Bu bilimsel köşede zaten dağarcığımda kıt olan atasözü ve deyim kullanabildiğimde, azıcık bir edebi bir zenginlik yaratabildiğimde içime bir mutluluk dolar. Ancak bu başlık beni mutlu eden cinsten değil. ‘Yelken açmak’ deyimi, deyim değil ben size diyeyim. Uzaya 27 Haziran’da bir yelkenli gönderdik ve 21 Temmuz itibariyle yelkenlerini açmasını bekliyoruz. Bir yıl boyunca çıplak gözle* görebileceğimiz bu yelkenli uzay aracının adı LightSail 2 (Işık Yelkeni 2)
Nasıl yelkenciler denizde ilerlemek, hızlanmak ve manevra yapabilmek için rüzgâr kullanıyorsa bu araç da uzay boşluğunda yelkenlerini bilin bakalım neyle ittirecek. Işıkla! Şaka olmadığını belirtmek için bir daha üstüne basıyorum, ışıkla. Sonsuz miktarda, bedava ve uzay aracına yük bindirmeyecek bir nevi yakıt bulmuş gibiyiz! Işık yelkeni yıldızlararası yolculuklar için en akla yatkın uzay aracı. Hatta o kadar akıllıca ki uzayda bizden başka akıllı yaşam varsa yıldızlar arası seyahatlerini kesin bu ışık yelkenleriyle yapmak akıllarına yatacaktır. İşte bu yüzden Harvard Profesörü Avi Loeb, 2017’de yakınımızdan geçen Oumuamua adı verilen cismin, uzaylıların ışık yelkenlisi olma ihtimalini öne sürüyor.
Ama biz bizim akıllı yaşamımızın yaptığı LightSail 2’ye dönelim. Gerçi aracın isminin sonundaki ‘2’ rakamından da anlayacağınız üzere bir yelkenliyi ilk kez uzaya göndermiyoruz, hatta fikri bile yeni değil. Fikir 410 yılcık önce 1608’de Keppler'in Galileo'ya yazdığı bir mektupta yer almıştı. Aracı inşa etmek için yeterli mühendislik seviyesine de yeni ulaşmadık. 2015’te LightSail 1 gönderildiğinde yalnızca yelkenlerini güzelce açıp açmadığı test edildi. Daha eskiye de gidiyor. Japonlar 2010’da İKAROS adında bir yelkenliyi dosdoğru Venüs’e yolladı, Guiness Rekorlar Kitabına girdi.
Peki, neden şimdi LightSail 2 ile burayı ayağa kaldırıyorum? (A ha deyim kullandım!) Çünkü İKAROS manevra gücünden yoksundu, bugünkü araçtan 60 kat daha ağırdı, dolayısıyla yavaştı ve üzerinde bilimsel araçlar taşımak için yeri yoktu. Manevra kabiliyetiyle Dünya yörüngesinde hızlanarak dönecek LightSail 2’nin açtığı yolla mesela Elon Musk’ın Starlink internet projesinde bulunan 12 bin minyatür uydunun bir kısmı yüksek yörüngede dönebilecek. Sürtünmeye maruz kalsalar da hızlanabildikleri için, atmosfere düşmeden yani yenilenmeye gerek olmadan bu yelkenliler tüm dünyaya -internetsiz 4 milyar insana dahil olmak üzere- ucuza ve sansürlenemeyen internet sağlayacak. Bunu da önemli bulmadıysanız ben Ocak 2016’da yazmaya başlamışım, ancak sizi uzay yelkenlisinden haberdar edebiliyorum.
Işık bir aracı nasıl itebilir diye sorabilirsiniz. Işık, foton adında hareket eden parçacıklardan oluşuyor. Fotonların bir kütlesi yok ama sahip olduğu bir momentumu var, yani enerjisinin bir aktarılma yönü var. Momentum normalde nesnenin kütlesi ve hızının çarpımıyla bulunur, fotonun kütlesi sıfırsa, momentumu da sıfır olmaz mı paradoksuyla karşılaşıyoruz. Einstein’ın e=Mc2si hızır gibi yetişiyor ve fotonların da aşırı küçük bir momentumu olduğunu gösteriyor. Tabi bunun arkasında bir ton formül var fakat biz her zamanki gibi konuya daha sezgisel yaklaşacağız.
