Mars Curiosity Keşif Robotu’nun ...

Eğer bir gün torunlarımızla birlikte kızıl gezegenin paslı yüzeyinde oynanan bir futbol karşılaşmasını izlersek bunu şimdilerde bizim için çalışan kâşif robot Curiosity’e borçlu olacağız. Komşumuz Mars’ta bulunan Gale Krateri’nde gezegenin iklim ve jeolojisini inceleyen bu meraklı robot, Mars’ta yaşamı ve su bulunabilirliğini araştırmakta, büyük keşiflerin yapılabilmesi için bizlere ortam yaratmaktadır. 

13

Kaşif Robotu Yakından Tanıyalım

Curiosity, NASA’nın Mars Bilim Laboratuvarı’nda gerçekleştirilen en iddialı Mars görevidir. Robotumuz, kızıl gezegende farklı canlıların yaşayıp yaşamadığını ve gezegenin insan yaşamına uygunluğunu araştırmakta, Mars iklim ve yüzeyi ile ilgili bizlere sürekli bilgi yollamaktadır.

Curiosity, küçük bir otomobil büyüklüğündedir. Yüzey analizleri yapabilmek; herhangi bir oluşum, taş, toprak resimleri çekebilmek ve bilimsel deneyler yapabilmek için 2 metreye kadar uzanan robotik kola sahiptir. 2,7 metre genişliğinde ve 2,1 metre yüksekliğinde olan robotumuz 900 kg ağırlığındadır ve 50,8 cm çapında tekerleklere sahiptir. Kâşif, NASA Jet Propulsion Laboratuvarı’nda çalışan mühendisler tarafından yüksekliği 65 cm’ye kadar olan engelleri aşabilecek ve her gün 200 metreye kadar seyahat edebilecek şekilde tasarlanmıştır. Robotumuz gerekli enerjiyi, plütonyum-238’in doğal bozunumundan elektrik üreten radyoizotop termoelektrik üretecinden elde etmektedir.

Curiosity’nin yaptığı bir özçekim (Resim Telif Hakkı: NASA/JPL-Caltech)

 

 

 

Mars’a İniş ve Öncesi

Curiosity’nin Mars’a yaklaşmasını tasvir eden resim (Resim Telif Hakkı: NASA/JPL-Caltech)

 

2,5 milyar dolar değerindeki robot 26 Kasım 2011 tarihinde Cape Canaveral Uzay İstasyonu'ndan fırlatıldı ve NASA’nın "Dehşetin Yedi Dakikası" olarak adlandırdığı cesur iniş silsilesinden sonra 6 Ağustos 2012 saat 05.17’de (UTC) başarılı bir şekilde Mars'taki Gale kraterinde Aeolis Palus bölgesine iniş yaptı. NASA, Curiosity’nin ağırlığından dolayı araziye iniş için bir yöntem olan torbalar içinde yuvarlamanın işe yaramayacağına karar verdi. Bunun yerine son derece karmaşık manevralar yapmasını gerektirecek bir yöntem kullanıldı.

 

Atmosfere ateşli bir giriş olacağından, uzay aracının düşüşünü yavaşlatmak için bir süpersonik paraşüt gerekiyordu. NASA yetkilileri, başarılı bir iniş için 29,480 kg’a kadar dayanacak bir paraşüte ihtiyaç olacağını belirttiler. Paraşüt aracı 322 km/s hızına kadar yavaşlatabildi fakat bu hız iniş için çok yüksek bir hız olarak görülmekteydi. Mühendisler, bu sorunu çözebilmek için iniş silsilesinin finalinde devreye girecek bir roketi paraşüte eklediler. Yüzeyden 16 m yukarıya “skycrane” olarak adlandırdıkları uçan vinç konuşlandırıldı. İniş tertibatı 6 metrelik ipler yardımıyla roketler altında sallanıyordu. Araç nazikçe yüzeye dokundu ve skycrane bağlantısı koparıldı böylece robotumuzun inişi 563.000.000 km'lik yolculuktan sonra hedefleyip inmek istediği Bradbury iniş bölgesinden 2,4 km ötede başarıyla gerçekleşti.

