Artemis Misyonu: Beni Ay’a Gönder (Tekrar)

Artemis Programı

İnsanların Ay’a son yürüyüşü Aralık 1972’de gerçekleşti ve bu daha než 50 yıl önceydi. Bu, özellikle 1970’lerde bizi bekleyen uzay keşiflerinin iddialı ve parlak geleceği düşünüldüğünde, uzay severleri için sürekli bir hayal kırıklığı kaynağı oldu.

Kaynak: Apollo 11 Uzay

Ancak bütçe kesintileri, teknolojik sınırlamalar ve Soğuk Savaş’ın sona ermesi, insanlı uzay programlarını durdurdu ve şu anda insanların uzaya seyahat ettiği en uzak nokta, Dünya’nın yörüngesindeki ISS’dir ve bu da muhtemelen yakın zamanda devre dışı bırakılacaktır.

Şanslıyız ki, yeni bir uzay keşif dalgası geliyor ve bu, SpaceX gibi şirketlerin tarafından yapılan ilerlemeler sayesinde yörüngeye ulaşma maliyetinin radikal olarak azalmasıyla birlikte, bir yeni uzay yarışının ısınmasıyla birlikte geliyor. Bu yarış, ABD ve müttefikleriyle birlikte Ay ve belki de Mars üsleri kurmak için aktif olarak rekabet eden Çin’in yükselen bir dünya gücü olarak ortaya çıkmasıyla da itiliyor.

Bu bağlamda, NASA, Yunan Ay tanrıçası Artemis’ten esinlenen ve çeşitli uzay ajanslarının katkılarıyla Artemis misyonlarını tasarladı.

Programın uzun vadeli hedefi, Ay’da kalıcı bir üs kurmak, daha sonra dünya dışı imalat olasılığını ilerletmek ve Mars’a insan misyonlarını kolaylaştırmaktır.

Program, geçmişte birden fazla gecikme ve muhtemelen daha gelecekteki bazı değişikliklerle birlikte, özellikle fırlatma roketi SLS konusunda, sorunlu bir geçmişe sahiptir.

Bununla birlikte, Trump yönetimi ve “Amerika’yı yeniden büyük yapmak” hedefi ile, bu yeni uzay yarışında başarılı olmak, bilimsel ve mühendislik ilerlemesi kadar ulusal gurur meselesi haline gelecektir.

Apollo’nun Tekrarı Değil

Artemis Programı, birbirini takip eden bir dizi ayrı misyondan oluşur. Bu, her kritik teknolojinin birer birer test edilmesini, böylece astronotların başarısı ve güvenliğini maksimize etmeyi ve aynı zamanda Ay’da uzun süreli kalış için gerekli altyapıyı oluşturmayı amaçlar.

Bu, Apollo misyonlarının ruhuna çok farklıdır; bu misyonlar çok kısa ziyaretler için tasarlanmış, en uzunu Apollo 17 ile 75 saat, büyük ölçüde ulusal gurur ve kaya örnekleri toplamak için tasarlanmıştı.

Artemis programı, ABD, Kanada, AB, İngiltere ve birçok diğer ülkenin Artemis Anlaşmaları kapsamında yer aldığı devasa bir uluslararası projedir.

Kaynak: NASA

Artemis Anlaşmaları, Ay’ın barışçıl ve şeffaf bir şekilde keşfini, işbirliği, acil yardım, programlar arasındaki interferansı önleme, bilimsel verilerin zamanında açık yayınlanması ve uzay mirasının korunması ilkelerine odaklanıyor.

Ay’da Neden Kalınmalı?

Ay’da kalmanın bilimsel ilgi alanı dışında, Dünya’nın tek doğal uydusunu daha derinlemesine anlamak için, birçok pratik neden vardır.

Ne Çalışır?

İlk neden, bu, Dünya dışı kalıcı yerleşimlerin test edilmesi için çok iyi bir yer olmasıdır. Dünya’ya yakın olması nedeniyle, daha uzak gezegenlere göre daha düşük maliyetle daha fazla kargo göndermek daha kolaydır.