Şimdi gözününüz önünde bir halatın iki ucundan tutup sallayan iki kız gelsin. Benim gibi 80’ler çocuğuysanız ve geceleri uyumakta zorluk çekenlerdenseniz Elm Sokağında Kabus filminin “One, Two, Freddy’s Coming For You… Nine, Ten Never sleep again” şarkısı da eşlik etsin. Kızın biri müthiş bir güç vererek halatı sallarsa, ucundaki kızı sarsabilir. Halat herhangi bir kütleyi aktarmamıştır, fakat dalga hareketi boyunca momentum taşır, dalganın bir kütlesi yoktur ama momentumu vardır. Işık bir parçacık olduğu kadar aynı zamanda dalgadır da (teşekkürler kuantum fiziği). İşte böylece ışığın kütlesi olmasa da momentumu vardır diyebiliyoruz.
Sonuç olarak dünyada bunu hissedemesek de uzay boşluğunda bu basınçla fotonlar çok hafif bir aynayı yerinden oynatabilir. Nasıl mı? Selam Newton ve ünlü hareket kanunlarının üçüncüsü: “Her kuvvete karşılık, her zaman eşit ve ters bir tepki kuvveti vardır.”
Dünyada mesela arabalar asfalt yola güç uygulayarak hızlanır, kısaca karşısında etki uyguladıkları bir aracı vardır. Uzay boşluğunda ise böyle bir aracı yok. Uzayda roket bir yöne doğru yakıtını püskürtünce roket ters yöne hareket eder. Bunu elinize bir yangın söndürme aracı alıp çalıştırırsanız söndürücüyü basınçla çıkaran gazın sizi güzelce geri ittirmesine benzetebilirsiniz. Kafanız karışabilir, sonuçta roket bilimi konuşmuyor değiliz. Normal uzay araçları ilk önce fırlatıldıkları roketin momentumunu kullanır, daha sonra taşıdığı yakıtı kullanarak uzayda manevralar yapar, hızlanır; çoğu zaman ise uzay cisimlerinin kütleçekimini kullanarak varış noktasına ulaşır çünkü yakıtı sınırlıdır.
Fotonlara dönecek olursak, aynalardan yapılmış bir yelkene hem çarparken hem de geri sekerken momentumlarını aktarırlar. Bahsettiğim güç bir atacın elinizde oluşturduğu kadar az ancak avantajımız şu: Güneş gibi saniyede milyar çarpı milyarlarca foton kaynağımız var ve uzayın sürtünmesiz ortamında bu itişler yelkene azar azar da olsa muazzam bir hız kazandırabilir. Kimyasal roketlerin asla ulaşamayacağı, ışık hızının beşte biri hızlardan söz ediyorum. Güneş’ten uzaklaştıkça alacağı fotonlar azalacağından Dünya’dan lazer ışığı yollamamız gerekecek. Bunu 2050’lere geldiğimizde Avi Loeb’in danışmanlık yaptığı Breakthrough Initiatives, en yakınımızdaki yıldız olan Alfa Centauri’ye 20 yılda gitmek için yapacak.
Bizim yelkenli açısını Güneş’e göre değiştirerek, kimi zaman gittiği yönünün tersine ışığı alarak, ağırlık merkezini kullanarak, uç pervanelerini kullanarak dünyanın çevresinde dönecek. LightSail2 Mylar malzemesinden, 0.0045 milimetre kalınlığındaki yelkenlerini açtığında, -bir boks ringi kadar- 32 metrekare alan kaplayacak. Taşıdığı CubeSats uydusu ise bir paket tost ekmeği boyunda. Son istatistik de para konusunda; Planetary Society’s adlı kurum uzay severlerin bağışlarıyla bu projeyi 7 milyon dolara bitirdi. Uzay keşiflerini destekleyen insanlar bir araya gelince işte böyle tarihi başarılara imza atıyoruz. Yeni dünyaları ışıkla keşfedeceğimiz günler uzak değil.
*LightSail 2’nin anlık konum bilgisi için: http://www.planetary.org/explore/projects/lightsail-solar-sailing/lightsail-mission-control.html
