Uzay Madenciliği

Daha ileriye… En iyiye…

Hacettepe’de okurken bu slogan çok hoşuma gitmişti. Ben de bu sözü kendime slogan edinmek istedim. Zaman ilerledikçe aslında bu sözü çok daha iyi anlamaya başladım… 

Bilim, dünyadaki en büyük kaledir ve her kim bu kaleye sığınırsa hayatta kalacaktır.  

İnsanoğlu varoluşundan bu yana her zaman merak içerisinde yaşamıştır. Dünü, bugünü ve yarını her zaman merak etmiştir. Kimisi bu merakının peşinden koşmuştur, kimisi sadece keyfine bakmıştır. Ancak şu bir gerçek ki dünyayı merak edenler değiştirmiştir. Evet doğru, kimisi iyi yönde kimisi kötü yönde değiştirmiştir. Önemli olan şu ki bize bu dünyayı bırakan insanlar, bir amaç uğruna gece gündüz demeden çalıştılar. Tarihin sıfır noktasından başlayan hikâyemiz, bilimin uç noktasında sona erecek gibi görünüyor. Bilimde tekilselliğe ulaşabilir miyiz bilemem ama bu uğurda yapılan çalışmalar sonuna kadar sürdürülecek, bundan eminim. Bize düşen ise bu büyük kaleye, büyük küçük fark etmeksizin bir taş koyabilmektir.  

Günümüzde gelebildiğimiz son noktaya Uzay Çağı demeye başladık. Peki biz bu noktaya nasıl gelebildik? Kimler veya kim sayesinde? “Bu elmaları yere düşüren güç ne olabilir?” diyen Isaac Newton mı, “Tanrı zar atmaz.” diyen Albert Einstein mı yoksa “Tanrıya ne yapması gerektiğini söylemeyi kes, Albert.” diyen Niels Bohr mu? Aslında “Eureka, eureka, eureka…” diye sokaklarda bağıran Arşimet de olabilir. Evet, bunların hepsi ve daha yazmaya yetmeyecek kadar binlercesi bizi bu  noktaya getirdi. Bitti mi peki? Tabii ki hayır.  

Bir yerlerde inanılmaz bir şey keşfedilmeyi bekliyor.

 Carl Sagan 

7,5 milyarı geçen dünya nüfusunda, kıtlıkla her geçen gün biraz daha karşı karşıya geliyoruz. Dünyamız yaşlandı ve artık bize yetmeyecek. Bilim insanları ise çareyi uzay kaynaklarında arıyor. Son zamanların en büyük arayışlarından birisi ise uzay madenciliğidir. Gelecekteki enerji ve madencilik sorunlarımızı bu şekilde çözmeyi düşünüyoruz. Peki mümkün müdür bu? Evet, mümkün. Üstelik çok yakında. Pek  çok ülke ve özel şirketler bu konuda yatırımlarına başladılar. Bu konuda yasalar bile çıkmaya başladı. Hadi gelin bu konuyu en baştan ele alalım. 

UZAY MADENCİLİĞİ VE ASTEROİDLER 

Uzay madenciliği, Dünya’ya yakın küçük gezegenlerden, uydulardan ve de asteroidlerden ham madde çıkarılması şeklinde düşünülen işlemdir. Yer çekiminin, birçoğu ağır olan elementleri 4.5 milyar yıl önce çekirdeğe çekip kabuktaki ağır metallerin çoğunu tüketmesinden ötürü ağır metaller Dünya’da oldukça az bulunmaktadır. Asteroidler ise Güneş sisteminin oluşumunda Dünya ile birlikte ortaya çıktığından onunla yapısal olarak benzer malzemeler taşımaktadır. Büyüklükleri birkaç metreden birkaç kilometreye kadar olan, çoğunlukla Mars ve Jüpiter arasındaki yörüngelerde dönen asteroidler; A, B, C, D, E, F, G,  M, P, Q, R, S, T, V tipi olarak 14’e ayrılırlar. 

