Uzay Madenciliği

İnsanlığın uzay merakı çok eski zamanlara dayansa da uzay ile ilk temaslar 20. Yy. da yaşanmıştır. SSCB’nin 4 Ekim 1957’de uzaya ilk uyduyu atması ile bir uzay merakı ve yarışı başlamış oldu. Uzaya çıkan ilk insan ise yine Sovyet Rusya’sının pilotu ve kozmonotu olan Yuri Gagarin olmuştur. 12 Nisan 1961’de Vostok uzay aracıyla Dünya yörüngesinde turunu tamamlayarak bu başarısı ile uzay çağını başlatan kişi olarak tarihe geçmiştir. Daha sonra Amerikalı astronot ve havacılık mühendisi olan Neil Alden Armstrong 20 Temmuz 1969 Ay’a ayak basan ilk insan olarak tarihe adını yazdırmış ve ‘bir insan için küçük, insanlık için dev bir adım’ sözü ile tanınmıştır. Bu adımlarla başlayan uzay macerası zamanla yeni çalışmaların da önünü açmıştır. 

Zamanla gelişen uzay araştırmalarının yeni odağı ‘Uzay Madenciliği’ olmuştur. Acaba mümkün mü? diyerek başlayan çalışmaların geleceğe de yön vermesi beklenmektedir. Peki nedir bu uzay madenciliği? Ve neden uzayda madencilik yapmayı düşünmekte insanoğlu? İşte bu yazımızda bu soruları ve benzeri birçok konuyu açığa kavuşturmak için oluşturduk içeriğimizi. Heyecanla oluşturduğumuz yazımızı aynı heyecan ve merakla okumanız dileklerimizle…

Uzay madenciliği konusuna başlamadan dünyamızdaki madenler konusuna değinmek faydalı olacaktır. Yaklaşık 4 milyar yıl önce yer kabuğu erimeye başladığında çekim kuvveti yer kabuğunda bulunan ağır elementleri çekirdekte toplanmış böylece yer kabuğunda çok azalmış ya da tükenmişlerdir. Yer kabuğundan çıkarılan madenler ise dünyaya çarpan asteroidler ile gelmiştir. Yani bu elementlere uzaylı desek yeridir. Asteroid yağmurları sonucu yer yüzü yeniden metaller ile dolmuştur. Teknolojik gelişimde önemli yer tutan elementlerin dünyada tükenmekte olması ise, gözlerin uzayda çokça bulunan elementlere çevrilmesini sağlamıştır. İşte bu noktada uzay madenciliği fikri ortaya çıkmıştır.

Peki Nedir  Uzay Madenciliği?

Uzay madenciliği, diğer bir adıyla asteroid madenciliği dünyamıza yakın asteroid veya gezegenlerdeki değerli hammaddelerin veya jeolojik materyallerin elde edilmesidir. Amaç modern endüstrinin ana elementlerini uzaydan elde etmektir. Dünyada tükenmekte olan antimoni, bakır, kalay, çinko, gümüş, kurşun ve altın gibi rezervler, tek bir asteroidden fazlasıyla karşılanabilir. Amaç sadece bilenen elementlerin elde edilmesi değil, yeni elementlerin keşfi de hedeflenmektedir. Uzaydan elde edilecek elementler, uzayda inşa edilmesi planlanan yapılarda da kullanılabileceği gibi gerekli yakıt ve suyun uzaydan karşılanması maliyeti de oldukça düşürecektir. Tek bir asteroidde binlerce ton altın, platin, paladyum gibi elementler bulunabilir. Astrobiyolojik açıdan bakıldığında, asteroid madenciliği dünya dışı akıllı yaşam formları araştırması için de bilimsel veri sağlayabilir. Uzay madenciliğinin potansiyel hedefleri asteroid kuşağı, Jüpiter ve Ay’dır.

