Mars'ta yaşamak mümkün mü?

Kanca

Mars'ta bir sabah uyandığını düşün. Pencereden kızıl bir çöl, pembemsi bir gökyüzü görüyorsun. Dışarı çıkmak için önce kalın bir giysi giyip kaskını kapatman gerekiyor, çünkü havada soluyabileceğin oksijen yok. Termometre eksi altmış dereceyi gösteriyor. Ve üzerine yağan görünmez ışınım, Dünya'da aldığından kat kat fazla.

Orada soluyacağın havayı, içeceğin suyu ve seni ışınımdan koruyacak duvarları kendin sağlamak zorundasın. İnsanlar bir gün Mars'a gidip orada yaşayabilir mi, yoksa bu yalnızca uzak bir hayal mi?

Merkezi soru

Mars'ta insanlar için en büyük tehlikeler nelerdir, bu tehlikelere karşı hangi çözümler deneniyor ve Mars'ta kalıcı olarak yaşamak bugünkü bilgimizle ne kadar mümkün?

Anlatım

Yolculuğun kendisi

Mars'ta yaşamaya giden yol, Mars'a ulaşmakla başlar. Dünya ile Mars, Güneş'in çevresinde farklı hızlarda dolandığı için aralarındaki uzaklık sürekli değişir. En uygun fırlatma fırsatları yaklaşık 26 ayda bir gelir. O zaman bile yolculuk yedi ay kadar sürer. Dönüş için yine uygun zamanı beklemek gerekeceğinden, bir Mars görevi toplamda iki ila üç yıl sürebilir.

Bu uzun yolculukta en büyük tehlikelerden biri ışınımdır. Dünya'nın manyetik alanı ve kalın atmosferi, bizi uzaydan gelen yüksek enerjili parçacıklardan büyük ölçüde korur. Uzay aracı bu korumadan çıktığında astronotlar, galaksiden gelen kozmik ışınlara ve Güneş'in patlamalarından fışkıran parçacıklara açık kalır. Cary Zeitlin ve arkadaşları, Curiosity gezgini Mars'a giderken aracın içine yerleştirilen bir aygıtla bu ışınımı ölçtü ve gelecekteki astronotlar için ciddi bir tehlike oluşturacağını doğruladı.

Mars'ın yüzeyinde ışınım

Mars'a vardıktan sonra da tehlike bitmez. Ders 10.4'teki karşılaştırmanın gösterdiği üzere Mars'ın küresel bir manyetik alanı yoktur ve havası çok incedir. Donald Hassler ve arkadaşları, Curiosity'nin 2012'den itibaren Mars yüzeyinde yaptığı ölçümlerle, kozmik ışınların ve Güneş parçacıklarının yüzeydeki ışınım ortamını ilk kez ayrıntılı biçimde haritaladı. Bu ölçümler, insanlı bir Mars görevinin ışınım risklerini değerlendirmek için temel oluşturuyor.

Bu yüzden Mars'taki yaşam alanlarının kalın kalkanlarla korunması gerekecek. Mühendislerin önerdiği çözümlerden biri, yaşam alanlarını Mars toprağının altına gömmek ya da kalın bir toprak tabakasıyla örtmek. Mars'ın kendi toprağı, astronotlar için bir kalkana dönüşebilir.

Hava: Soluyamayacağın bir gökyüzü

Ders 3.4'te tanıdığımız Mars'ın havası çoğunlukla karbondioksittir ve yüzeydeki basıncı Dünya'dakinin yüzde birinden azdır. Bu kadar düşük basınçta korunmasız bir insan vücudu dakikalar içinde zarar görür. Astronotların dışarıda basınçlı giysiler giymesi, içeride ise basınçlı ve kapalı yaşam alanlarında kalması gerekir.

Ama bu karbondioksit bir fırsat da sunar. NASA'nın Perseverance gezgini, MOXIE adlı küçük bir aygıtla Mars havasındaki karbondioksiti parçalayıp oksijen üretmeyi denedi. NASA'ya göre MOXIE, iki yıl içinde 16 kez çalıştı ve toplam 122 gram oksijen üretti; bu, bir astronotun yaklaşık dört saat solumasına yeter. En verimli anında saatte 12 gram oksijen üretti; bu, NASA'nın başlangıçtaki hedefinin iki katıydı. MOXIE'nin asıl amacı, gelecekte astronotların Mars'tan dönüş için gerekli roket yakıtının bir parçası olan oksijeni yerinde üretmenin mümkün olduğunu göstermekti.

Su ve toprak

Mars'ta su vardır, ama yüzeyde kalıcı bir sıvı olarak değil. Peter Smith ve arkadaşları, 2008'de Mars'ın kuzey kutup bölgesine inen Phoenix aracının toprağı kazarak birkaç santimetre derinlikte buz tabakasına ulaştığını bildirdi. Kutup başlıklarında ve toprağın altında büyük miktarda buz bulunduğu biliniyor. Bu buz eritilerek içme suyuna, bitki yetiştirmeye ve oksijen üretimine kullanılabilir.

Mars toprağı ise tarım için hazır değildir. Phoenix'in çözümlemeleri, toprakta perklorat denen, insan sağlığına zararlı tuzlar bulunduğunu ortaya koydu. Mars'ta yiyecek yetiştirmek için toprağın arıtılması ya da topraksız tarım gibi yöntemler gerekecek.

Düşük kütleçekimi ve uzaklık

Mars'ın kütleçekimi Dünya'nınkinin yaklaşık üçte biri kadardır. Mikroçekimde kemiklerin ve kasların zayıfladığını Ders 14.3'ten biliyoruz; Mars'ın zayıf çekiminin uzun vadede insan vücudunu nasıl etkileyeceği ise henüz bilinmiyor. Ayrıca Mars, Dünya'dan o kadar uzaktır ki bir radyo mesajının gidip gelmesi dakikalar sürer; bir acil durumda Dünya'dan anında yardım almak mümkün değildir. Mars'ta yaşayanlar, sorunlarını büyük ölçüde kendileri çözmek zorunda kalacak.

Aslında…

Mars'a gitmek bir gün mümkün olabilir; ama orada yaşamak, Dünya'nın bize bedava sunduğu her şeyi yapay olarak yeniden kurmayı gerektirecek.

Büyük resim

Mars'ta yaşama sorusu, aslında Dünya'nın ne kadar değerli olduğunu hatırlatır. Soluduğumuz hava, içtiğimiz su, bizi ışınımdan koruyan kalkanlar ve üzerinde yürüdüğümüz verimli toprak, Güneş Sistemi'nde eşi olmayan bir armağandır. Mars'ı keşfetmek, bu armağanın kıymetini daha iyi anlamamızı sağlıyor.

Aynı zamanda Mars'a hazırlık, Dünya'da da yararlı teknolojiler doğuruyor: suyu geri kazanmak, havayı temizlemek, az kaynakla yiyecek yetiştirmek. Belki bir gün insanlar Mars'ta yaşayacak; ama o güne giden yol, önce bu zorlukları tek tek çözmekten geçiyor.

Özet

1. Mars'a yolculuk yaklaşık yedi ay sürer ve uygun fırlatma fırsatları yaklaşık 26 ayda bir gelir; yolculuk sırasında ve Mars yüzeyinde astronotlar, Curiosity'nin ölçtüğü güçlü ışınıma maruz kalır.
2. Mars'ın havası çoğunlukla karbondioksittir ve basıncı çok düşüktür; Perseverance'ın MOXIE aygıtı, bu havadan toplam 122 gram oksijen üreterek yerinde oksijen üretiminin mümkün olduğunu gösterdi.
3. Mars'ta toprağın altında ve kutuplarda buz bulunur, ama toprakta zararlı perklorat tuzları vardır; Mars'ta yaşamak için kapalı, basınçlı ve kalkanlı yaşam alanları ve yerel kaynakları kullanan teknolojiler gerekecek.

Görev

Quiz

1. Mars'a yolculuk neden uzun sürer ve fırlatma fırsatları ne sıklıkla gelir?
2. Mars'taki ışınım neden Dünya'dakinden daha tehlikelidir?
3. MOXIE nedir ve ne başardı?
4. Mars'ta su nerede bulunur?
5. Mars toprağında yiyecek yetiştirmeyi zorlaştıran nedir?

Cevaplar

1. Dünya ve Mars Güneş'in çevresinde farklı hızlarda dolandığı için aralarındaki uzaklık sürekli değişir; en uygun fırlatma fırsatları yaklaşık 26 ayda bir gelir ve yolculuk yedi ay kadar sürer.
2. Çünkü Mars'ın küresel bir manyetik alanı yoktur ve havası çok incedir; bu yüzden kozmik ışınlar ve Güneş parçacıkları yüzeye büyük ölçüde ulaşır.
3. Perseverance'ın taşıdığı, Mars havasındaki karbondioksitten oksijen üreten aygıttır; 16 çalışmada toplam 122 gram oksijen üretti ve yerinde oksijen üretiminin mümkün olduğunu gösterdi.
4. Kutup başlıklarında ve toprağın altında buz olarak; Phoenix aracı birkaç santimetre derinlikte buz tabakasına ulaştı.
5. Toprakta perklorat denen, insan sağlığına zararlı tuzlar bulunur; toprağın arıtılması ya da topraksız tarım gerekir.

Kaynaklar

Sonraki derse köprü

Mars'a giden yolu hesaplamak, milyonlarca kilometrelik uzaklıklarla, gezegenlerin kütleleriyle ve ışınım dozlarıyla uğraşmayı gerektiriyor. Astronomide sayılar, günlük hayatta alıştığımızdan çok daha büyük ya da çok daha küçüktür. Güneş'in kütlesini yazmak için otuz sıfır gerekir. Bu kadar büyük ve küçük sayılarla nasıl kolayca çalışabiliriz?