Bu kısa mesafe, ayrıca herhangi bir acil ikmal veya kurtarma çabasının sadece 3 günlük bir uçuş uzaklığında olmasını sağlar. Böylece, Artemis programında henüz kanıtlanmamış birçok teknoloji ve kavramın devreye alınmasıyla, bir şeylerin yanlış gitmesi durumunda hızlı müdahale olasılığını hesaba katmak mantıklıdır.

Mars için Bir Basamak Taşı

Ay’da sürekli bir presence kurulduktan sonra, daha iddialı programlar gibi Mars’a ilk insan inişi düşünülebilir. Mars 6-18 ay uzaklıkta olduğundan, Ay’da öğrenilen tüm dersler kırmızı gezegende bir felaketin önlenmesi için çok değerli olacaktır.

Ayrıca, Ay’a ağır ekipmanların inişi, Mars misyonları için gerekli olan çok daha büyük ekipmanların hareket edilmesine ilişkin önemli bilgiler sağlayacaktır.

Kaynak: Yeni Bilim Adamı

Son olarak, Ay kaynakları, Mars’a giden uzay gemileri için yakıt ve hatta ham madde kaynağı olarak çok önemli olabilir.

İnsitu Kaynaklarının Kullanımı

Ay, Dünya’nın kabuğuna çok benzer bir bileşime sahip devasa bir gezegensel gövdedir. Ayrıca, derin kraterlerinde buz şeklinde saklanan önemli su kaynaklarına da sahip olabilir. 2020’de bir NASA uydusu, Ay’ın kalıcı olarak gölge olan bölgelerinde önemli su kaynakları keşfetti.

Kaynak: NASA

Ay’ın yerçekimi Dünya’nınkinin sadece 1/6’sı olduğundan, malzemeleri Ay’dan kaldırmak çok daha kolaydır. Böylece, hidrojen ve oksijen yakıtının veya Mars’a giderken radyasyondan korunmak için su üretimi Ay’dan daha ucuz ve kolay olabilir.

Ancak, bu kaynakların uzaktan kullanımı muhtemelen karmaşık olacaktır ve doğrudan insan tarafından işletilen madencilik operasyonları daha muhtemeldir.

Uzun vadede, Ay regolithi en ilgi çekici olanıdır, çünkü alüminyum, magnezyum, demir, silikat ve oksijen açısından zengindir.

Kaynak: AnthroFuturism

Bu mineral kaynakları, Ay’da üretilen uyduların ve gezegenler arası uzay gemilerinin çoğunun, sadece Dünya’dan gelen yüksek teknoloji bileşenleri daha sonra eklendikten sonra, Ay’da inşa edilmesini sağlayan bir Ay tabanlı imalat sisteminin temelini oluşturabilir.

Bu üretim kapasitesi, ayrıca “Uzay Tabanlı Enerji Çözümleri için Sonsuz Temiz Enerji”de tartıştığımız gibi, yörüngedeki güneş panellerinden enerji üretim sistemlerinin de temelini oluşturabilir.

Son olarak, Ay, nükleer füzyonun daha kolay hale gelmesini sağlayan nadir bir element olan helyum-3 ile zenginleştirilmiştir, bu da ITER tarafından tercih edilen tritiyum-deuteriyum füzyon yönteminin pratik olmaması durumunda önemli olabilir (bu mega projeye ilişkin tam makale için linke tıklayınız).

NASA, zaten in-situ kaynak kullanımına hazırlanıyor, özellikle bir dizi robotik sonda ile: Ay Keşif Gezgini, yeraltı su tespiti için birkaç Ay CubeSat, Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) su hacmini değerlendirmek için, Ay Krateri Gözlem ve Algılama Uydusu (LCROSS) Ay regolith bileşimi için ve hatta Mars Oksijen In-Situ Kaynak Kullanımı Deneyi (MOXIE) için Mars’ta oksijen üretimi.

Çoklu Artemis Misyonları

Artemis 1

Artemis 1, 2022’nin sonunda gerçekleşti ve 25 gün süren mürettebatsız bir Ay uçuş testiydi.