Asteroidler güneş sisteminin oluştuğu ilk dönemden kalma değişim geçirmemiş yapılardır. Bu sebeple yapılan araştırmaların, Dünya ve hatta güneş sisteminin tarihi hakkında bilgi vermesi de hedeflenmektir. Katrilyon dolar değerinde göktaşı ve asteroidlerle dolu uzay oluşturduğu ve oluşturacağı yeni sektörler ile büyük bir kazanç kapısı olarak da görülmektedir. Peki faydalanılmak istenen asteroidlerin hepsi değerli mi? Farklı türleri olan asteroidler içerdikleri elementler açısından farklılık göstermektedir.

Birçok asteroid çeşidi bulunsa da üç ana çeşidi ele alınmaktadır:
  • C-tipi asteroidler: En bol bulunan asteroid çeşididir. Tüm asteroidlerin %75’ini oluşturmaktadır. Karbon ve su içeren mineraller bakımından zengindir. Fosfor ve gübreleme amacıyla kullanılabilecek temel bileşenleri de barındırmaktadırlar.
  • S-tipi asteroidler: temel olarak demir ve magnezyum içeren kayalardır. Silikat yapıdadırlar. Ayrıca nikel, kobalt, altın, platin, rodyum içerirler.
  • M-tipi asteroidler: S-tipi asteroidlere kıyasla 10 kat daha fazla metal içeren nadir kayalardır.

Güneş sisteminde farklı asteroid bölgeleri bulunmaktadır. Bunlar:
  • Asteroid kuşağı: bilinen asteroidlerin büyük bölümünü içermektedir. Mars ile Jüpiter arasındaki kuşakta bulunmaktadır. Yaklaşık 2 milyon tane asteroid olduğu tahmin edilmektedir.
  • Truvalılar (trojan): Jüpiter kuşağında bulunurlar. Bu asteroidler dış gezegenleri oluşturan en önemli materyallerin kalıntılarıdır. Güneş sisteminin tarihini öğrenebilmek için önemli ip uçları taşımaktadırlar.
  • Dünyaya yakın asteroidler: dünya ile kesişen veya yakın yörüngelere sahip asteroidlerdir. Yaklaşık 12.000 tanesi takip edilmektedir. Dünyaya yakın asteroidlerin %90’ı keşfedilmiştir.

Ekonomik Analizler

Uzayın fiziksel keşfi, insanlı uzay araçları, uzaktan kumanda edilen uzay araçları ve yapay zeka kullanılarak yapılmaktadır. Oldukça maliyetli olan bu teknolojilerin yanı sıra uzaya çıkmak ve araştırma yapmak da çok maliyetli bir işlemdir. Ayrıca madencilik yapmak için gerekli ekipmanlar net bilinmediği gibi, getirilecek madenin kalitesinin ne olacağı hakkında da şüpheler bulunmaktadır. Günümüzde net bir maliyet hesaplaması yapılamamaktadır. Tek sorun bunlar olmadığı gibi en küçük bir hatada elde edilen kaynaklar ve uzay aracının uzayda kaybolması ve geri dönememesi ihtimali de vardır. Bu sebeplerden dolayı potansiyel asteroidler arasından dünyaya daha yakın ve küçük olanları ya da tükenmiş kuyruklu yıldızlar gibi hedeflerde çalışmalar başlatılmıştır.

Yapılan araştırmalarla oluşturulan ekonomik analizler sonucunda uzaydan getirilecek madenler için yapılan masraf, Pazar fiyatını karşılamamaktadır. Uzay kargo fiyatları çok fazla gelmektedir. Yine de potansiyel market belirlenebilir ve kar elde edilebilir. Örneğin uzaydaki roketlere dünyadan su ulaştırmanın maliyeti çok yüksek olduğu için buradan götürmek yerine asteroidlerden suyun taşınması daha karlı olacaktır. 

Pek çok asteroidin değeri kentilyon (10¹⁸) gibi dev sayılarla belirlenmektedir. Bu sayı 78 trilyonluk küresel ekonomiden 137.000 kat fazladır. Dünyanın yıllık ham metal üretim piyasası 660 milyar dolara tekabül etmektedir. Gelecek için büyük umutlar doğuran uzay madenciliğinin bugün verilebilecek en başarılı örneklerinde bile sadece 100 gr. gibi oldukça az kaya parçası ve toz örnekleri dünyaya getirilebilmiştir. Neil Armstrong’un dediği gibi bu bir insan için küçük, insanlık için büyük bir adımdır. Bu küçük detaylarla uzay basamakları tırmanmakta ve araştırmalar geliştirilmektedir. 

