Uzayda yapay yerçekimi yaratabilir miyiz? Bilim insanları: “Teknik olarak çok yakında mümkün

Yıllardır süren uzay görevlerinde astronotların karşılaştığı en ciddi sağlık risklerinden biri, uzun süreli mikroyerçekimi ortamının gözler, kemikler ve kaslar başta olmak üzere vücudun birçok işlevine verdiği zarardır. Bu sorunu çözmek için önerilen yöntemlerden biri ise yapay yerçekimidir; uzay gemisinde Dünya’nın yerçekimine benzer bir kuvvet oluşturmak. Colorado Boulder Üniversitesi Havacılık ve Uzay Mühendisliği Doçenti Ruben Diaz Artiles, bu teknolojinin “çok yakında” gerçekleşebileceğini belirtiyor: “Bunun olmaması için gerçekten bir sebep yok.” Teknik açıdan bakıldığında, bunun çok yakın gelecekte mümkün olabileceğini söylüyor.

Yapay yerçekimi aslında uzaya ulaşmaya neredeyse bir kez daha yaklaşmıştı. 2019 yılında Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) için planlanan ve çapı 2,5 metre olan küçük çaplı bir santrifülden oluşan proje, bütçe gerekçeleriyle iptal edildi.

Neden sürekli yükselip alçalıyor?

Teknolojinin kendisinden çok, bu çözümün nasıl uygulanacağı sorusu tartışma konusu. Texas A&M Üniversitesi Havacılık ve Uzay Mühendisliği Doçenti Anne-Marie Clark, konunun bilim dünyasında döngüsel bir ilgi gördüğünü aktarıyor: “Yapay yerçekimi, diğer birçok konu gibi birden çok popüler hale geliyor; NASA’daki ve çevredeki tüm bilim insanları bunu gerçekten nasıl uygulayacaklarını anlamak için bolca bütçe alıyor. Sonra da işler duruyor.” Clark’a göre bu döngü defalarca tekrarlanıyor: “Tekrar geri geliyor, again ölüyor, again geri geliyor. Bunu yaparken birkaç böyle döngüden geçtim.”

Diaz Artiles de aynı görüşü paylaşıyor: “Herkes bunun yapılmasının iyi bir şey olduğunu kabul ediyor. Sorun, bunu nasıl uygulayacağımızı bilmiyor olmamız.” Ona göre yanıtlanması gereken temel sorular şunlar: “Ne kadar yerçekimine ihtiyacınız var? Cihazın ne kadar büyük olması gerekiyor? Ne kadar süreyle kullanmanız gerekiyor ve bu cihazı ne kadar uzun süre kullanmalısınız? Sürekli bir yerçekimi mi kullanmalıyız, yoksa kısa yarıçaplı bir santrifüf mü — yani içeri girip çıkan bir sistem?”

Üç temel yaklaşım

Bilim insanlarının yapay yerçekimi yaratmak için üç ana yaklaşımları var. İlki, klasik bilim kurgu fikridir: yolcuların tüm yaşam alanlarını döndüren devasa bir halka oluşturmak; böylece insanlar Dünya’nın yerçekimine benzer bir kuvvet altında yaşar ve çalışır.

“Görece uzun bir yarıçapınız olur, yani yerçekimi yaratmak için çok hızlı dönmeniz gerekmez,” diye açıklıyor Diaz Artiles. “Ama bu devasa bir şey. Tüm parçaları aynı uzay gemisiyle oraya gönderemezsiniz — birden fazla uzay gemisine ve her şeyi bir araya getirmenize ihtiyacınız var. Dolayısıyla bunun ne kadar büyük bir girişim olduğunu görebilirsiniz.”

Kısa yarıçaplı santrifüf, daha uygulanabilir bir seçenek. Temel olarak 6 ile 10 feet (yaklaşık 1,8 ile 3 metre) çapta ve yerçekimini simüle etmek için dönen bir borudan oluşuyor. Yolcu içeri oturur veya ayakta durur; başı dönüş merkezine en yakın konumda olur ve dönmekten kaynaklanan kuvvet ayaklara doğru en güçlü şekilde etki eder.

Bu küçük cihaz, yolcuların yapay yerçekimi altında yaşamasını sağlamaz; bunun yerine günlük kısa seanslarda kullanılır. “Bir egzersiz aleti gibi bir şey,” diyor Diaz Artiles. “ISS’de bir koşu bandı var, dirençli egzersiz makinesi var; oraya gidip 30 dakika egzersiz yapıyorsunuz ve sonra çıkıyorsunuz.”

Son seçenek ise uzay gemilerinin yerçekimini doğrusal ivmelenme yoluyla yaratması. Bu, hızlanan bir aracın yolcuları arkadaki koltuğa doğru itmesiyle aynı şekilde çalışır; ancak uzay gemisi astronotun ayaklarını yere doğru itmeyecek biçimde konumlandırılır. Yavaşlamak içinse gemi döner ve yaklaşık olarak benzer bir yerçekimi koruyarak pürüzsüzce yavaşlamak amacıyla thrusterları zıt yönde ateşler.

“Ama o zaman sürekli ivmelenmeyi sağlayabilecek bir motora ihtiyacınız var,” diyor Diaz Artiles. “İtme gücü açısından, bence henüz oraya ulaşmadık.”

Kısa yarıçaplı santrifüfün dezavantajları

Hem maliyet hem de mühendislik açısından en uygulanabilir yaklaşım kısa yarıçaplı santrifüf olsa da, bazı dezavantajlara sahip. Bunlardan biri, hızlı dönüşünün yol açabileceği “koriyal baş dönmesi” olarak bilinen etkidir; dönerken başınızı eksen dışına eğdiğinizde oluşan bir eğilme veya takılma hissi.

“Bu hareketsizlikten (hareket hastalığı) kaynaklanan etki,” diyor Clark. Ancak Clark ve ekibi, insanların eğitimle bu hiss’e tolerans geliştirebileceğini buldu; yavaşça dönen bir santrifüfte bulunarak ve hissiyatı hissetmeyi bıraktıklarında kademeli olarak hızı artırarak.

“Eğer çok yavaş, kademe kademe dönüş hızını artırırsanız — bunu tek bir seansla değil, birden fazla gün boyunca birçok seans yaparak yaparsanız — elimizden geldiğince herkesin 20 ile 30 döngü/dakika arasındaki dönen ortama kademeli biçimde alışabileceğini görüyoruz,” diyor Clark.

Yapay yerçekimi zararlı etkileri önleyebilir mi?

Ancak bilim insanları, santrifüfün ne kadar hızlı dönmesi ya da kişinin içinde ne kadar süre geçirmesi gerektiği konusunda henüz emin değil. Uzun süreli mikroyerçekimi ortamı kas kaybına, aerobik kondisyon düşüşüne ve gözlerdeki sıvı kaymalarından kaynaklanan sorunlara yol açabilir. Yapay yerçekiminin bu etkileri önleyebileceğine dair bir umut var; ancak tam olarak ne kadar yerçekimine ihtiyaç olduğu hâlâ yanıtlanmayı bekleyen bir soru.

Kafa aşağı yatarak yapılan — uzay uçuşunun vücuda verdiği hasarı simüle etmek için standart araştırma yöntemi olan çalışmalar, günde 30 dakikalık bir santrifüf seansının kas işlevindeki bazı kayıpları önleyebildiğini gösterdi.

“Günde 30 dakika… belki yeterli değil,” diyor Clark. “Belki günde bir saat ya da iki saat ve daha yüksek G seviyelerinde faydalı olur.”