Bu, SLS fırlatıcının ilk fırlatma deneyiydi. SLS, Apollo’nun Saturn V’sine benzer bir boyut ve yük taşıma kapasitesine sahip, yeniden kullanılabilir olmayan bir fırlatmadır. NASA’nın Artemis misyonlarının tasarımını gösteren bir video:

Artemis 1, SLS’yi test etmek için yapıldı, ancak aynı zamanda 35 ton ağırlığındaki Orion uzay aracını da test etti. Bu misyonda, mürettebat üyelerinin yerine sensörlerle donatılmış mankenler kullanılacaktır.

Artemis 1’in ölçümleri, radyasyon maruziyetinin Orion içinde konumdan konum’a değişebileceğini gösterdi, ancak uzay aracı, mürettebatını Ay misyonları sırasında potansiyel olarak tehlikeli radyasyon seviyelerinden koruyabilir.

Kaynak: NASA

Orion, fırlatma sırasında bir şeyler yanlış giderse mürettebatın Dünya’ya dönebilmesi için bir fırlatma iptal sistemi içerir.

4 kişilik mürettebat için 21 güne kadar yaşanabilir bir mürettebat modülünden ve Avrupa tarafından üretilen hizmet modülünden oluşur; bu modül itki, termal kontrol ve güneş panellerinden üretilen elektrik gücünü içerir.

Kaynak: NASA

Artemis 2

Şimdi 2026 Nisan’ına ertelenen ve planlanan Artemis 2 misyonu, programın ilk mürettebatlı uçuşu olacak. Bu misyonun genel hedefi, Orion sistemlerini insan mürettebat ile test etmek ve mürettebat arayüzü, rehberlik ve navigasyon sistemlerini test etmektir.

Kaynak: NASA

Bu, 4 astronotu, 3 Amerikalı ve 1 Kanadalı, Ay yörüngesine ve geri Dünya’ya 10 günlük bir geziye götürecek. Bunların arasında, Ay’ın etrafında uçan ilk Siyah astronot olan Victor Glover da olacak.

Kullanılan yol, Ay’ın 4.600 mil ötesine uçacak, bu daha kompleks yol, Dünya’nın yerçekimi kullanarak yakıttan tasarruf edecek.

Kaynak: Explore Deep Space

Mürettebat, daha yüksek radyasyon seviyelerine dayanıklı yeni uzay giysileri giyecek.

Kaynak: NASA

Artemis 3

Bu misyon, programın ikinci mürettebatlı uçuşu ve Ay’a iniş yapacak ilk uçuş olacak. 50 yılı aşkın süren Ay’a inişsiz süren süreyi sona erdirecek.

Fırlatma SLS ile, Ay’a seyahat Orion ile, iniş ise SpaceX’in İnsan İniş Sistemi (HLS) ile, Starship roket varyantı ile yapılacak, daha sonra Orion ile geri dönecek.

HLS, astronotlar tarafından kullanılmadan önce bir dizi test çalıştıracak ve ardından SpaceX, en az bir mürettebatsız demo uçuşu gerçekleştirecek ve Starship’i Ay yüzeyine indirecek. HLS kavramı, Dünya yörüngesinde bir Starship’i doldurmayı gerektirecek.

Kaynak: NASA

Mürettebat, Ay’ın güney kutbuna giderek su arayacak, yüzeyini inceleyecek ve Dünya dışında bir dünyada çalışmayı öğrenecek.

Ayrıca, uzay yürüyüşü sistemleri ve yüzey elbiseleri gibi teknolojileri test edecek, bu da Apollo döneminin uzay giysilerinden çok daha fazla hareket özgürlüğü sağlayacak.

Keşif zamanında, Orion, Ay yörüngesinde kalacak ve 4 mürettebattan 2’sini gemide tutacak.

Kaynak: NASA

Uzun vadede, Jeff Bezos’un Blue Origins tarafından tasarlanan bir iniş sistemi, Ay’daki misyonları sürdürebilecek.

Artemis 4

Artemis 4, Ay’da kalıcı olarak insan yerleşimi hedefinin şekillenmeye başladığı yer.