Bazı Asteroid Örnekleri ve Çalışmaları 

Burada bir gezegen ve 3 asteroid örneği ile yapılan çalışmaları açıklayacağız. Bu örnekler 55 Cancri Gezegeni, 16 Psyche Asteroidi, Bennu Asteroidi ve Ryugu Asteroididir.

55 Cancri (55 Yengeç) Gezegeni 

 Yakın geçmişte dünyamızdan 40 ışık yılı uzaklıkta keşfedilen bu gezgen bir süper dünyadır. Yaklaşık 3’te biri elmastan oluşmaktadır. Aşırı sıcak bir yapıya sahip olan gezegen adeta bir elmas cehennemidir. Silikat tabanlı kayalık bir gezegen olan Dünyamızın aksine büyük ölçüde karbon ve elmas tozu içermektedir. Dünya’daki en yoğun minerallerden biri olan elmas, karbon gezegenlerin kütlesini artırmaktadır. Boyutu yaklaşık dünyanın iki katı, kütlesi ise sekiz katı kadardır. Dünya’da canlıların temel yapıtaşını karbon atomları oluşturmaktadır. Ancak karbon oranı yüksek olan gezegenler aşırı derecede kurak oldukları için yaşamın gelişmesine izin vermiyor. Dünyamızdaki karbon miktarı ise %0.1 oranındadır. Yaşamın temel yapıtaşı olsa da çok yoğun bulunması suyun olmamasına ve kuraklığa neden olduğu için elmas gezegenler yaşama elverişli değildir.

16 Psyche Asteroidi 

 17 Mart 1852 yılında keşfedilen dev bir asteroiddir. Asteroid kuşağındaki en büyük on asteroidden biridir. Ölü bir gezegenin çekirdeği olan bu asteroid en büyük M-tipi asteroid olma özelliğine sahiptir. Çapı yaklaşık 225 km’dir. Demir ve nikel elementlerinden oluşmaktadır. Değerinin 10 bin katrilyon dolar (10 kentilyon) olduğu tahmin edilmektedir. Mars ve Jüpiter arasındaki asteroid kuşağında bulunan asteroidin güneş sisteminde bir benzeri daha bulunmamaktadır. Neredeyse tamamı değerli metal alaşımdan oluşan 16 Psyche, içeriğindeki element miktarı ile dünyanın üretim ihtiyacını birkaç milyon yıl karşılayabilir.

16 Psyche asteroidini NASA araştırmaktadır ve 2022 yılında “Psyche: Metal dünyasına yolculuk” adlı sondaj çalışmasına başlayacaktır. Sondajın amacı 20 ay boyunca asteroidi incelemektir. 2022’de yola çıkacak uzay aracı 2030’ da asteroide ulaşacak. Psyche ekibi bu asteroidi inceleyerek, gezegenlerin nasıl oluştuğuna ve nasıl çekirdek manto ve kabuk katmanlarına ayrıldığına dair daha fazla bilgi edinmeyi umuyor.

LUCY misyonu

NASA’nın bir diğer misyonu ise LUCY görevidir. Jüpiter yörüngesindeki Truva asteroidleri keşfetmek için 2021 yılının Ekim ayında uzay aracı fırlatılacak. LUCY ve 16 Psyche misyonlarının NASA standartlarına göre maliyetleri en fazla 450 milyon $ olarak hesaplanmıştır.

