Uzay
Asansörü:
1—Tarihçe:
1--Uzay
asansörü, yakın tarihe kadar bilim kurgu romanlarına konu olan bir fikir, simdi
günümüz teknolojisi sayesinde NASA tarafından gündeme alınmış görünüyor.
2--Karbon -nanotüpleri sayesinde. Amerikan Havacılık ve Uzay Dairesi'nin (NASA) Alabama eyaleti Huntsville kentindeki Marshall Uzay Merkezi Geleceğe Yönelik Projeler bölümünden David Smitherman, Ulusal Havacılık ve uzay merkezine bağlı Marshall Uzay Merkezi'nden David Smitherman yakın gelecekte uzay asansorünün uzaydaki ulaşım araçlarından biri olabileceğini söyledi.
3--NASA bir süredir projeyi hayata gecirmek icin uygun teknoloji arayışında.50 yıldan fazla bir gecmise sahip bu fikir ilk olarak 1950'li yıllarda Rus muhendis Yuri Artsutanov tarafından ortaya atılmıştır
3.1--Uzay
Asansoru'nun fikir babası Rus muhendisi Yuri Arstsutanov, Dünya ve Ekvatora
uygun bir noktadan havada duran bir uyduya kablo çekmenin teorik olarak mümkün
olduğunu savunmuştu.
3.2--Uzay
asansoru, bir ucu yeryüzünde diğer ucu dünyanın geosantrik (geosynchronous)
noktasından ötede bulunan, dunyayla eşdeğer açısal hız ve sabit bir yörünge
uzaklığında hareket eden, yaklaşık 100.000 km uzunluğunda bir kablo ve ek
sistemlerle oluşturulması düşünülen taşıyıcı bir sistemdir.
3.3--Böyle
bir asansörün yapılması yakın zamana kadar kablo icin yeterince dayanıklı
maddenin bulunamaması nedeniyle teknolojik bakımdan imkansız görülüyordu.
4--Uzay
Asansorü için Nasa, Los Alamos National Laboratuarı Mart 2001 de ayrılan,
1992'de HighLift Systems adlı bir şirket kuran arastırmacı Dr. Brad Edwards'a
bu konuda çalışması amacıyla 570.000 dolar destek sağladı.
4.1--Edwars amacını 'Uzay asansoru dikey bir demiryoludur, biz onu kurgu-bilimin kucağından alıp gerçeğe dönüştürmek istiyoruz' diye ifade ediyor. Proje maliyetinin 7 ila 10 milyar dolar arasında olacağı tahmin edilmektedir.
4.1--Uzay
asansörünün en önemli kısmı dünyadan uzaya uzanacak olan 100 000 km kablosudur.
4.2--Yüksek
teknoloji ürünü olacak kablonun yeryüzünde bulunan ucunun acık denizde yüzen
bir platforma bağlanması planlanıyor.
4.3—Uzayda
kalacak ucuna da asansörler icin standart olan, dengeleyici ağırlığı bağlı
olacak.
4.4—Kablolar
Bugune kadar uzay asansorunun yapılamamasının önemli bir nedeni bu uzunlukta
kullanılabilecek ve ihtiyaca cevap verebilecek özelliklerde malzeme
bulunamamasıydı.
4.5--Bildiğimiz
çelik, kevlar,karbon whisker kablolar vd. 100 km uzunlukta ve oluşturdukları
ağırlıkla yetersiz kalıyorlardı.
4.6--1991
yılında NEC firmasında mikroskopist olarak calısan Japon araştırmacı Sumio
Iijima şimdi karbon nanotüpler olarak adlandırdığımız yeni bir tür malzeme elde
etti.
4.6.1--Sonraki
çalışmalar gösterdi ki mukavemet ve hafiflik bakımından karbon-nanotüpler
çelik, kevlar ve bildiğimiz bütün diğer malzemelerden daha üstündüler. Elde
edilen malzeme uzmanlar tarafından yeterli bulunuyordu.
4.7--Nanotupler bilim cevrelerinde heyecanla karşılandı ve sadece bu konu uzerinde 1991 yılında binden fazla makale yayımlandı. Karbon-nano tüplerin üretimi üzerinde Amerikan ve japon şirketleri çalışmakta olup 5 yıldan daha kısa bir zaman icerisinde çelikten çok daha sağlam olan bu malzemeden bol miktarda üretilebileceği beklenmektedir.
