Wernher von Braun'un unutulmuş Mars misyonu
Temmuz 1969'da Neil Armstrong'un Ay'a inişinden haftalar sonra, Alman doğumlu roket mühendisi Wernher von Braun, Güneş Sistemi'nde daha derine inme çabasıyla insanlı keşif seferlerini Mars'a göndermenin planlarını yapıyordu.
Astronotları Ay'a gönderme kararı, Sovyet kozmonot Yuri Gagarin'in 12 Nisan 1961'de uzaydaki ilk insan olmasının ardından geldi.
Haftalar içinde yeni göreve gelen ABD Başkanı John F Kennedy, NASA'daki üst düzey yöneticilerin tavsiyelerine yanıt vererek o onyılın sonuna kadar Amerikalıları Ay'a göndermeyi taahhüt etti.
Eski NASA bilim insanı ve uzay uçuşu mühendisi David Baker ile yaptığımız röportajı okuyun
Bunu başarmada kritik olan, Wernher von Braun tarafından tasarlanan roket gücü ve çok büyük bir fırlatma aracı olan Saturn V idi.
Uzay yolculuğunun ateşli bir savunucusu olan von Braun, NASA mühendisleri üzerinde derin bir izlenim bırakmıştı.
Başlangıçta ordu tarafından finanse edilen Saturn fırlatma araçları, NASA tarafından 1960'tan itibaren devralınarak insanlı uzay yolculuğunu uzak destinasyonlara uzatma çalışmalarında ölçüt haline geldi.
1960'ların ortalarına gelindiğinde NASA, Apollo dönemi donanımını Ay yüzeyinde daha uzun süreli ziyaretler için kullanmanın ve 1970'ler boyunca Dünya yörüngesindeki uzay istasyonlarını desteklemenin yollarını arıyordu.
Ancak bu fikirleri geliştirmek için gereken fonlar hiçbir zaman gerçekleşmedi ve ilk Ay inişi gerçekleştiğinde bütçeler zaten azalıyordu, insanlı uzay uçuşunun geleceği büyük bir tehdit altındaydı.
Apollo sonrası sürdürülebilir bir gelecekteki uzay programı için destek seferber etmek adına radikal yeni konseptler gerekliydi.
NASA, 1967 gibi erken bir tarihte, tek kullanımlık roketlerini, Dünya yörüngesine sık sık uçuş yapabilecek yeniden kullanılabilir bir mekik ile değiştirmeye yöneliyordu.
Oradan, uzay araçları Ay'a ve Mars'a fırlatılabilecekti.
Planı olan adam
1968'e gelindiğinde NASA, donanımı yeniden kullanarak uzay uçuşunun maliyetini düşürmesi gerektiğini fark etti ve 'yeniden kullanılabilirlik' kavramına 'ortaklık' eklendi.
Bunlar, NASA saha merkezlerinde yürütülen ve Entegre Uzay Programı olarak bilinen arayışlardaki çalışmaların mantrası haline geldi.
Nihai stratejist olarak kabul edilen von Braun, 1969'da dört ana unsuru içeren bir Mars görevi planı geliştirdi.
Bunlar Saturn V, Nükleer Mekik, Mars Görev Modülü ve Mars'a tek bir gidiş dönüş uçuşu için bir Mars Keşif Modülünden oluşuyordu.
İlk uzay sondaları Mars'a nasıl ulaştı?
İnsanlar Mars'a nasıl gidecek?
Ayrıca Uzay Mekiği'nin kullanılabilirliğini ve Saturn V'nin üretiminin devam etmesini gerektiriyordu.
Görev, Dünya yörüngesinde üç Nükleer Mekiğin paralel olarak kümelenmesiyle başlayacaktı: her biri kimyasal yanma motoru yerine bir nükleer reaktör kullanan silindirik roket aşamaları.
NASA, yakıtın eklediği ağırlığı azaltmanın bir yolu olarak bu konsepti inceliyordu, çünkü ağır oksitleyiciyi ortadan kaldırıyordu.
Sıvı hidrojen yakıtı, sıcak reaktördeki tüplerin arasından geçirilerek yüksek kaçış hızına ulaşacak, gazlar geleneksel bir nozülden dışarı atılacaktı.
Nükleer Mekik, geleneksel bir kimyasal rokete göre daha yüksek itki/kütle oranına sahip olacak ve verilen faydalı yükü daha yüksek bir hıza çıkararak yolculuk süresini azaltacaktı.
Merkez çekirdek Nükleer Mekik, üstünde bir Görev Modülü taşıyacak, bunun önüne koruyucu bir kaplama içinde Mars Keşif Modülü takılmıştı.
İki dış Nükleer Mekik güçlendirici aşaması, kaçış hızına ulaştıktan sonra ayrılacak ve tekrar kullanılabilecekleri Dünya yörüngesine geri döneceklerdi.
Çekirdek aşama, Mars yörüngesine yavaşlarken ateşlenmeyecekti.
Uzun bir yolculuğun etkilerinin ne olacağını kimse bilmiyordu: Mars'a inmeyen üç mürettebat üyesi 21 ay boyunca ağırlıksız kalacaktı.