Önemli bir unsur, insanlığın ilk Ay yörünge istasyonunun, Ay Kapısı’nın (Lunar Gateway) inşası olacak. Gateway, Orion’a bağlanmak üzere 7 ana modülden oluşacak:

• Mürettebat ve Bilim Hava Kilitleri, uzay yürüyüşleri için Birleşik Arap Emirlikleri tarafından sağlanan.
• Ay-I-Hab, yaşam alanları ve yaşam destek sistemi ile, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ve Japonya Uzay Araştırma Ajansı (JAXA) tarafından sağlanan.
• HALO, ESA tarafından sağlanan, mürettebat yaşam bölgesi ve Ay Bağlantısı için yüksek hızlı telekomünikasyon.
• Ay Manzarası, ESA tarafından sağlanan, kargo alanı ve büyük pencereler.
• Güç ve itki sistemleri, güneş panellerinden gelen 60 kW’lık elektrik gücü ile.
• Lojistik Modülü, kargo teslimi ve gelecekteki bilim deneyleri için, SpaceX’in Dragon XL’ye dayanarak optimize edilmiştir.
• Kanada, istasyonun çeşitli kısımlarına hareket edebilecek Canadarm3 robot kolunu sağlayacak.

Kaynak: NASA

Güç ve İtki Elemanı (PPE), Maxar tarafından inşa edilecek ve Habitation and Logistics Outpost (HALO), Northrop Grumman (NOC ) ve SpaceX Falcon Heavy roketi ile fırlatılacak.

Dünya, Ay ve Güneş’in yerçekimi kullanarak yaklaşık bir yıl sürecek bir yolculuk yapacaklar ve yüksek verimli güneş-elektrik itki kullanacaklar.

Sonra, Artemis 4, mürettebatlı Orion uzay aracını ve Ay-I-Hab Gateway’i Ay yörüngesine getirecek ve HALO modülüne bağlayacak.

Gateway’in oval şekilli yörüngesi, Ay’ın Kuzey ve Güney Kutup bölgelerine erişim sağlayacak.

Artemis 4’ün bazı mürettebat üyeleri, HLS ile Ay’a inerek, alan jeolojisi yapacak, enstrümanlar dağıtacak ve örnekler toplayacak, daha sonra hepsi Orion ile Dünya’ya dönecek.

Kaynak: Explore Deep Space

Artemis 4, 2028’den önce gerçekleşmeyecek ve muhtemelen programın gecikme geçmişi ve Artemis 3’ün iki yıl önce planlanması ve ilk iki modülün Ay yörüngesine teslimi için gereken 1 yıllık süre nedeniyle daha da geç gerçekleşecek.

Artemis 5 ve Ötesi

Artemis 5, diğer eksik modüllerin ekleneceği zaman.

Bu kez, astronotlar, Ay yüzeyinde malzemeleri taşıyabilen ve keşif kapasitesini radikal olarak artıran basınçsız bir arazi aracı ile birlikte gidecekler.

Şu anda, NASA, Ay yüzeyinde iki tür araç düşünüyor: Ay arazi aracı (basınçsız) ve basınçlı arazi aracı. Basınçlı araçlar, mobil bir üs olarak çalışarak, astronotların base kampından daha uzun süreler için uzaklaşmasına olanak tanıyacak.

Kaynak: Space.com

Uzun vadede, giderek daha kalıcı bir Ay üssü, enerji kaynağı ihtiyacını ortaya çıkaracak. Ay’ın kutup bölgesinde bile, 28 günlük gece ve gündüz döngüsü nedeniyle, yüzeyde güneş enerjisi kullanımı biraz zor olabilir.

Bunun yerine, NASA, Yüzey Fisyon Gücü projesi üzerinde çalışıyor. NASA, en az 40 kW’lık güç sağlamak için dört 10 kW’lık üniteye sahip bir fisyon güç sistemini tasarlamak için Enerji Bakanlığı (DOE) ve endüstri ile birlikte çalışıyor. Bu, gelecekteki Mars üsleri için güç kaynağı temelini oluşturabilir.