2—Halat
Malzemesi:
1--Uzmanlara
göre, hem hafiflik hem de çok yüksek mukavemet değerlerine sahip karbon
nanotüpler uzay asansörunun imali için kilit bir malzeme durumundalar.
2--Gerinme
Dayanımları çelik için yaklasık 5 Gpa, Kevlar 3.6 Gpa, değerlerindeyken karbon
nanotüpler 130 Gpa lık
2.1—Yoğunluklara
baktığımızda çelik 7900 kg/m3, Kevlar 1440 kg/m3 iken karbon-nanotup 1300 kg/m3
en düşük değere sahiptir.
2.2--Örneklersek,
3 mm çapındaki bir karbon nanotüp kablo 41 ton yükü deforme olmadan
taşıyabiliyor.
3--Uzay
asansoründe bu uzunlukta kullanılacak kablonun maksimum mukavemet/ağırlık
oranını vermesi icin şekil faktoru (taper ratio), kesit alanı uzaydaki ucu
maksimum yeryüzüne doğru azalarak gitmelidir.
3.1--Benzer şartlardaki kablo için bu değer çelik icin 1.7´1033,Kevlar 2.6´108 olarak bulmuş, sonradan karbon nanotupler icin yapılan hesaplamalardan şekil faktoru 1.5 olarak bulunmustur.
3.2--Çelik ve Kevlar icin bulunan şekil faktoru değerleri fiziksel bakımdan anlamsızdır. Bulunan değerler bu malzemelerin kullanılamayacaklarını da göstermektedir.
3--Karbon-Nanotüp
Kablonun Yerlestirilmesi:
1--Projenin
en önemli safhalarından biri de kablonun yerleştirilmesi tekniğidir.
2--İlk
olarak bir uzay mekiği yardımıyla parcalar LEO (alçak dunya yörüngesi) taşınır.
Burada monte edildikten sonra sistem geosantrik noktaya taşınır.
2.1--Geosantrik noktadan kablo dünyaya doğru salınır (Bu iş için ağırlık veya harici bir itici kullanılır) yeryüzüne ulaşan kablo bağlanması düşünülen yüzer platforma sabitlenir.
3--Edwards
düşüncesinin, 'yapmaya çalıştığımız dünyanın dönüşünü kullanmaktır.
4--Merkezkaç
ivmesi sayesinde uzay asansöru kablosu dışa (uzaya) doğru itilecektir.
Yerçekiminin aşağı doğru etkisi ile birlikte elde edilen yukarı yönde bir
gerilme bileşeni kabloyu dikey yönde kararlı dengede ve gergin bir durumda
tutacaktır.' olarak belirtmektedir.
5--Kablonun
dünyada olan kısmı bir yüzer platforma, uzaydaki diğer ucunun da dengeleyici
bir kütleye bağlanmasıyla kablonun yerleştirilmesi tamamlanmış olacaktır.
6--Asansör
geosantrik yüksekliğe kadar gerekli gücü, yeryüzünden lazerle yönlendiren
enerjiyi kullanabilen, fotovoltaj hücrelerle sağlaması düşünülmektedir.
6.1--Bu
sistem için bazı değişik alternatifler bulunmaktadır. En popüler olanı 3 metre
capında fotovoltaj hücrelerini taşıyıcının alt yüzeyine yerleştirilmesidir.
6.2--Diğer
bir yöntem olarak da taşıyıcının yan yüzeylerine yerleştirilen hücrelerin
asansörün bağlantı noktasına oldukça uzak olan enerji iletim istasyonları ile
beslenmesi düşünülmektedir.
6.3--Enerjinin taşıyıcıya gönderilmesinde, mikrodalga veya lazerle iletim yöntemlerinden biri tercih edilecektir. Fakat taşıyıcıya enerji gönderecek lazerler halen geliştirme aşamasındadır.
4--Tehlikeler
ve Önlemler:
1--Uzay
asansörleri için, sağlayacakları pratiklik ekonomiye karşın bazı tehditler
mevcuttur.
2--Yıldırımlar, meteorlar, onceki uzay çalışmalarının kalıntıları, alçak yörünge cisimleri, fırtınalar,kablonun salınımının engellenmesi, küçük göktaşlarının verdiği hasarlar atomik oksijen, yoğun elektromanyetik alanlar, radyasyon, üst atmosferde sülfirik asit damlalarının kabloda oluşturacağı erozyonlar, uçakların çarpması gibi tehlikelerin dikkate alınması gerekmektedir.