 

Bennu Asteroidi

Küresel bir şekle sahip ve 500 metre çapındaki bu asteroid gezegenimize görece yakın konumdadır. NASA’nın 8 Eylül 201 yılında fırlattığı OSIRIS REx isimli bir uzay aracı 2018 yılında Bennu’ya ulaştı. 2 milyar kilometre mesafe kat ederek hedefine ulaşan OSIRIS REx’in 60 gr. ağırlığında örnek toplaması hedefleniyordu ancak görev tahmin edilenden daha fazla başarılı olarak 400 gr. örnek toplanmış oldu. Ancak uzay aracının bu başarısı örnekleri risk altına sokmuştur. NASA yaptığı açıklamaya göre uzay aracının örnek haznesi içerisine çok fazla parça girdiği için muhafaza eden kap tam kapanamamış ve bu nedenle açık kalan aralıktan örneklerin bir kısmı uzaya saçılmaya başlamıştır.

Projenin başında örnek alınamayacağından endişelenen uzmanlar ve yetkililerin şimdiki endişeleri ise sistemin fazla iyi performans göstermesi sonucu sorun yaşanmasıdır. Bu durumda yapılacak iki yol bulunmaktadır. Ya örneklerin tamamı saçılmadan hazneyi uzay aracına çekecekler ve kalan örneklerle yetinecekler ya da bu hazneyi bırakarak yeniden örnek toplamak için uzay aracı asteroide inecektir. Ancak Uzay aracı örnek toplama operasyonunu en fazla üç kez yapabilir. Bazı uzmanlar toplanmış olan örneğin önümüzdeki on yıllar boyunca bilim insanlarının incelemesi için yeterli olacağını öne sürüyor.

OSİRİS REx

OSIRIS-REx’in bir diğer başarısı ise asteroidin kil tabakaları arasına sıkışmış su molekülleri bulmasıdır. Bennu, yaşamın temel elementi olan Karbon bakımından zengindir. Osiris-Rex’in hazneyle birlikte 2023 yılında dünyaya dönmesi planlanıyor. Bennu aynı zamanda 150 yıl içinde dünyaya çarpma riski olan bir gök cismi. Toplanan örnekler gerekirse asteroide nasıl müdahale edilebileceğinin bilgisini de sağlamış olacak.

Ryugu Asteroidi

Uzay madenciliği konusunda yapılan en başarılı ve tek başarılı çalışma Japonya tarafından gerçekleştirilmiştir. Japonya Uzay Ajansı’nın Hayabusa adlı uzay aracı 2010 yılında İtekowa adlı asteroidden gezegenimize birkaç parça toz getirmeyi başarmıştı. Ancak asteroidin yüzeyinde inceleme yapmak üzere uzay aracından ayrılan MINERVA keşif aracı asteroidin kütle çekim alanına girememiş ve uzayda kaybolmuştu. Bu kez örnekler toplanması ve yeryüzüne getirilmesi hedeflenerek 2014 yılında fırlatılan Hayabusa2 adlı uzay aracı Haziran 2018’de Ryugu asteroidine ulaşmıştır.

Hayabusa2 uzay aracının Ryugu asteroidinde çektiği yüzey fotoğrafı

21 Eylül 2018’de Hayabusa 2’den ayrılan iki keşif aracı Ryugu asteroidinin yüzeyine indi ve keşif araçlarının çektiği ilk fotoğraflar Dünya’ya ulaştı. Görevin iki aşaması vardı: ilki yüzeye inerek toz ve kaya parçaları toplamaktır. İkinci görev ise asteroid üzerinde bir krater oluşturarak iç katmanlardan örnek toplamaktı. Hayabusa2 Şubat 2019’ da Ryugu asteroidi yüzeyine mermi göndererek orada minik bir krater açmış, çarpmanın etkisi ile fırlayan taş ve toz örneklerini uzay boşlunda toplamayı başarmıştı. İkinci görev ilkine göre daha önemliydi. Çünkü olası bir kaza sonucu hem ilk misyonunda topladığı örnekleri kaybedebilir hem de uzay aracının bizzat kendisinin de kaybedilmesi riski bulunuyordu.

Hayabusa2 uzay aracının örnekleri içinde barındıran kapsülü dünyaya ulaştı.