Kaynak: NASA

Artemis Zorlukları

SLS Hala Çalışıyor mu?

Artemis gibi bir proje, bazı teknik sorunlar ve organizasyonel zorluklardan必i şekilde mustarip olacaktır. Ancak, birkaç nokta daha problemli.
SLS fırlatıcısı, en büyük sorun. Tasarım felsefesi ve taşıma kapasitesi açısından eski Saturn 5’in bir kopyası olarak tasarlandı ve SpaceX’in son 10 yılda yaptığı muazzam ilerleme olmasa, gerçekten etkileyici bir roket olarak kabul edilebilirdi.

Aynı zamanda, güvenlik ve politik nedenlerle, NASA’nın SpaceX’e daha da bağımlı hale gelmekten çok isteksiz olduğu açık.

Bu nedenle, SLS, büyük ölçüde miras uzay şirketleri tarafından inşa ediliyor: United Launch Alliance, bir Boeing (BA ) ve Lockheed Martin Space (LMT ) ortak girişimi, Aerojet Rocketdyne ve Northrop Grumman (NOC ).

Kaynak: Impulso

Ancak, SLS pahalı, aslında çok pahalı, her bir fırlatma için 2 milyar dolarlık bir fiyat etiketi ile. Şu anda, SpaceX’in Starship’inin fiyat etiketi ne olursa olsun, SLS çok daha pahalı, belki de her fırlatma için 10-20 kat daha fazla, ve Artemis bütçesinin çoğunu tüketiyor, daha düşük bir yük taşıma kapasitesine sahip olmasına rağmen.

Elbette, SLS geliştirme aşamasına 2011’de başladığında, kimse SpaceX’e bahis yapmazdı, ancak zaman değişti.

Ve görünüyor ki Boeing, SLS’nin iptaline hazır, özellikle de ABD hükümeti, Elon Musk’ın yönlendirmesi altında, verimsiz harcamaları avlıyor. Bu, Boeing’in uzay bölümü için Starliner felaketinden sonra başka bir başarısızlık olurdu.

Açık bir çıkar çatışması olmasına rağmen, SLS’nin, yeniden kullanılabilir roketlerin norm haline geldiği bir çağdan önce, eski bir çağın fırlatıcısı olduğu ve SpaceX’in lider olduğu, Rocket Lab (RKLB ) veya Blue Origin gibi şirketlerin sonunda yeniden kullanılabilir roket sektörüne gerekli rekabeti getireceği söylenebilir.

Ancak, SLS güvenilir bir şekilde uçuyor, bu da Starship’in henüz yapamadığı bir şey, ve bu da Artemis 3’ü yavaşlatıyor.

Bu nedenle, Starship’in daha düşük maliyetine beklemek, daha fazla gecikmeye değer mi, yoksa SLS’ye şimdi bağlı kalmak daha iyi mi, NASA zaten Starship’i bekliyor…

Misyon Tasarımı

SLS’ye dayalı olarak inşa edilen Artemis programı, devasa fırlatma maliyetleriyle hesaplandı ve Ay keşfini buna göre hazırladı.

Eğer fırlatma maliyetleri daha da düşerse, belki de Ay üssünün ve Ay Kapısı’nın boyutu yeniden düşünülmeli, ya daha büyük modüller, ya daha fazlası, veya hatta Ay’a ağır ekipmanları, küçük ekskavatörler ve regolith’i tuğlalara dönüştürebilecek makineleri taşımak düşünülmeli.

Bu durumda, nükleer reaktörlerin tasarımı da yukarıya, mikro reaktörlerden standart SMR’lere doğru ölçeklenmeli.

Ek bir seçenek, Starship’in devasa, ultra-sert paslanmaz çelik yakıt tanklarını, özellikle de Artemis programının zaten Starship’ten Starship’e yörünge içi yakıt transferi teknolojisini master etmesi gerektiğinden, yaşam alanlarına dönüştürmek olabilir.

Genel olarak, ilk bakışta, 1972’den bu yana NASA’nın en iddialı programı gibi görünen Artemis, lansman maliyetini ve Starship gibi lansmanların fiyat etiketini dikkate alarak yeniden düşünülürse, ilk planının çok daha iddialı bir versiyonu olabilir.