3--Herşeye
rağmen bütün bu problemlere şimdiden kabul edilebilir çözümler bulunmaya
başlanmıstır.
4.1--Yıldırım
ve Fırtınalar:
1--Önemli
tehlikelerden birisi asansör kablolarına zarar verebilecek olan yıldırımlardır.
2--Oluşturdukları arklar herhangi bir kompozit malzemeyi ısıtıp tahrip edebilecek ısıyı açığa çıkarabilirler. Yaklasık 6000 oC erime sıcaklığına sahip karbon-nanotüpler tahrip olmayacakları iddia edilse de, en iyi çözüm kablonun bağlanacağı platformu yıldırımların görülmediği Ekvator kuşağında bulundurmak olabilir.
3--Çok az ve zayıf fırtınaların olduğu bu yerler, platformun yer değiştirme imkanı da düşünüldüğünde, bu türden olumsuzluklara karşı yeterli korunmayı sağlayacağı düşünülebilir.Örneğin, Galapagos adalarının 1500 km batısı, zayıf esen rüzgarları ve çok az şimşeğin oluştuğu atmosfer olayları yüzünden dünyanın en sakin iklimine sahip yerlerindendir.
4--Rüzgarlarda kablonun olusturduğu sürtünme kuvvetinin tamamına yakın kısmı kablonun kesitine bağlı olarak olustuğundan, kablo kesitinin kalınlık/genişlik oranını azaltmakla rüzgarın tahrip edici etkisi ortadan kaldırılabilir.
5--Meteorlar:
Küçük boyutlardaki mikro meteorlar düz yüzeylerde hacimlerin yaklaşık 50 katı
hasara neden olduklarından kablolar için tehlike oluşturabilirler.
5.1--Bu
bölgedeki kablo yüzeyine eni doğrultusunda eğrisel form oluşturarak olabilecek
hasar etkisi oldukça azaltılabilir.
4.2--Alcak
Yörünge Cisimleri (LEO):
1--Alçak
yörünge dunyanın 500 ila 1700 km arasındaki irtifa bölgesinde bulunan insan
yapısı cisimlere verilen isimdir. Halen çapı 10 cm’den büyük 8000 adet uydu ve
diğer uzay araç kalıntıları dünya çevresinde alçak bir yörüngede hareketlerini
sürdürmektedir.
2--Bunların hepsi kodlanmış olup yerdeki ilgili birimler tarafından izlenmektedirler. Buna ilave olarak çapları 1 cm ila 10 cm arasında ilave 100 000 cisim de aynı yörüngededir. Son olarak bahsettiğimiz izlenemeyen ve yörüngeleri bilinmeyen bu cisimler en çok tehlike oluşturanlardır.
3--Bu
parçaların istatistiki olarak 250 günde bir kez kabloya çarpmaları
beklenmektedir. Bu parçaların da yörüngelerinin belirlenerek kablonun bu bölge
dışında tutulması çözümlerden biri olarak düşünülmektedir.
4—Asıl
önlem kritik cisim çapını 3 cm alıp bu cisimleri de izlemek ve bu bölge için
kablo genişliğini iki misli geniş alınmasıyla hasar riskini azaltmak mümkündür.
4.3--Atomik
Oksijen:
1--Atomik
oksijen üst atmosferde 60 ila 800 km arasında, en yoğun 100 km yükseklikte
olmak üzere,bulunur. Çoğu malzeme icin son derece korozivdir, buna karbon nano
tüplerde dahildir.
2—Birkaç
hafta içinde kablonun tahribine neden olabilirler.Kablonun etkilenen bölgesini
atomik oksijenin koroziv etkilerine dirençli maddelerle kaplamakla önlem
alınabilir.
3--Altın
ve platin kaplamalar atomik oksijenden etkilenmezken, alüminyum ve diğer bazı
metaller sınırlı koroziv etkilere maruz kalmışlardır. Bu metallerle yapılan
yüzey kaplaması yeterli koruma sağlayacaktır.
5—Yorum:Uzay asansörünün
yapılmasıyla burada kurulacak depoya dünya yörüngesinde ve uzayda yapılacak
yapılar için ihtiyaç olan tüm malzemeler rahatlıkla taşınabilecektir.Bu ise
uzaya atılımı ciddi anlamda hızlandıracaktır.
