Mars gezegeni gece gökyüzünde olan en parlak objelerden biridir, onu çıplak gözle kolaylıkla parlak kırmızı bir yıldız olarak görebiliriz. Her iki yılda bir, Mars ve Dünya en yakın noktalarına ulaşırlar, buna “karşı konum” deniyor. Bu olduğunda Mars, Dünya’ya 55.000.000 km kadar yakın olabiliyor. Ve her iki yılda, uzay ajansları Kızıl gezegene uzay aracı yollamak için bu yörüngesel yerleşimin avantajını kullanıyorlar. Peki, Mars’a gitmek ne kadar sürüyor?
Dünya’dan Mars’a olan toplam yolculuğun zamanı, fırlatmanın hızına, Dünya ve Mars’ın hizalanışına ve uzay aracının hedefine ulaşması için gereken yolcuğun zamanına dayanarak, 150-300 gün arasında değişiyor. Aslına bakarsanız, ne kadar yakıt yakmaya istekli olmanız zamanı etkileyen birinci faktör. Daha fazla yakıt, size daha kısa yolculuk zamanı olarak geri deniyor elbet; ama bu da maliyetin artması anlamına geliyor.
Mars’a gitmenin tarihi
Dünya’dan Mars’a olan seyahati tamamlamayı başaran ilk mekik NASA’nın Mariner 4’üydü. Mekik, 28 Kasım 1964 tarihinde fırlatılmıştı ve Mars’a 14 Haziran 1965 tarihinde başarılı bir şekilde, 21 fotoğraf çekerek ulaşmıştı. Mariner 4’ün toplam uçuş zamanı 228 gündü.
Mars’a olan bir sonraki başarılı görev Mariner 6’nındı; 25 Şubat 1969’da fırlatılan mekik, gezegene 1969’un 31 Haziran’ında ulaştı. Uçuş zamanı yalnızca 156 gün sürdü. Bu yolculuğu, Mariner 7’de başarılı bir şekilde bitirmiş ve bunun için sadece 131 güne ihtiyaç duymuştu.
Mars etrafında ilk kez başarılı bir yörünge dönüşüne giden Mariner 9, 1971’in 30 Mayıs’ında fırlatılmış ve 13 Kasım 1971 tarihinde 167 günlük bir sürecin sonunda yörüngeye varmıştı.
Mars keşifleri için zaman modeli, 50 yıla varan süredir sabit halde duruyor: yaklaşık 150-300 gün.
Daha fazla örnek vermek gerekirse:
- Viking 1 (1976) => 335 gün
- Viking 2 (1976) => 360 gün
- Mars Reconnaissance Orbiter (2006) => 210 gün
- Phoenix Lander (2008)=> 295 gün
- Curiosity Lander (2012)=> 253 gün
Neden bu kadar uzun sürüyor?
Mars’ın yalnızca 55 milyon km uzakta olduğu gerçeğini dikkate alırsak ve mekiğin saatte 20.000 km hızınının doruğunda yolculuk aldığını düşünürsek, mekiğin seyahati 115 günde tamamlamasını bekliyor olabilirsiniz; fakat daha uzun sürüyor. Bunun asıl sebebi, hem Dünya’nın hem de Mars’ın, Güneş etrafında yörüngede dönüyor olmaları. Mars’a direk nişan alıp roketlerinizi öylece ateşe verip gidemiyorsunuz; çünkü öyle yaptığınız takdirde oraya vardığınız zaman, Mars çoktan hareket etmiş olur. Bunun yerine Dünya’dan fırlatılacak olan uzay mekiğinin, tam da Mars’ın olacağı noktaya hedef alınması gerekiyor.
Diğer bir sınırlama ise yakıt. Eğer sınırsız miktarda bir yakıtınız olsaydı, uzay mekiğinizi direk olarak Mars’a nişan alır, roketlerinizi yolculuğun yarısına kadar ateşlerdiniz, sonra da dönüp yolculuğun diğer yarısında hızı keserek ilerlerdiniz. Böylece yolculuğun zamanını sabit olandan, bir oran azaltabilirdiniz ama bunun için ihtiyaç duyulan yakıt, olanakların dışında.
Mars’a en düşük miktarda yakıtla nasıl gidilir?
Mühendislerin öncelikli endişesi, bir uzay aracını Mars’a en düşük yakıt kullanımıyla nasıl götürebilecekleridir. Robotlar uzayın saldırgan ortamını pek umursadıklarından dolayı roket fırlatışının maliyetini düşürebildiğiniz kadar düşürmek gayet mantıklı bir hal alıyor.
NASA mühendisleri, bir uzay mekiğini Dünya’dan Mars’a en az miktarda yakıtla yollamayı olası kılmak için Hohmann Transfer Yörüngesi (ya da Minimum Enerji Transfer Yörüngesi) denilen yolculuk tekniğini kullanıyorlar. Teknik ilk olarak, 1925’te bu manevranın ilk açıklamasını yayınlayan Walter Hohmann tarafından ileri sürüldü.