Bunlardan bazıları: 

Tip C 

En yaygın olanıdır, yaklaşık %75 oranında tip C asteroid bulunmaktadır. C karbonu gösterir ve bu asteroidlerin yüzeyleri neredeyse kömür siyahıdır. Bu asteroidler, daha fazla miktarda kayalar ve metallerin yanı sıra, büyük miktarlarda karbon molekülleri içerir. Bunlar, bazen yeryüzüne düşen karbonlu kondrit meteorlara bileşimde çok benzerler. Bu gök taşlarının, asteroitler arasındaki çarpışmalar  sırasında parçalanmış olduğu düşünülmektedir. 

C tipi asteroidler, ana asteroid kuşağının dış kısmının bilinen ve hâkim olduğu en yaygın tiptir. Onlar 0.03-0.09 albedo ve 0.4 mikrondan daha uzun dalga boylarında düz olan bir yansıtma spektrumuna sahiptir. Ancak kristalizasyon suyuna bağlı olduğu düşünülen 0.4 mikrondan daha kısa bir özelliği göstermektedir. Örnekler arasında 10 Hygiea ve 253 Mathilde bulunur. Genellikle yakıtlar için organik uçucu bileşikler, mürettebat için su ve çok çeşitli nadir toprak elementleri vardır. Dünya asteroidi Itokawa şekilde gösterilmiş olup gelecekteki madencilik fırsatları için olası bir adaydır.

Tip S 

S-tipleri öncelikle olivin ve piroksenden oluşmaktadır. Bu mineraller, asteroidlerin gözlenen spektral özelliklerini kontrol eder. Piroksenin yaklaşık 2 mikron civarında emme özelliği vardır, olivin ise 1 mikron civarında bulunan emme özelliğine sahiptir. Bu geniş özellikler, mineralin fiziksel yapısı tarafından kontrol edilen yüksek çözünürlüklü bantlardan ve silikon oksijen kristal yapısındaki boşluklardan oluşur. Çoğunlukla Ana Asteroit Kuşağı’nın iç kısmındadır ve birçok NEO’lar bu türdendir. En çok bulunan meteoritin kaynağı olduğuna inanılıyor.  

Tip M 

Ana Asteroit Kuşağı’nın ortasında tipik olarak metalik demir ve nikelden (“M” “metal” için) yapılmış nispeten parlak ve yansıtıcı bir asteroiddir. M-tipi asteroidler hafif kırmızımsıdır ve 0,3 ile 1,1 mikron aralığında özelliksiz yansıma spektrumları vardır. Spektral olarak benzer E-tipi asteroitler ve P-tipi asteroitlerden orta derecede albedo ile 0.10 ile 0.18 arasında ayırt edilirler. En büyük bilinen örnek 248 kilometrelik 16 Psyche’dir. 

Asteroidlerden elde edilebilecek elementlerin kullanım alanları tablodaki gibi düşünülmektedir.

Uçucu Maddeler
Birincil Kullanım Molekül
Yaşam Desteği H2O, N2, O2
İtki H2, O2, CH4, CH3OH
Tarım CO2, NH4OH, NH3
Yakıcı Madde H2O2
Soğutucu SO2
Maden Bilimi CO, H2S, Ni(CO)4, Fe(CO)5, H2SO4, SO3
Metaller ve Yarı İletkenler
Birincil Kullanım Molekül
İnşaat Fe, Ni
Değerli Metaller Au, Pt, Pd, Os, Ir, Rh, Ru, Re, Ge
Yarı İletkenler Si, Al, P, Ga, Ge, Cd, Cu, As, Se, In, Sb, Te

Tüm bu düşünceler, beraberinde yeni bir uzay yarışını da getirdi. Küresel uzay oyununda çok daha fazla oyuncu var. Mars’ta Hindistan’ın ve Birleşik Arap Emirliklerinin birer misyonu var. Çinliler aya başarılı bir şekilde keşif robotlarını indirdi. Artık bazı özel şirketler de uzay keşfi araştırmaları başlatıyor. Geçen yıllarda yeni bir roket yapıldı ve bir ilk gerçekleştirildi. Dünya’ya geri gelerek tekrar iniş yapıldı. Oysa genellikle bu roketler bir kere kullanılıp atılıyor. Artık tekrar kullanılabilen roketler var. “Kullanılmış roket” diye bir şey icat edildi.  