Curiosity’nin “skycrane” yardımıyla Mars yüzeyine düşüşünü tasvir eden bir fotoğraf (Resim Telif Hakkı: NASA/JPL-Caltech)

 

 

 

NASA personeli tüm bu olan bitenleri gergin bir şekilde televizyondan izliyordu. Curiosity’nin güvenli bir şekilde Mars yüzeyine iniş yapmasıyla, tüm personel büyük bir sevinç yaşadı. Curiosity’nin inişin tüm bu aşamalarını güvenli bir şekilde gerçekleştirebilmek ve inişten sonra da verilecek olan görevleri başarıyla yerine getirebilmesi için Mars’a fırlatılmadan önce mekanik olarak tasarlanması, simülasyon ve testlerin yapılması, görev esnasında en güvenli ve en başarılı şekilde istenilenleri yerine getirebilmesi için NASA, Siemens’le bir ortaklık yürüttü. Siemens’e ait PLM Software ürünleri bu eşsiz uzay aracının geliştirilmesinde kullanıldı. Jet Propulsion Laboratuvarı mekanik tasarım için Siemens PLM ürünlerinden NX™  platformunu kullandı.  NX, Jet Propulsion Laboratuvarı’na, robotumuzun mekanik kısımlarının geliştirilebilmesi için Femap™ kullanarak yapısal modelleme ve simülasyon yapabileceği tam entegre CAD / CAM / CAE (bilgisayar destekli tasarım / bilgisayar destekli üretim / bilgisayar destekli mühendislik) sistemi sağladı. Laboratuvar ayrıca dijital yaşam döngüsü boyunca tek kaynaktan yapılandırılmış ürün ve bilgi işlem yönetimi sağlayan Siemens PLM ürünlerinden Teamcenter® yazılımını da kullandı.

 

NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı’nda, Curiositiy’nin tasarım hikâyesinde büyük yere sahip NX 3D CAD gibi platformları içeren Siemens PLM Software ürünleri kullanmıştır. (Resim Telif Hakkı: NASA / JPL-Caltech)

 

Sonuç olarak; Siemens ortaklığıyla JPL’de geniş bir alana dağılmış geliştirme ekibi, Curiosity’nin fiziksel prototipi üretilmeden dijital tasarım, test ve simülasyonunu yapabildi.

 

Yaşam İpuçları Arayan Ekipmanlar

Curiosity, Mars’ta yaşanabilirliği araştıran birçok ekipmanla donatılmıştır. Yaşam varlığını araştıran önemli ekipmanlardan birisi olan Nötronların Dinamik Aklığı (Dynamic Albedo of Neutrons) ,yüzeyi nötronlarla bombardıman ederek hidrojen veya buz ya da su tespit etmek amacıyla Rus Uzay Ajansı tarafından geliştirilmiştir.

Curiosity 2.1 m uzunluğundaki robotik koluyla, yüzeyden kaya ve toprak formlarını toplamakta ve bunların analizini yapıp yaşama dair ipuçları bulmaya çalışmaktadır.

Mars’ta numune inceleme (SAM)  ekipmanı hem atmosferden hem de kaya formlarından çıkan organik ve gazları analiz etmektedir. Ayrıca bu ekipman içerisinde bulunan araçlarla oksijen ve karbon izotoplarının karbondioksit içindeki oranı ve atmosferdeki metan gazı miktarı da belirlenmektedir. Araştırmacıların Mars’taki ortamı yeryüzüyle mukayese edebilmesi için Curiosity yüksek çözünürlüklü kameralarıyla aldığı görüntüleri bize yollamaktadır. Örneği Mars’ta akarsu yatağı keşfinde yüksek çözünürlüklü kameralar kullanılmıştır.