Görev başarılı oldu ve Hayabusa2, 5 aralık da uzay kapsülü ve içindeki örnekleri Avustralya’ya başarılı bir şekilde indi. Uzay aracı, göktaşının yüzeyinden en az 100 miligram örnekler topladı. Dünya’ya iniş yapmayacak olan araç örnekleri Avustralya’ya bıraktıktan sonra uzaydaki görevine devam edecek.

Ryugu’nun da başta titanyum olmak üzere çok sayıda nadir metal taşıdığı düşünülüyor. Hayabusa 2, keşif araçlarının bir asteroidin yüzeyinde incelemeler yaptığı ilk uzay görevi olarak tarihe geçmiştir.

Bennu asteroidi ve Ryugu asteroidi karşılaştırması

Dünyada Uzay Madenciliği Çalışmaları Yapan Şirket ve Ülkeler Hangileridir?

Ülkeler: ABD (NASA), Japonya (JAXA), Rusya, Çin, Hindistan (ISRO), Lüksemburg, ESA (Avrupa Uzay Ajansı)

Şirketler: Deep Space İndustries, Planetary Resources, Moon Express, İspace, Blue Origin, Alphabet, SpaceX (Uzay Taşımacılığı) gibi şirketler ve ülkeler günümüzde uzay madenciliği araştırmaları yapmaktadırlar. Kürsele bir rekabete dönüşen uzay madenciliği için zaman geçtikçe yeni devlet ve şirketler eklenmektedir.

Bu şirketlerin ve ülkelerin tek amacı uzay madenciliği yapmak değil, Ay’da yada kızıl gezegen Mars’da koloniler kurmak, uzay turizmi yapmak gibi farklı misyonlara sahiptir. 

Ay araştırmaları ve Ay’da madencilik yapmayı planlayan Moon Express şirketinin ana sayfasından şu söze de yer vermek isteriz “Ay, Dünya’nın 8. kıtasıdır, Dünya’daki hayata ve uzaydaki geleceğimize muazzam faydalar sağlayabilecek değerli kaynaklarla insanlık için yeni bir sınırdır. Dünyanın ekonomik ve sosyal alanını Ay’a genişletmek, geleceğimizi güvence altına almak için attığımız ilk adımdır.”

Uzay Madenciliğinin Hukuki Yönü 

Uluslararası hukukun henüz tam gelişmediği dünyada, uzay için çok fazla bir hukuki yön bulunmamaktadır. Özellikle uzay madenciliğinin yapılması hakkında birebir anlaşma ya da teamül kuralı bulunmamaktadır. uzay hakkında iki önemli anlaşma bulunmaktadır: Dış Uzay Anlaşması ve Ay Sözleşmesi.

Dış Uzay Andlaşması, resmi adıyla Ay ve Diğer Gök Cisimleri Dâhil, Uzayın Keşif ve Kullanılmasında Devletlerin Faaliyetlerini Yöneten İlkeler Hakkında Andlaşma, uluslararası uzay hukukunun temelini oluşturan antlaşmadır. 104 ülke sözleşmeye taraftır. 24 ülke ise onay beklemektedir.  Bu anlaşmanın bir kaç maddesi şu şekildedir: 

  • Dış Uzayın keşfi ve kullanımı tüm ülkelerin yararı ve çıkarları gözetilerek yürütülür.
  • Dış Uzayın keşfi ve kullanımı hususunda tüm ülkeler özgürdür.
  • Dış Uzay bakımından egemenlik, işgal ve benzer iddialarda bulunulamaz.

1979’da imzalanan Ay Sözleşmesi’nde ise, Ay ve tüm gök cisimlerin kaynaklarının insanlığın ortak mirasının bir parçası olduğu ifade ediliyor. Buna göre bazı ülke ve özel kurumlar, uzay kaynaklarının insanlığın yararına kullanılabileceğini savunuyor.

Uzay madenciliği hakkında izleyebileceğiniz videolar: 

Veee son olarak bir asteroid veritabanı linki paylaşmak isteriz:   https://www.asterank.com/

Vakit ayırıp, okuduğunuz için teşekkür ederiz… 

 

Bir Cevap Yazın