Onun dışında uzay istasyonunda balon gibi şişirilebilen bir modül var. Bu teknoloji de Bigelow Aerospace tarafından denenen bir teknoloji. Aslında Amerika Birleşik Devletleri’nde otel zinciri işleten birinin kurduğu bir şirket. Yakında uzayda otel açmayı planlıyor. Bu konuda  çalışmaya başladı bile.  

Aslında artık yeni bir “uzay yarışına” şahit oluyoruz. İlk uzay yarışı siyasetin liderliğinde, ideolojilerin liderliğinde gerçekleşmişti. Bugün ise ekonomi ve fikirlerin öncülüğünde bir uzay yarışı görüyoruz. Milyonlarca kişinin uzayda yaşadığını ve çalıştığını görmek istiyoruz. Çok gezegenli bir medeniyete dönüşmek amacındayız. Uzay bizim geleceğimizin kilit unsurlarından biri. Giderek ulaşımımızın daha fazla bir parçası uzayla ilgili olacak. Yakın gelecekte gezegen  üzerinde bir noktadan diğerine 1 saatte gidebileceğiz. Mesela Türkiye’den New York’a 1 saatten az bir zamanda gittiğinizi düşünün. 45 dakikaya ne dersiniz? Bence bu herkesin hoşuna gidecektir.  

Uzaya çıkıp oradan tekrar gezegenimizi görebilmenin eğlenceli bir tarafı var. İşletmeler için yerleşme olasılığı var. İşin bir de enerji ve üretim boyutu var. Bunun için de bütün işletmelerin itici gücü olan bir şey gerekiyor: Kaynak. Kaynaktan kastım, insanlığın geleceği için malzemeler.  

Yaklaşık 60 milyon asteroidden bahsediyoruz. Mars ve Jüpiter arasında bulunan ve her yıl daha da kalınlaşıp genişleyen bir asteroidden. Pek çok asteroidin de dünyaya çok yaklaştığını görüyoruz. Onlara “yakın dünya asteroitleri” diyoruz. Onların yörüngeleri de bizim güneş etrafındaki yörüngemize çok benziyor. Şu anda takip ettiğimiz asteroidlerin yarısından fazlasını son 15 yıl içinde keşfettik. Yani aslında uzayda çok fazla kaynak, çok fazla nesne var. Sadece yörüngelerini bilmiyoruz. 

Bu asteroidlerle ilgili daha başka bilgilere de sahibiz. Mesela onların yüzeylerini tanıyoruz. İlk asteroid 200 yıl önce keşfedildi. Bunlar bir NASA uzay aracı tarafından görüntülendi. Bunların çapı yaklaşık 1.000 km. Yani çok büyükler.  

Fotoğraflarına sahip olduğumuz bazı asteroidler ve kuyruklu yıldızlar görüyoruz. Bunların hepsi ya ziyaret ettiğimiz ya da yakınından geçip fotoğrafını çektiğimiz asteroidler. Bunların ne kadar büyük olduğuna dair fikir sahibi olmak zor olabiliyor. Bu asteroidlerden parçalar alınarak laboratuvarlara getiriliyor. Dolayısıyla bu konuda çok bilgi sahibiyiz.  

Şimdi size birkaç istatistik vermek istiyorum. Güneş sistemimizde yaklaşık 60 milyon asteroid olduğu tahmin ediliyor. Biz, bunların yaklaşık yüzde birinden daha azını keşfettik. Yaklaşık 600 bin kadarı keşfedildi. Bu asteroidlerin 15 bin tanesi dünyaya çok yakın geçen yörüngelere sahip. Bu asteroidlere gidip gelebilmek için gereken enerji, aya gidip gelebilmek için gereken enerjiden daha düşük. Bu yüzden kaynak geliştirmek için çok ilgi çekici hâle geliyor.  

