Yerinde Kaynak Kullanımı (ISRU), insanlığın güneş sistemine doğru genişlemesinin kritik bir teknik bileşeni olacak. Ancak bu kaynakları kullanma konusundaki ilk zorluğumuz onları bulmaktır. En azından teoride, bir asteroide veya Ay’ın belirli bir kısmına bir sonda gönderip bir örnek almayı, belki bu örneği bazı spektrograflarla analiz etmeyi veya dürtülmek ve dürtülmek üzere Dünya’ya geri göndermeyi biliyoruz. Bu metodolojinin sorunu basittir; pahalıdır. Dünya’ya yakın her asteroide veya bir ay üssünün yakınındaki potansiyel olarak ilgi çekici her bölgeye özel sondalar göndermek, aşırı derecede pahalıdır. Bu nedenle, yeni bir NASA Gelişmiş Kavramlar Enstitüsü (NIAC) hibesi farklı bir fırsatı araştırıyor: nispeten küçük tek bir uzay aracı kullanarak birden fazla ISRU konumunu ziyaret etmek ve bunların kompozisyonunu onlarca kilometre uzaktan anlamak.
Bunun nasıl olduğunu anlamak için Raman spektroskopisinden bahsetmemiz gerekiyor. Bir malzemeyi lazerle çektiğinizde ışığın çoğu tam olarak aynı dalga boyunda geri saçılır. Ancak bunun çok küçük bir kısmı çarptığı malzemenin moleküler bağlarıyla etkileşime girecek ve enerjisini doğru yazılım algoritmasının tanıyabileceği bir şekilde değiştirecektir. Bilim insanları bu değişen ışığı okuyarak, lazerin az önce yansıdığı malzemede mevcut olan minerallerin “moleküler parmak izini” alabiliyor.
Raman spektroskopisini daha önce uzay görevlerinde bile kullanmıştık. Perseverance’ın Mars toprağındaki malzemeleri tanımlayabilen iki aracı var: SuperCam ve SHERLOC. Ancak doğru bir okuma alabilmek için gezicinin temel olarak kayaların üzerinde olması gerekiyor. SETI Enstitüsü’nden Dr. Pablo Sobron Sanchez başkanlığındaki yeni NIAC teklifi, aynı şeyin 30-50 km uzaktan yapılmasını ve gezegenler arası hızlarda seyahat edilmesini öneriyor.
Fraser, Slingshot misyonunun etkinleştirmeyi umduğu teknoloji olan yerinde kaynak kullanımından bahsediyor.
Açık olmak gerekirse, Interworld Slingshot adı verilen teklif sadece gösterişli bir Raman spektroskopi aracı değil, tam bir görev mimarisi. Planda, paketlendiğinde kabaca ev tipi bir buzdolabı boyutunda olacak ve onu “Keşif” görev sınıfına tam olarak sığdıracak 300 kg’lık bir uzay aracı öngörülüyor.
Her ikisinin de 300 kg’lık pakete sığacak şekilde optimize edilmesi gereken güneş panelleri ve verimli Güneş Enerjili Elektrikli Tahrik (SEP) sistemi tarafından çalıştırılacaktır. Ama aslında görev mimarisinin önemli kısmı adında yer alıyor. Yörünge dinamiğinde, bir sonda başka bir cismin (bir gezegen veya ay gibi) yerçekimini kullanarak bugün erişebildiğimiz herhangi bir geleneksel itme sistemi ile ulaşılamayan bir hıza hızlandığında bir “sapan” meydana gelir.
Misyon, karmaşık bir dizi sapan kullanarak güneş sisteminde üç bölümlük bir tur gerçekleştirecek. İlk durak, spektroskopun su buzu ve astronotların nefes alması ve roket yakıtı olarak kullanması için oksijene dönüştürülebilen bir tür titanyum-demir oksit olan ilmenitin haritasını çıkaracağı kendi Ayımız olacaktır.
Fraser, Mars’ta hayatta kalmamıza yardımcı olacak potansiyel olarak neler bulabileceğimizden bahsediyor.
Ay’ı ziyaret ettikten sonra misyon, Dünya’ya yakın bir asteroitin yanından geçerek gelecekteki uzay madencilerinin işine yarayabilecek silikatları, metalleri ve metan gibi değerli organikleri belirlemeye çalışacak. Yolculuğun son ayağında, sonda Mars’ın uydularından birinin (Phobos ya da Deimos) etrafında yörüngeye yerleşecek ve aynı zamanda Mars’ın yoldaşını gelecekte bir uzay benzin istasyonu olarak kullanışlı hale getirebilecek uçucu maddelerin haritasını çıkaracaktı.
Teorik olarak bunların hepsi kulağa harika geliyor, ancak arkasındaki mühendislik yeniliği şaşırtıcı. Bütün fikir, genellikle birkaç metrelik bir mesafede, 10 saniyelik kilometrelik bir mesafede kullanılan Raman spektroskopisinin kullanılmasına dayanıyor. Dr. Sobron Sanchez’in bu alanda bir formu var; “uzun mesafeli” bir spektrometreyi birkaç yüz metre mesafeye kadar başarıyla test ediyor, ancak görevin bir parçası olarak sonda ile hedefleri arasındaki büyük mesafeler göz önüne alındığında gerekli olandan hala çok uzak.
Bu, diğer zorluktan bahsetmiyor: hız. Raman spektroskopisinin çalışması için sinyaller bulanıklaştırılamaz ve sondanın kendisi hedeflerinin çoğunun yanından hızlı bir şekilde geçecek ve bulanıklığa neden olan da tam olarak budur. Bunu çözmek, çalışma şansına sahip olmak için fiziksel donanımdan bazı aşırı sinyal işlemenin yanı sıra stabilizasyon tekniklerini gerektirir.
Ama sonuçta bu bir NIAC bağışı. Fütüristik, son teknoloji ve belki de pratik olarak imkansız olmaları gerekiyor. Eğer Ay’a ateş etmezsek asla yıldızların arasına inemeyiz. Veya duruma göre Mars’taki bir uydunun yanında yararlı materyaller bulmak için onu tararken.
Pablo Sobron Sanchez – Interworld Slingshot Kaynak Araştırmaları
UT – Raman Cube Rover ile Ay Yüzeyi Raman Spektroskopisinin Gösterimi
UT – Nadir Element Mars’taki Geçmiş Yaşamın Yolunu Gösterebilir
Kaynak: Universe Today