 

►Mars’ta Yaşam Olabilir Mi?

Curiosity’nin ana görevi Mars’ın yaşam için uygun bir gezegen olup olmadığına karar verebilmektir. Yaşamla ilgili birçok hayati soruya cevap arayan meraklı robotumuz, cevapları alabilmek için kızıl gezegende kullanabileceği önemli ekipmanlara sahiptir. Bu araçlar direkt yaşamı kendi kendine bulmak için tasarlanmış olmasa da,  çevre hakkında topladıkları bilgileri bizlere yollayarak, yaşam olup olmadığı ile ilgili çıkarımlar yapmamızı ve fikirler edinmemizi sağlarlar. Örneğin, Curiosity araştırmacılara 2013’ün başlarında Mars’ta yaşanabilirliği gösteren sinyaller yolladı. Curiosity’nin Mars yüzeyinden aldıkları örneklerde yaşamın yapı taşları olarak kabul edilen, kükürt, azot, hidrojen, oksijen, fosfor ve karbon gibi elementlere rastlanıldı. Bu hayatın kendisi için direkt kanıt olmasa da bilim insanları için heyecan vericiydi. Curiosity’nin ana görevi olan Mars ortamının yaşamı destekleyip desteklemediği sorusuna NASA’nın Mars Keşif Programı’nın lider bilim insanlarından Michael Meyer,“Bildiklerimiz doğrultusunda bu sorunun cevabı evet” diye bir açıklama yaptı.

Curiosity Aralık 2014’te de Mars yüzeyindeki organik maddelerin ilk kez kesin tanımını yaptı. Organikler yaşamın yapı taşları olarak kabul edilse de kimyasal reaksiyonlar olmadan yaşamı oluşturamayacakları için kesin bir yaşam varlığı kanıtı olarak görülmedi. NASA bu duruma “Bir hayat olduğu sonucuna varamasak da keşif bizlere Gale Krateri’nde eskiden yaşam için enerji kaynağı olarak kullanılmak üzere indirgenmiş organik moleküller olduğunu gösterdi” diyerek bir açıklama getirdi.

2015 yılında Ay ve Gezegen Bilimleri toplantısında yayımlanan ilk sonuçlar Curiosity’nin Mars’tan topladığı örnekler içinde karmaşık organik moleküller bulunduğunu da gösteriyordu fakat bu maddeler hiç beklenmedik bir şekilde bulunmuştu. Bulunan kimyasal maddeleri etiketlemek için yapılan “wet chemistry” deneyinde meydana gelen istenmeyen bir sızıntıdan çıkan buharın içinde karmaşık organik maddelere rastlanıldı. Bu keşif bulunan karmaşık organik maddelerin analizi için bilim insanlarına ortam yarattı.

 

►Mars Çevresinin İncelenmesi

 

Curiosity bugüne kadar Mars’a gönderilen en büyük robottur

 

Meraklı robotumuz yaşam avcılığı yapan ekipmanlara sahip olmasının yanı sıra, Mars çevresi hakkında daha fazla bilgi edinmemizi sağlayacak araçlarla da donatılmıştır. Mars ortamının incelenmesi de Curiosity’nin temel görevlerinden birisidir. Kaşifimiz bu amaç doğrultusunda, Mars ortamının nihai bir insan misyonu için uygunluğunu keşfetmek için sürekli radyasyon gözlemleri yapmakta ve aldığı sonuçları kaydetmektedir. Bu yüzden robotumuzun Radyasyon Değerlendirme Detektörü (RAD) 15 dakikada bir yüzey ve atmosferdeki radyasyon oranını belirlemek için tarama yapmaktadır. 2013 Aralık ayında, NASA’nın RAD üzerinden elde ettiği radyasyon seviyelerinin gelecekteki mürettebatlı insani misyonlar için yönetilebilir olduğu belirtildi.

Ayrıca Kâşif Çevre İzleme İstasyonu (REMS), çevredeki rüzgârın hızını ölçüp, yönünü belirlemekte, sıcaklık ve nem grafikleri çıkarmaktadır.

