Ay’da su bulundu! Yine!

Bilim dünyasında bu haftanın en önemli gelişmesi hiç şüphesiz Ay’da yapılan bir keşif oldu. Ay’da su bulundu! Yine! On yıllardır oralarda bir yerde su olabileceği tahmin ediliyordu ama kanıtlanamamıştı. Üstelik ilk keşif 2020’de değil, 11 yıl önce, 2009’da yapıldı. Ay’ın kutuplarında hiç güneş almayan kraterlerin içinde su buzu olduğu tespit edildi. O kraterlerin güneş sisteminin en soğuk noktaları olduğunu düşündüğümüzde bu çok da şaşırtıcı gelmeyebilir. İşte şaşırtıcı olan şey bu hafta yapılan keşif. Ay’ın güneş alan yerlerinde de su molekülleri olduğu bulundu. 

Suyun bulunduğu bölgeyi eminim siz de defalarca görmüşsünüzdür. Görmediyseniz Ay’ı çıplak gözle incelemenin şimdi tam zamanı, çünkü dolunay. Bu gece kafanızı gökyüzüne kaldırın ve onun alt tarafına doğru bakın. Oradaki en büyük ikinci krater Clavius krateri. Su orada tespit edildi. Bilim-kurgu meraklıları bu krateri 2001 Uzay Macerası filminden de hatırlayacaktır. Tam o bölgede kurulmuş bir Ay yerleşkesi vardı: Clavius Üssü.  

11 yıl arayla yapılan bu iki ayrı keşfin şöyle bir farklılığı var. İlk keşif Ay’ın etrafında dönen bir uzay aracı tarafından yapılmıştı: Hindistan’ın gönderdiği Chandrayaan 1 aracı yüksek çözünürlüklü kameralarıyla Ay’ın Güney Kutbu’nu taramaya başladı. Sonra bu araçtan ayrılan başka bir araç saniyede 2.5 km hızla doğrudan Ay yüzeyine yönlendirildi ve sonra da çarptırıldı. Evet doğru duydunuz göz göre göre çakılması sağlandı. Böylece çarparak da olsa Hindistan, ABD, Rusya ve Japonya’nın ardından Ay yüzeyine iniş yapabilen dördüncü ülke oldu. Bu kontrollü çarpma 25 metre genişliğinde, 4 metre derinliğinde bir çukur oluşturdu. O çukurun yerindeki 10.000 ton civarında materyal yerden yükseldi ve güneş ışığının da yardımıyla yörüngedeki araç tarafından görüntülendi. O görüntülerin analiziyle de Ay’ın kutuplarında su bulunduğu açıklandı. Tabi bu suyu tespit edip kullanabilmek için Ay yüzeyine sürekli uzay araçlarını çarpmak pek sürdürülebilir bir yöntem değil.

O yüzden geçen hafta yapılan yeni keşif stratejik bir öneme sahip. Bu iki keşfin farklılığı olduğunu söylemiştim. İlki Ay’ın etrafında dönen Chandrayaan 1 uzay aracıyla yapılmıştı. Yenisi ise Dünya’nın etrafında dönen bir uçakla yapıldı. SOFIA adlı bu uçak modifiye edilmiş bir Boeing 747. Güneş batmadan önce yerden havalanıyor ve yaklaşık 12 km yükseklikte yani stratosferde gece boyunca 10 saat civarında uçuyor. 

SOFIA normalde bilgelik demek biliyorsunuz. Ayasofya’nın içinde de geçiyor. Fakat uzayla ilgili çalışmalarda kelimeler sadece ilk anlamıyla kullanılmıyor. Uzun cümlelerin baş harfleriyle yani akronim kullanımıyla böyle akılda kalıcı isimler üretme geleneği var ki bunu geçen haftaki videoda vurgulamıştım. Burada da açılımı Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy. Stratosferde gezinen ve kızılötesi araçları olan mobil bir gözlemevi olduğunu söyleyebiliriz. Uçağın arkasındaki şu siyah bölümü görüyor musunuz? Havadayken o kısım açılıyor ve içindeki 2.5 metre çaplı teleskop ortaya çıkıyor.  Kısaca SOFIA uçan bir teleskop. Onun ticari uçaklardan biraz daha yüksek irtifadaki bu uçuş kabiliyeti, Dünya atmosferindeki neredeyse tüm su buharının üzerine çıkmasına izin veriyor. Daha alçak irtifalarda su buharı bazı kızılötesi dalga boylarının yere ulaşmasını engellediği için daha sağlıklı gözlem yapabilmesini sağlıyor. Böylece dünyanın herhangi bir yerinden infrared spektrumun %85’ini kullanabiliyor. Bugüne kadar astronomiyle ilgili nefis manzaralar kaydetmiş SOFIA; göksel manyetik alanlar, yıldız oluşturan bölgeler, kuyruklu yıldızlar, bulutsular ve galaktik merkezler…

