Eşdeğer Mansiyon, Çuhadaroğlu Alüminyum 2017 Öğrenci Proje Yarışması

Proje Raporu

EUROPA ŞAMANDRASI

UZAY KAYNAKLI ENERJİ PROGRAMI

EUROPA DÖTERYUM SANTRALİ

Yaşam kaynağı, en temel ihtiyaç maddesi; bu özelliklerinin yanı sıra gelecekte kuvvetle muhtemel ekonomik, sosyal ve politik emeller doğrultusunda bir manipülasyon aracı… Genel kanının aksine Dünya’mızın da içinde bulunduğu birkaç düzine gezegende bulunduğuna inanılan suya, evrenin birçok yerinde ve tabii Güneş Sistemi’ndeki gezegenlerde, uydularda ve asteroidlerde de rastlamak olası.

Bir oksijen atomunun; 2 hidrojen veya izotopları döteryum ve tirityum ile tepkimesinden oluşur. Dünya’daki suyun %99,99 u normal hidrojenli sudan oluşur. Ağır su diye tabir edilen döteryum oksit (D2O), su ile aynı fizyolojik özellikleri göstermesine rağmen canlılar için toksiktir. Döteryum, yıldızların ve Jüpiter gibi dev gezegenlerin oluşmasında rol oynar.

Gothenburg Üniversitesi’nde yapılan araştırmaya göre, döteryum günümüz nükleer enerjisinden daha güvenli, reaksiyona girmesi görece daha kolay ve daha güçlü bir enerji kaynağı. Yüksek güçlü lazer atmaları kullanılarak, sıradan füsyon tepkimelerine kıyasla daha kolay reaksiyona giren döteryum, bünyesinde bulundurduğu nötronu bırakır ve hidrojene dönüşür. Bu sırada gama ışımalarıyla bir dünya enerji açığa çıkar. Ancak bu teknoloji döteryum buzda denendiğinde sonuçlar çok zayıf olup reaksiyonun oluşması için yeterli sıcaklığa ulaşılması gerekiyor. Araştırmaya göre eğer büyük miktarda döteryuma ulaşılabilirse geleceğin enerji kaynağının döteryum olabileceği belirtiliyor. (University of Gothenburg. (2009, May 12). Ultra-dense Deuterium May Be Nuclear Fuel Of The Future. ScienceDaily. Retrieved August 30, 2017 from www.sciencedaily.com/releases/2009/05/090511181356.htm)

Güneş’ten yeteri kadar uzaklaşıldığında gök cisimleri hızla soğur. Uzayda basınç olmadığından su molekülleri gaz halinde bulunur. Bu şekilde Jüpiter ve Satürn ün uyduları üzerine büyük miktarda su buharı çeker ve yerçekimlerinin etkisiyle yoğunlaşır. Yüzey sıcaklıkları -200 dereceleri bulan bu uydularda suyun sıvı halde bulunması imkansız ; Jüpiter’ in uydusu Europa istisna.

Jüpiter’in yüksek yerçekiminin yol açtığı devasa gelgit etkisi Europa’nın kayalık tabakasını gerip büzerek çatlatıyor. Böylece üstteki buz tabakasının büyük bir kısmı eriyerek devasa bir yeraltı okyanusu oluşturuyor. Bu okyanus buz tabakasının altında soğuktan korunuyor ve tekrar donmuyor. Ancak Hubble Uzay Teleskobu 26 Eylül 2016 da Europa’ da su gayzerleri keşfedildiğini duyurdu. Bu keşif Europa’ da çekirdek reaksiyonlarının devam ettiği ve oluşan volkanik bacalarla suyun sürekli ısındığını gösteriyor. Isınan su, gelgit etkisiyle çatlayan ve kıtalar halinde bulunan buz tabakalarının arasından uzaya fışkırıyor.