Asteroidler hakkında çok fazla bilgiye sahip olmamızın bir nedeni de meteoritler yani gök taşlarıyla ilgili yaptığımız araştırmalar. Sizin “kayan yıldız” olarak gördüğünüz bu gök taşlarını bilim adamları topluyor. Elli binden fazla gök taşı toplandı. Laboratuvarlarda derin araştırmalar yapıldı. Nelerden oluştuklarını, yapılarını artık tam olarak biliyoruz.  

Platin grubu metaller çok ilginç. Osmiyum, radyum gibi. Bu metaller bizim teknolojik  toplumumuzda çok önemli bir yer tutuyor. İlaç sektöründe, tıp enerjisi sektöründe kullanılan elementler.  

Bizim için bir sonraki adım demir, nikel ve kobalt olacaktır. Uzaya baktığımızda bunlar “uzay sınıfı paslanmaz çelik” olmuş durumdalar. Çok rahat kullanılabilen elementler oluyorlar. İlk peşine düşeceğimiz bunlar. Nitrojen, karbon, oksijen, hidrojen ise çok aşina olduğumuz şeyler. Bunların tümü çok önemli elementler. Mesela su bu elementlerden oluşuyor. Bu elementler hem bizler için hem üretim için hem de hijyen için gerekli. Uzayda tabii ki yeni uygulamalar da devreye giriyor. Böylece su, zararlı radyasyondan da koruyabiliyor. Daha da önemlisi su, uzay yakıtına, roket yakıtına dönüştürülebiliyor. Hidrojen ve oksijen kullanılarak bunlar yapılabiliyor. Böylece uzay araçları için yakıt üretilebiliyor. 

Asterank.com adresinde yer alan verilere göre bir takım asteroid verileri tablodaki gibidir.

Asteroid  Tahmini  

Değer  

($)

Tahmini  

Kazanç 

($)

Δv  

(km/s)

Kaynaklar
Ryugu  82.76 milyar  30.07 milyar  4.664  Nikel 

Demir 

Kobalt 

Su 

Azot 

Hidrojen 

Amonyak

1989 ML  13.94 milyar  4.38 milyar  4.889  Nikel 

Demir 

Kobalt

Nereus  4.71 milyar  1.39 milyar  4.985  Nikel 

Demir 

Kobalt

Bennu  669.96 milyon  185.00 milyon  5.096  Demir 

Hidrojen 

Amonyak 

Azot

Didymos  62.25 milyar  16.41 milyar  5.162  Nikel 

Demir 

Kobalt

2011 

UW 158

6.69 milyar  1.74 milyar  5.189  Platin 

Nikel 

Kobalt 

Demir

Anteros  5.57 trilyon  1.25 trilyon  5.439  Magnezyum  

Silikat 

Alüminyum 

Demir Silikat

Bu listedeki 2 asteroidi çok yakından tanıyoruz diyebiliriz. Ryuga asteroidine, Japonya Uzay Araştırma Ajansı’na (JAXA) ait olan Hayabusa 2isimli uzay sonda aracı, 3 Aralık 2014’te çıktığı yolculuğundan tam 6 yıl sonra, 5 Aralık 2020’de topladığı kayaç ve toz parçalarını Dünya’ya getirmiştir. Nasa’nın OSIRIS-RExisimli uzay sonda aracı ise 8 Eylül 2016’da Bennu asteroidine fırlatıldı ve başarılı olursa örneği ile birlikte 24 Eylül 2023’te Dünya’ya dönmesi bekleniyor. 20 Ekim 2020’de asteroide iniş yapan araçtan bilgiler almaya başladık.

YAZAR

Burak Can Çelikci

EDİTÖR

Elif Berra Kılıç

Editörden Not: Uzay meraklıların ilgiyle okuyacağı bu yazıyı sizlere sunmaktan mutluluk duyuyoruz. Önümüzdeki hafta bugün, bu yazımızın diğer bölümünü de sizlere sunacağız. İyi okumalar dileriz.

2 cevaplar

Cevapla

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

Soner için bir cevap yazın Cevabı iptal et

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir