçları konusunda neler yapıldı; gelecekte bizi nasıl araçlar bekliyor?

Bilimkurgu filmlerinde sıklıkla gördüğümüz gemiler, tıpkı bir uçak ya da helikopter gibi yerden havalanıp uçuşa geçiyor ve görevlerini tamamlayınca yeniden iniş yapabiliyorlar. Ne var ki gerçek dünyada kullandığımız araçlar henüz bu kadar yetenekli değil. Jules Verne, ilk bilimkurgu romanlarını yazdığında Ay’a gitmek için önerdiği yöntem, uzay gemisinin bir topun içinden mermi gibi fırlatılmasıydı. İkinci Dünya Savaşı’nın ardından roket teknolojisinin gelişmesi, insanoğlunu uzaya çıkaran gelişmelerin başlangıcıydı. Bu yöntem günümüzde de kullanılıyor. Uzaya gönderilecek araçlar, roketler yardımıyla fırlatılıyor.

Ay’a giden araçlar da, Dünya’nın yörüngesinde görev yapan uydular da roketlerle uzaya gönderildi. Sonrasındaysa mekikler dönemi başladı. Uzay mekiklerinin başlangıçta roketle değil de kendi motorlarını kullanarak hareket etmesi öngörülmüştü. Ne var ki bu yöntemle yapılacak araçların maliyetinin çok pahalı olması, ayrıca hem bakım masrafları hem de görev sonrası kontrollerinin karmaşık olması nedeniyle melez tabir edilen mekiklerin yapılmasına karar verilmişti. Mekik roketler yardımıyla uzaya gönderilecek ve görev sonrası kendi olanaklarıyla Dünya’ya dönecekti.
Bu yöntemle üretilen mekikler yıllarca kullanıldı. Amerikan uzay mekiği Columbia, 12 Nisan 1981’de ilk deneme uçuşunu gerçekleştirmek üzere havalandığında, herkes yeni bir uzay çağının başladığına inanıyordu. Aslında uzay mekikleri, gelecekte gerçek yörünge uçakları gerçekleştirilinceye kadar uçakla roket arasında öngörülmüş bir ara çözümden başka bir şey değildi. Yalnızca atmosferde çalışan “Enterprise” isimli prototipten sonra üretilen Amerikan mekikleri de (Columbia, Challanger, Discovery, Atlantis ve Endeavour) arka bölümlerine yerleştirilen ve sıvı oksijen ve hidrojenle çalışan üç güçlü itici motora sahipti. Ancak havalanabilmeleri için uçuşlarının ilk 130 saniyesi boyunca, bu araçlara iki dev yardımcı iticinin eşlik etmesi gerekiyordu. Görevleri biten bittikten sonra mekikten ayrılan bu yardımcı roketler dünyaya düşmeye bırakılıyordu.
Başlangıçta mekiğin uzay çalışmalarının maliyetini on kat azaltacağı düşünülüyordu. Ancak çok kısa bir süre sonra, ticari alandaki başlıca uzay etkinliği olan yer eksenli uyduları yörüngeye yerleştirme işleminin hemen hemen klasik füzelerle yapılan uçuşlar kadar pahalı ve karmaşık olduğu ortaya çıktı. Çünkü en fazla 500 km yüksekliğe çıkabilen mekik, uyduları uzayda serbest bıraktıktan sonra, onları yerden 36.000 km yükseklikte kesin yörüngelerine oturtmaya olanak veren “yeröte motorunun” ateşlenmesine uzaktan kumanda etme gibi birçok işlemin gerçekleştirilmesini zorunlu kılıyordu. İşte bu nedenle mekikle yapılan uçuşlar, insanın katılmasının zorunlu olduğu bilimsel görevlerle ya da roketler için çok ağır olan uyduları yörüngeye oturtma gibi işlerle sınırlı kaldı.

Uzay mekiği uçuşları 2012’de sona erdikten sonra NASA, çeşitli uzay görevlerinde kullanılmak üzere adına “Orio”n denen yeni bir uzay gemisi serisine başlamaya hazırlanıyor. Orion’un şekli bir topaca benziyor. Alışılageldik mekikler gibi roketle fırlatılacak ama kanatları olmadığı için Dünya’ya paraşütle inecek bu yeni gemilerin maliyetlerinin çok daha düşük olması bekleniyor. İlk gemininse 2014’ün Aralık ayında uçuşa hazır olması planlanıyor. Bununla birlikte kendi olanaklarıyla havalanıp sonra Dünya’ya geri dönecek bir araç yapımı üzerinde de çok yol alındı. Maliyetleri düşürmenin bir yolu bulunursa bu projenin gerçekleşmesini beklemek hayalcilik sayılmaz.

Geleceğin uzay gemileri nasıl olacak? Bunu düşünürken, geliştirilecek bir gemide halledilmesi gereken sorunlar olduğunu görebiliriz. Öncelikle, Dünya dışına açılacak gemilerin yakıt sorunlarını halletmeleri gerekiyor. Uzay gemilerinde günümüzde yaşanan en büyük sorunlardan biri yerçekiminden kurtulmak. Uzaya giden araçlarda gördüğümüz devasa yakıt tankları uzaya çıkabilmek için gerekli. Uzayda, gemilerin ilerlemesi sırasında hava bulunmadığı için sürtünme kuvveti engel oluşturmaz. Yerçekiminden kurtulup uzaya çıkan bir gemi, gereksinim duyacağı ivmeyi çok küçük bir kuvvetle kazanabilir. 1977’de uzaya fırlatılan Voyager uzay araçları Güneş Sistemi’ndeki görevlerini bitirdikten sonra yolculuklarını bu biçimde sürdürüyorlar. Uzun mesafelerin kat edilmesi için gereken yakıt, gemiye fazladan yük oluşturmamalı. Bir uzay gemisinin artan ağırlığı, onun uzaya fırlatılırken yerçekiminden kurtulabilmesi için kullanılacak yakıtın artması anlamına geliyor. Bu da çözülmesi gereken bir kısır döngü gibi görünüyor. Uzun yolculuklar insan için birçok çözülmesi gereken sorun getiriyor beraberinde. Sözgelimi sonsuz uzay boşluğunda yolculuk ederken birçok yere gitmek insan ömrü için yeterli olmayabilir.

