Fiziki Bilimler

Kutuplar ve Uzay


İng. Poles and Space

Uzay, bütün gök cisimlerini içinde barındıran çok büyük bir hacimdir. İçerisinde Dünya’mızın da bir üyesi olduğu Güneş Sistemi de bulunmaktadır. Kendi yıldızımız ve ısı kaynağımız olan Güneş, Mars ve Jüpiter gibi komşu gezegenler ve sayıları milyonları geçen asteroitler Güneş Sistemi’mizin içerisinde bulunmaktadır. Diğer bir deyişle, çok büyük olan uzayda çok küçük bir hacim kaplayan Güneş Sistemi’miz, aynı zamanda içinde birçok astronomik obje barındırmaktadır.

Güneş Sistemi’mizin ve içindeki gezegenlerin, asteroitlerin, uyduların nasıl oluştuğu ve oluştuktan sonra nasıl süreçlerden geçerek günümüzdeki hâlini aldığı hâlâ tam olarak bilinmemekle birlikte bilim insanları tarafından sürekli olarak araştırmaktadır. Örneğin yerkürenin oluşumu sonrasındaki ilk şekli ve durumu, bugünkü şekli ve durumundan çok farklıdır. Dünya oluştuktan kısa bir süre sonra yüzeye çarpan asteroitler, yerküre üzerinde gördüğümüz büyük kraterleri oluşturmuş ve önemli jeolojik değişikliklere yol açmıştır. Asteroitler, boyutları 1 metreden büyük fakat gezegenlerden daha küçük olan taş parçalarıdır. Güneş Sistemi’mizde, Mars ve Jüpiter gezegenleri arasındaki bölgede çok fazla sayıda asteroit bulunmaktadır. Asteroitler, bir atmosferi olmamakla beraber, sahip olduğu kimyasal içeriğe göre farklı sınıflara ayrılmaktadır. Gezegenler gibi, asteroitler de oluştukları günden bu yana çeşitli değişikliklere uğramaktadır. Bu değişiklikler farklı şiddette ve çok çeşitlidir. Bilim insanları sürekli araştırmalar, gözlemler ve incelemeler yaparak Güneş Sistemi’mizin, içindeki gezegenlerin, uyduların ve asteroitlerin oluşumları ile geçirdiği evreleri anlamaya çalışmaktadırlar.

Dünyamızın kutup bölgeleri olan Antarktika ve Arktik, birçok bilimsel araştırma için olduğu gibi uzay bilimleri araştırmaları için de uygun ve ideal bölgelerdir. Bunun sebebi, yapılan bilimsel araştırmalarda karşılaşılan bölge kaynaklı zorluklar ve ideal olmayan şartların kutuplarda bulunmamasıdır. Örneğin atmosferik şartlar (yüksek nem oranı, ışık kirliliği, şiddetli atmosferik türbülans vb.) teleskop ile yapılan uzaydaki cisimlerin tespiti ve algılanması çalışmalarını direk olarak etkilemekte hatta bazen imkânsız kılmaktadır. Fakat kutuplarda, özellikle Antarktika’da hâkim olan düşük nem oranı, çok düşük atmosferik türbülans, aylarca gece olması ve gökyüzünün açık ve berrak olması teleskop ile yapılacak astronomik gözlemleri mümkün kılmaktadır. 1,2

Milimetre-altı dalga boyunda astronomik gözlem yapılabilecek en ideal bölgenin, dünyada Güney Kutbu olduğu belirtilmiştir.3 Buradan yola çıkarak kıtaya kurulan Antarktik Milimetre-altı Teleskobu ve onun devamı niteliğinde olan Güney Kutbu Teleskobu çok geniş dalga boyu aralıklarında astronomik gözlemler yapmış olup gökadamız ve karanlık enerji ile kozmik mikrodalga taramaları üzerine birçok araştırmaya imza atmıştır. Astronomik gözlemler için dünyadaki en uygun bölgelerden diğeri ise bölgede hâkim olan soğuk ve kuru hava şartlarından dolayı Antarktika’da bulunan Ridge A bölgesi olarak belirlenmiştir.4 Özellikle terahertz aralığındaki astronomik gözlemler için oldukça ideal olan bu koşullarda 4000 metre yükseklikte bulunan Antarktika Terahertz Teleskobu bir kızılötesi teleskop olarak gökadamızın kimyasal haritasını oluşturmak adına kıtada gözlem yapmaktadır. Kozmik ışığı algılamak oldukça zordur çünkü aşırı seviyede saflıkta istikrarlı ve geniş bir ortam gerekmektedir. Bu şartları sağlayan en uygun bölge Antarktika olduğundan kıtadaki buzların içine yerleştirilen dedektörleri ile IceCube Gözlemevi, algılanması çok zor olan nötrinoları algılamaya çalışmaktadır. Böylece bilim insanları kozmik ışınlar ve kökeni hakkında daha fazla bilgi sahibi olmayı hedeflemektedir.