Artemis Teknolojik İlerleme

Uzay Teknolojisi

SLS’yi kullanma veya eleştirileri tartışma konusu yapma konusundaki tartışmalara bakılmaksızın, muhtemelen Artemis programı, Apollo programı gibi, büyük teknolojik ilerlemeler sağlayacak.

İlk kısım, ultra ağır fırlatma araçları için güçlü bir pazar ve teşvik oluşturmaktır. Şu anda, Starship bu konuda en muhtemel yararlanıcı görünüyor, ancak diğer şirketler, Artemis misyonları 6 ve sonrasındaki ikmal ve astronot taşımacılığı için rekabete girecek.

Enerji üretimi, güneş enerji uydularından mikro nükleer reaktörlere kadar, Ay Kapısı ve Ay üssünü güçlendirmek için geliştirilen teknoloji sayesinde ilerleyecek.

Malzeme Bilimi ve Aletler

Sık sık görünmez bir şekilde, uzay programları, modern dünyada yaygın olarak kullanılan malzemeleri yarattı, örneğin pilot koltuklarında kullanılan hafızalı köpük, duman dedektörleri, yalıtım aerogel, folyo battaniyeler, yangına dayanıklı giysiler, çizilme karşıtı gözlükler ve miniaturize kameralar.

Muhtemelen, yeni radyasyon geçirmez konforlu uzay giysileri, Ay’da yaşam alanları ve Ay tozuna karşı dayanıklı hava filtreleri yapma çabaları da beklenmedik geri dönüşler sağlayacak.

3D Baskı

Bu teknoloji, SpaceX ve Rocket Lab roketlerinin motorlarının yapımında zaten kullanılıyor. Ay’da da büyük olasılıkla geniş bir şekilde kullanılacak, çünkü bir parça üretmek ve onarmak, Dünya’dan getirmekten çok daha kolay.

Eklemeli imalat, Dünya’da bir imalat devrimi haline geliyor ve NASA gibi organizasyonların teknolojinin daha da güçlü hale gelmesi için ödeme yapmasıyla büyük ilerleme kaydedecek.

Bu konuda, Ay regolithinden yapılan 3D baskı beton binalar da, 2-4 kişiden fazla bir Ay üssü inşa etmenin muhtemel bir yolu.

Uzay Altyapısı

Ay’da yaşayarak ve kaynaklarını kullanarak, kolektif olarak, asteroid madenciliği veya güneş enerji uydularının kitlesel üretimini gerektiren diğer birçok proje için gerekli gelecek uzay altyapısını inşa etmenin ilk adımını atıyoruz.

Bu, ayrıca maliyetleri azaltacak ve yeni pazarlar yaratacak, uzay turizmi gibi, daha da fazla ölçek ekonomisi yaratacak.

Sonuç

Artemis, tek başına yeni bir uzay yarışını yeniden başlattı ve Amerika’yı 1972’den bu yana ilk kez Ay’a insan gönderme yoluna koydu.

Apollo’nun elde ettiklerinden çok daha öteye gitmeyi hedefliyor, çok daha uzun süreli Ay ziyaretleri, kalıcı bir presence hedefi ve in-situ kaynaklarının aktif keşfi ile. Ve belki de, Neil Armstrong’un ilk adımlarından daha fazla, uzayda insan uygarlığının真正 başlangıcının başlangıcı olarak hatırlanacak.

Ancak, bu, on yıllar boyunca yapılan bir program ve tasarımı da bunu gösteriyor. Özel şirketlerin lansman sektöründeki yenilikleri ve yeniden kullanılabilir roketlerin gelişimi, daha fazlasının çok daha az bütçe ile yapılabileceğini gösterdi.

Bu nedenle, bütçe krizi ve hükümet harcamalarının gözden geçirilmesi zamanında, Artemis’in verimlilik adına birkaç yıl ertelenmesi mümkün değil. Ve bu, daha iddialı hedeflere yol açabilir.