Mars görevi donanımının ağırlığı muazzamdı.
82 metre uzunluğundaki birleştirilmiş araç, Dünya yörüngesinde montajdan sonra 726.180 kg ağırlığında olacak ve altı kişilik bir mürettebat taşıyacaktı.
Von Braun, Mars'a konvoy halinde iki geminin gitmesini istiyordu; biri, gidiş veya dönüş yolunda devre dışı kalması durumunda diğerinin mürettebatı için sığınak görevi görecekti.
Her bir Nükleer Mekik 48,7 metre uzunluğunda, 10 metre çapında ve 210.000 kg ağırlığında olacaktı.
Dış güçlendirici aşamalar atıldıktan sonra, yığının ağırlığı 306.180 kg'a düşecekti.
Uzayda dokuz ay
Yeniden kullanılabilir nükleer roket aşamaları konsepti o zamanlar için yenilikçiydi.
Tıpkı günümüzün SpaceX Falcon 9 çekirdek aşamalarının iniş için yavaşlamak üzere ateşleme dahil, fırlatma alanına dönmek için yeterli yakıtı saklaması gibi, Nükleer Mekik güçlendirici aşamaları da dönüp yavaşlayarak Dünya yörüngesine geri döneceklerdi.
Orada, kanatlı Dünya yörüngesi Uzay Mekiği tarafından yeniden yakıt ikmali yapıldıktan sonra tekrar kullanılabilirlerdi.
Von Braun, Mars'a ulaşmak için gereken süreyi nükleer roket aşamalarında daha yüksek bir faydalı yük lehine takas ederek Mars'a dokuz ay süreceğini hesapladı.
İnsanların bu kadar uzun süre ağırlıksız kalıp kalamayacağından emin olamadığı için, iki Görev Modülünü burun buruna birleştirerek yapay yerçekimi için ortak bir merkez etrafında dönecek 164 metre uzunluğunda sert bir yapı oluşturmayı önerdi.
O zamanki en uzun uzay uçuşu zar zor iki hafta sürmüştü ve kemiklerde kalsiyum kaybı ve kas dejenerasyonu gibi vücut üzerindeki etkilerine dair zaten bazı göstergeler vardı.
Uzun bir yolculuğun etkilerinin ne olacağını kimse bilmiyordu: Mars'a inmeyen üç mürettebat üyesi 21 ay boyunca ağırlıksız kalacaktı.
Dünya ile Mars arasındaki dokuz aylık uçuş sırasında mürettebat, güneş fırtınası durumunda sığınak olarak hizmet verebilecek merkezi bir tünel aracılığıyla her birine erişilebilen dört güverte içeren, 7,7 metre çapında ve 12,7 metre uzunluğunda silindirik bir bölümde geniş bir yaşam alanında yaşamış olacaktı.
Mürettebat, insan vücudunun fiziksel durumunu kaydeder ve gözlemler, astrofiziksel gözlemler ve çeşitli deneyler yapardı.
Mars fırlatma pencereleri sadece iki yılda bir gerçekleştiği için von Braun, gerekli donanımı uygun bir hızda geliştirmek için yeterince ileri bir tarih olarak gördüğü 12 Kasım 1981'de Dünya'dan ayrılmayı ve 9 Ağustos 1982'de Mars yörüngesine varmayı önerdi.
Çekirdek Nükleer Mekik aşaması, birleşik yığını yavaşlatacak ve mürettebat Mars yörüngesinde yaklaşık 10 hafta geçirecek, yüzeyden malzeme çıkaracak ve insanlar için zararlı herhangi bir bakteriden arındırılıp gemiye geri getirecek sondalar gönderecekti.
Ardından üç mürettebat üyesi Mars Keşif Modülü ile yüzeye yolculuk yapacaktı.
Koni şeklindeki modül, üç astronotu 30-60 gün boyunca destekleyebiliyordu ve roket yakıtını yüzeye yavaşlamak için harcamadan önce 50.900 kg ağırlığında olacaktı.
Bir dereceye kadar atmosferik frenleme mümkün olabilirdi, ancak paraşütler ve bir fren roketi de kullanılırdı.
Modülün boyutu için çeşitli seçenekler mevcuttu; çoğu yaklaşık 8,8 metre yükseklik ve 10 metre çapındaydı ve karaya indiğinde ağırlığı 37.000 kg idi.
Mars'ta Yaşam
Mars Keşif Modülü, mürettebatın konforu, yüzeye erişim ve bir laboratuvar sağlayacaktı, ancak bunların ne kadarının gerçekten uygulanabilir olacağı tartışmalıdır.
Bir veya iki ay yüzeyde geçirdikten sonra, MEM'in üst yükseliş bölümü mürettebatı yörüngedeki kümeye geri taşıyacaktı.
Kalıcı bir üs kurma planı yoktu, ancak küçük bir gezgin, Kızıl Gezegen'de mürettebata hareket kabiliyeti sağlayacaktı.