Kaynak:
Utku DİNCER-Arastırma Gorevlisi, ODTU Havacılık ve Uzay Muh. Bölümü
2--Uzay Asansörü 2025 de Hazır
1--Uluslararası Uzay Akademisi gök bilimcileri açıkladıkları raporda, 2025 yılına kadar Dünya'dan uzaya bir asansör inşa edileceğini açıkladı.
2--Modern trenlerin hızında uzaya doğru yol alması planlanan aracın yanı sıra, uzaya çıkış noktasında uzay elbiseleri giyilerek uzayda gezinme şartların da oluşturulması hedefleniyor.
3—Proje ile günümüzde yük taşımak için kullanılan roketlere ihtiyaç azalmış ve uzaya ekipman göndermedeki maaliyet düşürülmüş olacak.
4--Proje ile ilgili NASA 2005 yılından beri uzaya asansör projelerinin yer aldığı bir yarışma düzenleyerek derece yapanları ödüllendiriyor. Ayrıca Liftport adlı bir şirket 2031 yılında uzaya asansör göndermeyi planladığını duyurdu.
Kaynakça:www.haberuzay.com/
3--Uzay Asansörü:
1--Califonia’da bulunan Mojave Askeri Hava Üssü’nde yapılan deneyde Lazer desekli robot tırmanıcı ile bir kabloyu saniyede3.9 metre hızla yukarı taşıyabilen Laser Motive şirketi, NASA’nın bu uzay asansörü projesi için ayırdığı 2 milyon dolar ödülün 900.000 dolarını almayı başardı. Bu hızla hareket ederek Uluslararası Uzay İstasyonu’una (ISS) 25 saatte varılabiliyor.
1.1--Tanınmış bilim-kurgu yazarı Arthur C.Clarke, “uzay merdiveni, insanlar gülmeyi bıraktıktan 10 yıl sonra gerçek olacak” demişti. Anlaşılan NASA işin ciddiyetinin farkında, ve 2 milyon dolar da pek gülünecek bir rakam değil.
1.2--Uzay merdiveni projesini gerçekleştirebilmek için, Ekvator yakınında bir noktadan uzaya, diğer ucunda bir karşı ağırlık bulunan bir kablo uzatmak gerekiyor.
1.2.1--Dünya’nın dönüşü ile ortaya çıkan satrifüj kuvveti kabloyu gergin tutacak ve bu kabloya tutunarak yükselecek olan robot, yörünge ile yer arasında malzeme taşıyabilecek.
1.3--Asansörün geliştirmesi milyarlarca dolara malolacak, fakat bu sayede her seferinde yörüngeye bir roket fırlatmak da gerekmeyecek.
2--LaserMotive şirketinin robotu bu hızı kablosuz güç kaynağı ile yakalıyor, yerde konuşlanmış bir kızılötesi lazerle güneş pillerinden aldığı enerji ile çalışıyor.
3--NASA’nın bu proje için ayırdığı ödülden kalan 1.1 milyon dolar ise tırmanma hızını saniyede 5 metreye ulaştırabilen şirkete ödenecek.
4--Uzay yolculuğunda, Rusya ve ABD’nin arkasında kalan Japonya, arayı kapatmak için bir mekiği uzaya göndermekten 100 kat daha ucuz ve 100 kat daha az enerji tüketen bir yol buldu: Uzay asansörü.
4.1--Tokyo Üniversitesi’nin 10 milyar dolarlık projesinin başında ise bir Türk bilim adamı var. Doç. Serkan Anılır liderliğindeki 58 uzmanın önündeki en büyük engel ise, asansörü taşıyacak kadar güçlü bir kablo üretmek.
4.2--36 bin kilometrelik kablonun, çelikten 180 kat sağlam, bugüne kadar insanlığın ürettiği en dayanıklı fiber-karbon alaşımı kablodan 4 kat daha güçlü olması gerekiyor.
5--Cambridge Üniversitesi çelikten 100 kat güçlü bir kablo üretti. Fizikçi Anılır ve ekibi, şimdi bu kabloyu daha da geliştirmeye çalışıyor. Japonya, asansörü uzaydaki uydu ağını desteklemek ve uzay istasyonlarına yük ve insan taşımak için kullanacak.
6--Asansör gelecekte uzay turistlerini de yörüngedeki bir otele taşıyacak. Almanya’da doğan Anılır 2001’de NASA astronot programını bitirdi. 2004’te Türkiye’nin ilk astronot adayı oldu. Yale ve Cambridge’de dersler verdi.
Kaynak :
1--http://www.internethaber.com/news_detail.php?