Bu tür görüntüleri görmeye alışkınız. Peki suyun da böyle fotoğrafını mı çekti bu teleskop? Hayır. Ay yüzeyinde su moleküllerine özel bir dalga boyunu tespit etti. Hem de çıplak gözle bile görülen bir bölgesinde. Çıplak gözle görebiliyoruz çünkü güneş ışığı yansıyor. Ay’da atmosfer olmadığına göre güneşin sıcaklığıyla bu suyun buharlaşıp yok olması gerekmez miydi? Evet, gerekirdi. Zaten o yüzden şaşırtıcı bir buluş bu. Oradaki bir şeyler yeni su moleküllerinin oluşmasını ve bunların bir şekilde orada saklanabilmesini sağlıyor olmalı.

Bu suyun nasıl oluşmaya devam ettiğiyle ilgili bazı teoriler var. Ay yüzeyine yağmur gibi yağan ve içinde az miktarda su taşıyan mikrometeoritler, çarparak suyu ay yüzeyinde biriktirebilir. Diğer bir olasılık ise, güneş rüzgârının ay yüzeyine hidrojen gönderdiği ve hidroksil oluşturmak için topraktaki oksijen taşıyan minerallerle kimyasal reaksiyona neden olduğu iki aşamalı bir süreç olabilir. Bu arada, mikrometeorit bombardımanından kaynaklanan radyasyon, hidroksili suya dönüştürüyor olabilir.

Hadi su oluştu. Orada nasıl kalmaya devam edebiliyor? Bu konuda da suyun, mikrometeorit çarpmalarının yarattığı yüksek ısıdan oluşan topraktaki minik boncuk benzeri yapılara hapsolabiliceği söyleniyor. Diğer bir olasılık da, suyun ay toprağı taneleri arasına gizlenmiş olması ve güneş ışığından korunmuş olması. Bu durum da potansiyel olarak onu boncuk benzeri yapılarda hapsolmuş sudan biraz daha erişilebilir hale getiriyor.

Şu anda başta Çin ve ABD olmak üzere ülkeler arasında Ay’da bir üs kurma yarışı var. Kalıcı olarak inşa edilmesi planlanan bu Ay üslerinde yaşayanlar için en temel ihtiyaç su olacak. Eskiden bu suyu hiç Güneş görmeyen krater çukurlarından çıkarmayı planlıyorlardı. Şimdi çok daha erişilebilir yüzeylerden de elde edilebileceği ortaya çıkmış oldu. Aslında bu ihtimale karşılık çoktan hazırlıklara da başlanmıştı. Daha geçen hafta NASA, 2023’te Ay’a buz arayan bir kazıcı göndermek için 47 milyon dolarlık bir ticari sözleşme yaptığını duyurdu. Artık karmaşık sistemler kullanmadan bile su elde edebilmek mümkün olabilir. Gönderilecek bu ay gezgini bulduğu buzlu kayaları ve toprağı güneşli bir noktaya sürükleyince buharlaşma meydana gelecek ve o sırada suyu toplayıp kullanabilir hale getirecekler.

Bulunan su çok az miktarda. Bir kıyaslama yapmak gerekirse Dünyanın en kurak bölgelerinden Sahra Çölü’nde bulunan suyun yüzde birinden bile az. Yine de eğer toprakta hapsolmuş su moleküllerini sadece buharlaşma yoluyla bildiğimiz suya dönüştürünce bir metreküp topraktan böyle küçük bir soda şişesini dolduracak kadar su elde edilebilir. Şu anda bu miktardaki suyu uzaya göndermenin maliyeti binlerce dolar. Dolayısıyla kurulacak Ay üssünün sadece etrafındaki topraklardan bu havuzu dolduracak kadar su çıkarılabilir. Böylece uzay keşifleri için en değerli kaynağı en düşük maliyetle elde edebilmek mümkün olabilir. 

Tabi bu arada o topraklardan başka ne gibi değerli şeyler çıkarılacak onu da zamanla göreceğiz. Dünyada hiç olmadığı için çok değerli başka şeyler de olabilir mi? 2001 Uzay Macerası filmi tam da o bölgede kurulmuş bir Ay üssü kehanetini yıl olarak tutturamadı. Ama filmdeki Ay üssünde saklanan monolit kehaneti belki de büyük bir su deposu şeklinde yakında gerçeğe dönüşecek.