 

 

Teknik Engeller ve Gelinen Son Nokta

Curiosity, ilk büyük problemini Şubat 2013’de bir bilgisayar aksaklığı yüzünden yaşadı. Birkaç gün süren bu problem bilimsel faaliyetlerde kısa süreliğine duraklamaya sebep olsa da robot üzerinde uzun süren bir etkisi olmadı. Daha uzun süreli bir problem ise kâşifimizin tekerlekleri üzerinde oluştu. Her ne kadar tekerlekler üzerinde bazı aksaklıklar beklense de, 2014 yılında yapılan kontroller tekerlekler üzerinde oluşan delikler ve aşınmaların beklenenden daha büyük olduğunu gösterdi ve bu aşınmalar Curiosity keşiflerini yapmaya devam ettiği sürece daha da büyüyecekti. Konuyla ilgili,   Temmuz 2014’ te yaptığı röportajda tekerleklerde ufak deliklerin oluşacağını öngördüklerini belirten NASA Jet Propulsion Laboratuvarı proje yöneticisi Jim Erickson sürpriz olanın deliklerin beklediğimizden büyük olmasıydı diye kaydetti. Tekerleklerin bu durumu Curiosity’nin artık kayalıklardan uzak durması ve daha çok kayalıkların olmadığı, kumla dolu arazide keşif yapmaya devam etmesi gerektiğini gösteriyordu. Artık yaşamı az sürüş daha fazla bilgi bulma yöntemiyle araması gereken Curiosity, Eylül 2014’te Mars’ta bir dağ olan Mount Sharp  (Aeolis Mons) isimli hedefine ulaştı.

Curiosity  tarafından alınan Mount Sharp yüzeyinde "Kimberley" olarak adlandırılan oluşumun görünümü (Resim Telif Hakkı: NASA/JPL-Caltech)

 

Meraklı robotumuzun burada son derece dikkatli bir şekilde dağ yamaçlarını incelemesi ve eğimli bir arazide yukarı doğru ilerlemesi gerekiyordu. Bir basın toplantısında açıklama yapan Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nde Curiosity projesinde yer alan bilim adamı John Grotzinger, “Nihayet uzun süredir hedeflediğimiz bu uzak sınıra ulaştık. Düşüncelerime göre artık bilgi toplayabilmek için daha az sürüş, daha fazla sondajlama yapmalıyız. Bu doğrultuda bu projede çalışan bilim insanları olarak düzenlemeler yapacağız” dedi. NASA, Şubat 2015’te daha düşük enerji gerektiren ve bölgenin bazı kısımlarında bulunan yumuşak kayalar üzerinde çalışan bir sondajlama tekniği geliştirmiştir. 2015 Şubat sonunda yapılan bir sondalama işleminde parçalanan kayalardan sonra robotumuzun kolunda bir kısa devre gözlemlendi. Eğer bu sorun da devam ederse ileride NASA sondajlama prosedürlerini tamamen değiştirebilir.

Curiosity’nin Mount Sharp yüzeyinde bulunan “Buckskin” isimli kayayı parçalamadan önce yaptığı özçekim (Resim Telif Hakkı: NASA/JPL-Caltech)

Curiosity, bu zorlu ve son derece önemli görevinde kızıl gezegenden şaşırtıcı ve umut verici bilgiler toplayıp bizlere yollamaya devam etmektedir. İnsanlık devam ettiği sürece merak da devam edecek ve bilmediklerimizi öğrenebilmek için Curiosity gibi meraklı robotlara ihtiyacımız sürecektir. Bu yüzden bu tarz robotların üretilmesi için NASA gibi kurumlar, Siemens gibi büyük şirketler, mühendisler ve bilim insanları çaba harcamakta ve insanlığa yeni ufuklar kazandırmaktadırlar.

 

Kaynak: NASA, MSL, Space, Collectspace