Geleceğin uzay gemileri nasıl olabilir? Kendimize bu soruyu sorup gelecekteki gemilerin neye benzeyebileceğini tahmin etmeye çalışalım. Varsayalım ki gemilerimizde yakıt, astronotların soluyacağı hava, yiyeceği yemek gibi sorunları çözmüş olalım. Bu durumda evreni araştırıp bulgularını insanlara aktaracak araştırma gemileri, Dünya’ya benzeyen gezegenler bulunduğunda burada yaşayacak insanları taşıyan yolcu gemileri, gereksinim duyulan malzemeleri taşıyacak kargo gemileri, turistleri uzayda dolaştıracak gezi gemileri gibi pek çok gemi çeşidi ortaya çıkacak. Uzay mekikleri uçaklara benziyordu. Geleceğin gemilerinin şeklinin neye benzeyeceğini şimdiden tahmin etmek güç olsa da, uçak biçiminde olmak zorunda kalmayacaklardır. Mekiklerin uçağa benzemesinin en büyük nedeni görevi bitirip Dünya’ya döndüğünde, aerodinamik yapısı yardımıyla Dünya atmosferinde tıpkı bir uçak gibi hareket ederek hava alanlarına iniş yapıyor olmasıydı. Kanatlar mekiğin havada süzülmesini, sivri burnu havayı yarmasını sağlayan biçimsel özelliklerdi. Dünya’ya inmeyecek, yalnızca uzayda görev yapacak gemilerin biçimlerini, aerodinamik özellikler dikkate alınarak tasarlamaya gerek yok. Uzayda sürtünmeye neden olacak hava olmadığı için sivri burunlu gemiler, roket benzeri tasarımlar çok da gerekli değil. Uzayda kullanılacak gemilerin uzayda yapılması, Dünya’dan uzaya fırlatılması zorluğunu aradan çıkararak, gemi tasarımında çok daha yaratıcı biçimleri karşımıza çıkarabilir.

Uzay gemilerinde karşımıza çıkacak sorunlardan biri de haberleşme. Uzay gemisi Dünya’dan uzaklaştıkça iletilen ve alınan mesajların arasındaki zaman gittikçe artacak, bir süre sonra Dünya ve gemi arasında sağlıklı bir diyalog yürütülemez olacaktır. Sözgelimi uzay gemimiz 1 ışık yılı uzağa gitmiş olsun. Ona yolladığımız mesaj ışık hızıyla gidebilse bile en erken 1 yıl sonra elinde olacak. Uzay gemisine “merhaba, nasılsın?” diye sorduğumuzda “iyiyim, ya sen?” karşılığını almak için 2 ışık yılı beklemek gerekecek. Bir gün derin uzay uçuşları başlarsa haberleşme sorununa da bir çözüm bulmak gerekecek.

Uzay gemilerinde uzun süreli görevlerde astronotların sağlığı için yapay kütle çekimi oluşturmak gerekiyor. Yerçekimsiz ortamda görev yapan astronotların çoğunluğunda Dünya’ya döndüklerinde kas ve kemik ağrıları görülüyor. Uzayda kas erimesi uzun süreli görevlerin en korkulan hastalığı. Bu nedenle astronotlar, görev boyunca sürekli kültür-fizik hareketleri ve spor yapıyorlar. Yıllarca sürecek bir uzay görevi astronotların sağlığına ciddi ölçüde zarar verebilir. Bunun bir başka nedeni de Dünya’da bizi Güneş’in ve başka yıldızların zararlı ışınlarından koruyan atmosferimizin bulunması. Uzay gemilerinde Dünya’daki gibi bir koruma düzeneği bulunmazsa, zararlı ışınlar sağlık sorunlarını da birlikte getirecek.

Bütün bunların yanında akla hiç gelmeyen sorunlar da yaşanabilir. Savaş Yıldızı Galactica adlı bilimkurgu filmini izleyenler Cylonlar denen robot uygarlığı hatırlayacaklar. Eğer evrenin bir yerlerinde benzer bir makine uygarlığı varsa, onların uzaya açılırken karşılaşacağı sorunlar insanlarınkinden çok daha az olurdu. Yemeğe, solumak için havaya, uyuyup dinlenmeye gerek duymayan, uzun yolculuklarda yaşlanıp ölmeyen robot astronotlar, uzayı çok daha kolay keşfedebilirdi. Şaka bir yana aslında benzer bir taktiği insanlar da kullanıyor. Sözgelimi Mars’ı keşfetmek için gönderilen uzay araçları Cylonlar kadar becerikli olmasalar da birer robotlar.

Görünen o ki uzaya çıkmak için kullanılan gemilerin yapımında en büyük engellerden biri yüksek maliyetler. Bu maliyetlerin karşılanması için gereken şeylerden biri belki kulanım alanlarını genişletmek olabilir. Uzay turizmi ve sivil gemilerin ilk örneklerini günümüzde görmeye başladık bile. Virgin Glactic adlı şirket ilk sivil uzay araçlarıyla uzun süredir başarılı denemeler yaparak bu alanda geleceğe yönelik umut verici gelişmelere imza atıyor. Bu gelişmeler insana umut veriyor. Yıldızlara giden yol belki de o kadar uzakta değildir artı