Roketinizi direk Mars’a hedef almak yerine uzay mekiğinizin yörüngesini arttırıyorsunuz, böylece Güneş etrafında Dünya’dan daha büyük bir yörüngeyi izliyor. Sonuç olarak bu yörünge, Mars’ın yörüngesiyle kesişiyor, üstelik tam da Mars’ın orada olduğu an.
Eğer fırlatmayı en az yakıtla yapmayı istiyorsanız, uzun yolu seçip yörüngeyi artırmanız ve Mars’a olan yolculuk süresini yükseltmeniz gerekiyor.
Mars’a olan yolculuk zamanını düşürmek için diğer fikirler
Bir uzay mekiğinin Mars’a ulaşması için 250 gün beklerken biraz sabra ihtiyaç duysak da, eğer insanları yolluyorsak, tamamen farklı bir itiş gücü metoduna ihtiyaç duyabiliriz. Neden mi? Uzay saldırgan bir ortam ve gezegenler arasındaki uzayda bulanan radyasyon, astronotlara uzun dönemde ciddi sağlık riskine yol açıyor. Arka plandaki kozmik ışınlar, kansere sebebiyet veren bir radyasyon barajı görevini de üstleniyor; ama daha büyük bir risk var, o da korunmasız astronotları birkaç saatte öldürebilen, güçlü güneş fırtınaları! Eğer yolculuk zamanını düşürebilirseniz, astronotların radyasyona maruz kaldıkları zamanı düşürürsünüz ve buna ek olarak dönüş yolculuğu için gerekli kaynakları azaltmış olursunuz.
Nükleerle gitmek
Fikirlerden biri olan nükleer rokette, işlenmiş sıvıyı (hidrojen gibi), bir nükleer reaktörün içinde yoğun sıcaklıklarda ısıtabiliriz ve sonra onu roketin ağzından dışarıya yüksek hızlarda boşaltarak bir itiş gücü oluşturulabiliriz. Kimyasal reaktörlerden daha yoğun enerjiye sahip olan nükleer reaktörler ile daha az yakıt ile daha hızlı itiş elde edilebileceğinden; nükleer bir roketin yolculuk zamanını 7 aya kadar düşürülebileceği öne sürülüyor.
Manyetikle gitmek
Bir diğer öne sürülen teknolojinin adı Değişken Özel İtki Magnetoplasma Roketi (VASIMR). Elektromanyetik motordan oluşan sistem, radyo dalgalarını kullanarak püskürtücüyü iyonize ediyor ve ısıtıyor. Bu plazma adı verilen, iyonize olmuş bir gaz oluşturuyor; bu da daha sonra uzay mekiğinin arkasından dışarıya bırakılırken manyetik etki yaratarak, yüksek hızda itici kuvvet oluşturuyor. Eski astronot Franklin Chang-Diaz, bu teknolojinin gelişmesi için öncü oluyor ve bir prototipinin Uluslararası Uzay İstasyonu’nda Dünya üzerindeki seviyesini koruması için kurulması beklentiler arasında. Mars’a olan bir görevde, bir VASIMR roketinin seyahat zamanını 5 ayın altına düşürebileceğine inanılıyor.
Anti maddeyle gidelim
Muhtemelen, en alışılmadık önerilerden biride, bir anti-madde roketi kullanmak olsa gerek. Parçacık hızlandırıcılarda yaratılacak bir anti-madde makul olasılıkla kullanabileceğiniz en yoğun enerji. Atomun maddesi atomun anti-maddesiyle buluşunca, bunlar saf enerjiye dönüşüyorlar ve Albert Einstein’ın ünlü E=mc2 denkleminde varsaydığı gibi sadece 10 miligramlık anti-madde, insan taşıyan mekiği sadece 45 günde Mars’a ulaştırabilir. Ama mümkün olsa bile çok az miktarda anti-madde üretmek için bile 250 milyon dolara ihtiyacımız var.
Mars’a yapılacak gelecek yolculuklar
Mars’a gidiş yolunun süresini kısaltmak için inanılmaz teknolojiler önerilse de, mühendisler denenmiş ve doğru bildikleri minimum enerji transfer yörüngesi metodunu kimyasal roketleriyle kullanmaya devam edecekler. NASA’nın, 2013’te başlatacağı, MAVEN görevi de bu tekniği kullanacak; buna ek olarak ESA’nın Dış Mars (ExoMars) görevleri de aynı tekniği izleyecek. Diğer tekniklerin yaygınlaşması ve Mars’a olan yolculuğun yarı yarıya azalması için önümüzde daha onlarca yılın olduğu gözüküyor. Ama kim bilir belki de düşük maliyetli yeni bir teknoloji geliştirilir ve o kadar beklememiz gerekmez.