21. yüzyılın içinde Europa’ ya bir sonda gönderilir. Gayzerlerden topladığı örnekler doğrultusunda Europa’daki suyun döteryum oksit (D2O) olduğu açığa çıkar. Bu keşif kendi kendine yetemeyen Dünya için büyük bir umut olur. 21. yüzyılı kasıp kavuran ‘sürdürülebilirlik’ kavramı yeniden tartışmaya açılır. Keşfe kadar ‘sürdürülebilirlik’ Dünya’daki enerji kaynaklarının verimli, temiz ve tasarruflu bir şekilde kullanılması olarak kendine tanım bulmuştur, bundan sonra basitçe Dünya’nın bir şekilde sürdürülmesidir. İnsanlığın başından beri var olan enerji arayışı başka bir boyut kazanır.

Döteryum reaktörünün çalışması için Europa’daki yüzey sıcaklığının artması ve buzların erimesi gereklidir ve gerekli olan ısı Europa’nın iç enerjisidir. Çekirdek reaksiyonlarını hızlandırmak ve sıcaklığı arttırmak için bir aktivatöre ihtiyaç vardır. Bunun için Europa gerekli nükleer bombalarla bombalanır. Bombardıman çekirdek reaksiyonlarını hızlandırır ve Europa’ daki sıcaklık artar. Sıcaklık etkisiyle buharlaşan su Europa’nın yerçekimi etkisi sebebiyle uzaklaşamaz ve Europa’da atmosfer oluşur. Atmosfer ısıyı hapseder ve yüzeyin tekrar soğumasını önler, Europa kaynayan bir uyduya dönüşür.

Döteryumu Dünya’ya taşımak yerine, reaktör ve reaktörü yönetecek mürettebatın yaşam alanları Dünya’da inşaa edilerek Europa’ya gönderilir. Elde edilecek enerjinin Dünya’ya iletilmesi için LaserMotive* teknolojisi kullanılır. (LaserMotive, enerjiyi kablosuz şekilde iletmek için lazer ışınlarını kullanan güç iletim sistemidir.)

Europa’ nın, ekseni etrafındaki hareketi kaynaklı akıntılar ve Jüpiter’in Europa üzerindeki devasa gelgit etkisi sebebi ile oluşan dalgalar yapı üzerinde titreşimlere ve ivmelenmelere sebep olur. Su üzerinde konumlanmanın getirdiği bu kuvvetler doğal olarak mürettebat üzerinde düzensiz G kuvvetlerine sebep olacaktır ve insan doğasının G kuvvetlerine toleransı çok düşüktür.

Bu kuvvetleri sönümlemek ve gerekli konfor koşullarını sağlamak için mekanik bir stabilizasyon sistemi geliştirilir. Tıpkı bir kamera stabilizatörü gibi çalışan sistem yüksek hassasiyetli rulmanlar ve gerekli ağırlıklarla kuvvetleri sönümler ve aktif olarak yaşam kapsülünün pozisyonunu korur.

Yaşamın devam etmesi için gerekli besinleri elde edebilmek için akuaponik sistem kurulur. Akuaponik, balık yetiştiriciliği ve topraksız tarımın birleşimidir. Bitkilerin suda çözünen bileşiklerden yararlanımına dayanan hidroponik (topraksız tarım) sistemlerin akvaryum sistemlerine uyarlanmasıdır. Bu sistemlerde balıklar ve kökleri tamamen su içerisinde olan kara bitkileri mevcut su ortamında beraber yetişir. Bitki ve balıklar arasında kurulan bu mutaalist ilişki ile insan yaşamının devamı için gerekli besin maddelerinin hızlı ve yüksek verimle elde edilmesini sağlar. Suyun da varlığıyla Dünya’dan milyonlarca kilometre mesafede insan yaşamını mümkün kılar.

Basitçe ‘suyun üzerinde’ bir şamandıra olan, dalgalara karşı stabilizasyonunu sağlayabilen ve mürettebatın yaşamı için gerekli ve yeterli minimum koşulları sağlayan bir enerji santrali. Statik ve denge gereksinimlerinin sağlanabilmesi için saf geometrilerle, rijit hacimler hedeflenerek tasarlanan yapı döteryumdan enerji üreten ve ileten bir uzay şamandırası.