İnsanlı veya insansız uzay görevleri oldukça karmaşık işlemler ve yöntemlerden oluşur. Her bir işlemin doğru gerçekleşmesi ve yöntemlerin yolunda gitmesi için görev öncesinde üst düzey hazırlıkların ve testlerin başarıyla tamamlanması gerekir. Aksi takdirde olumsuz sonuçlar ortaya çıkabilir. Görev öncesinde testlerin ve hazırlıkların uzay koşullarına mümkün olan en yakın ve benzer koşullarda gerçekleşmesi gerekir. Kutuplar sert iklimi, hava koşulları, arazi ve toprak yapısı gibi zorlayıcı şartları ile uzay görevlerinin hazırlıkları ve testleri için oldukça uygun bir ortamdır. Bu nedenle astronot eğitiminden elektronik cihazların testine kadar birçok konuda, kutuplar uzay görevleri ve araştırmaları için özdeş saha olarak da kullanılır.

Kutuplar, benzer olarak meteorit ve mikrometeorit araştırmaları için de çok büyük bir öneme sahiptir. Dünyada kutuplar dışında herhangi bir bölgeye düşen meteoritler ve mikrometeoritler doğada kolaylıkla başkalaşıma uğrayabilir ve öz kimyasal içeriği kolaylıkla değişebilir. Bu istenmeyen bir durumdur çünkü değişmiş bir kimyasal içerik, uzay hakkında doğru bilgileri artık barındırmayacaktır. Öte yandan kutuplara düşen meteorit ve mikrometeoritler soğuk hava koşullarında buz içerisinde donmuş bir şekilde kimyasal içeriğini ve özelliklerini uzun yıllarca koruyabilir.

Antarktika’da bulunan beyaz kar ve mavi buz üzerindeki meteoritler ayrıca daha kolay ayırt edilebilir ve bulunabilir. Kutuplar dışındaki bölgelerde ise çevrede bulunan taş ve kayaçlar, meteoritlerin ayırt edilmesini oldukça zorlaştırır. Meteorit aramanın ve bulmanın diğer bir yolu sürekli gözlem yapan gökyüzü kamera sistemleridir. Bilim insanları ve bazı kurumlar, dünyanın çeşitli bölgelerine gökyüzü kamera sistemleri ve ağlarını kurarak atmosfere giren meteorları resimler ve bu resimlerden yola çıkarak eğer yere ulaşmış ise meteoritlerin düştüğü bölgeyi tespit eder. Böylece düşen meteoritler hızlıca bulunabilir. Fakat Antarktika için bu tür gökyüzü kamera sistemleri meteorit tespiti için etkili olamamaktadır. Bunun nedenleri şu şekilde sıralanabilir: kıtada kış mevsiminde bir arama çalışmasının mümkün olmaması, ağ içinde birbirinden çok uzak olmayan en az 3 kamera istasyonuna ihtiyaç duyulması, bu şekildeki bir ağın enerji ve lojistik gereksinimlerinin sağlanmasındaki zorluklar, düşen meteoritlerin ağırlıklarına bağlı olarak hızlıca kar ve buz içine gömülmesi ve Antarktika’daki buzulların sürekli hareket hâlinde bulunmasından dolayı düşen ve gömülen meteoritlerin bulunmasındaki zorluklar. Bu nedenle, uzay bilimlerinde öncü ülkelerin uzay ajans ve araştırma grupları, Antarktika’da uzun yıllardır meteorit arama çalışmaları sürdürmelerine rağmen bir gökyüzü kamera ağı kurmamıştır. Bunun yerine, bilim insanları düzenli olarak Antarktika’ya gitmekte, yürüyerek ve kar motorları ile arama yaparak her yıl yüzlerce meteoriti kıtadan toplamaktadır.

Sonuç olarak, uzay araştırmaları hem Güneş Sistemi’miz ve içindeki cisimler hakkında hem de Güneş Sistemi’miz dışındaki cisimler hakkında bizleri aydınlatmaktadır. Bu araştırmalar için kutuplar çok önemlidir çünkü kutuplar uzay bilimleri araştırmaları için oldukça ideal ortamlar sunmakta ve dünyanın diğer bölgelerinde çok zor olan bilimsel araştırmaları ve çalışmaları daha kolay ve yapılabilir kılmaktadır. Kutuplar ayrıca gelecekte düzenlenecek olan uzay görevleri için de dünyadaki en uygun özdeş saha imkânlarını sunmaktadır.


Kaynakça

1 Rubie, D.C., Gessmann, C.K. ve Frost, D.J., 2004. Partitioning of oxygen during core formation on the Earth and Mars. Nature, 429(6987), s. 58-61.

2 McKay, C.P. ve Stoker, C.R., 1989. The early environment and its evolution on Mars: Implication for life. Reviews of Geophysics, 27(2), s. 189-214.

3 Chamberlin, R.A., Lane, A.P. ve Stark, A.A., 1997. The 492 GHz atmospheric opacity at the geographic South Pole.The Astrophysical Journal,476(1), s. 428.

4 Saunders, W., Lawrence, J.S., Storey, J.W., Ashley, M.C., Kato, S., Minnis, P., Winker, D.M., Liu, G. ve Kulesa, C., 2009. Where is the best site on Earth? Domes A, B, C, and F, and Ridges A and B. Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 121(883), s. 976.


Yazarlar