Mars gemileri 28 Ekim 1982'de eve dönmek üzere ayrılacaktı, ancak dönüş uçuşu mürettebatı 28 Şubat 1983'te Venüs üzerinden geçirecekti.
İç gezegenin yerçekimi geminin Dünya'ya doğru hızını azaltacak, yeniden girişteki hızı düşürecek ancak aynı zamanda Dünya'nın ikiz gezegenine sondalar yerleştirme fırsatı sunacaktı.
14 Ağustos 1983'te Dünya yörüngesine geri dönecek, sefer başlamadan önce kurulmuş olacak bir uzay üssüyle buluşacak ve mürettebat Mars böceklerinden arınmış oldukları doğrulanmak üzere kontrollerden sonra bir Uzay Mekiği ile atmosferden geri dönecekti.
Mantıklı olmasına rağmen Mars görevi planı nihayetinde kusurluydu: henüz geliştirilmemiş teknolojiye ve donanıma dayanıyordu.
Önerilen Nükleer Mekik, Dünya yörüngesindeki uzay üssü ve hatta Uzay Mekiği benzersizdi ve emsali veya önceliği yoktu.
Ve bu önermelerin uygulanabilir olacağına dair hiçbir garanti yoktu.
Von Braun'un planını üstlenmek, NASA'nın kaynak tabanının iddialı bir şekilde genişletilmesini gerektirirdi, en azından para ve 1969'da azalan ve var olmayan bir ulusal bağlılık.
Ancak 50 yıl sonra, Uzay Politikası Direktifi 1 kapsamında NASA, belki 2024'e kadar Ay'a geri dönmeyi ve 2028'e kadar yarı kalıcı bir üs kurmayı yeniden planlıyor.
Oradan, von Braun'un Mars vizyonu nihayet mümkün olabilir.
Hırs mı bütçe mi
Uzay ulusları hala Kızıl Gezegen'e ayak basma konusunda hevesli – ancak astronotlar tehlikeli Mars yolculuğunu hiç yapmadılar çünkü uzay keşfi hiçbir zaman gerekli fonları alamadı.
Von Braun'un 1969 Entegre Program planı, NASA'nın bütçesinin 1974'e kadar iki katına çıkmasını gerektiriyordu.
Gerçekte ise NASA'nın bütçesi düşüşteydi ve Uzay Mekiği ancak Ocak 1972'de, büyük ölçüde azaltılmış bir bütçeyle onaylandı.
Nükleer Mekik, uzay üssü ve Ay'a dönme planları iptal edildi, sadece Mekiğin 1981'de faaliyete geçmesi kaldı.
Paralel olarak geliştirmeyi umduğu şeyleri sırayla yapmak zorunda kaldı, uzay istasyonu uluslararası bir girişim olarak uyarlandı ve ancak 1990'larda ortaya çıktı.
1965'teki zirvesinde NASA, ABD federal bütçesinin yüzde 4'ünü aldı.
Yıllardır ise yüzde 0,4'ün biraz üzerindeydi.
Ancak uluslararası işbirliği ve özel girişimcilerin yatırımı sayesinde hedef şimdi görünür durumda.
Ay'a dönüş için mevcut planlar, yeni nesil astronotlar için bir kalkış noktası olarak derin uzayda bir varış noktası yaratmanın ayrılmaz bir parçasıdır.
Apollo sonrası yaşam
Wernher von Braun, insanları Ay'a çıkarmak gibi zirve başarısına bir daha ulaşamadı.
1935'lerin ortalarından 1945'te savaşın sonuna kadar Alman roket programına liderlik etti, ardından Amerika'nınkini inşa etmeye yardım etmek için Amerika Birleşik Devletleri'ne taşındı.
Mühendislik dehası, insanları Ay'a götüren devasa Saturn roketlerinin temelini oluşturdu ve yönetim becerileri, Kennedy'nin Ay'a iniş hedefini gerçekleştirmek için bir ekibi harekete geçirmeye yardımcı oldu.
Apollo sona ererken von Braun, NASA genel merkezine taşındı ve uzun vadeli planlamadan sorumlu oldu, ancak fikirleri zamanının çok ilerisindeydi.
Böylesine iddialı planları finanse etmek için ulusal bir bağlılık olmadığı için von Braun hayal kırıklığına uğradı ve 1972'de NASA'dan ayrılarak bir ABD havacılık şirketi için çalışmaya başladı.
1973'te böbrek kanseri teşhisi konuldu, ancak kolejlerde ve üniversitelerde konuşmaya devam etti ve sonunda 1975'te Ulusal Uzay Topluluğu'nun kurulmasına yardım etti.
Sağlık sorunları nedeniyle 1976'da emekli oldu ve 1977'de vefat etti, ancak bundan önce ABD Ulusal Bilim Madalyası ile ödüllendirildi.
Von Braun, hayat boyu süren insanları Mars'a çıkarma tutkusunu gerçekleştiremediği için sonuna kadar hayal kırıklığına uğradı.
Bu makale ilk olarak BBC Sky at Night Magazine'in Temmuz 2019 sayısında yayınlanmıştır.