Eşdeğer Başarı Ödülü (Üniversite Kategorisi), Türkiye Ay Üsleri Ulusal Fikir Yarışması

PROJE RAPORU

Neden Ay?

Ay, insanlık tarihi için her zaman en önemli gök cisimlerinden birisi olmuştur. Bunun en önemli nedenlerinden birisi de bize olan yakınlığı ve gözlemlenebilirliğin fazla olmasından kaynaklıdır. Daha önce Ay’a insanlı uçuş yapılmış ve uzun süredir ay ile ilgili bilgilerin toplanmış olması diğer gök cisimlerine göre daha güvenli yaşayacağımız bir ortam oluşturmaktadır. Bunun yanı sıra ay madenlerinin işlenebilir olması ve ay regolitinden ay suyunun çıkarılabilmesi bizim için yakıt, yani diğer gezegenlerine yolculuk fırsatları doğurmaktadır. Bu nedenlerden ötürü Milli Uzay Programı’nın da ilk hedefi olan aya inişin devamında aya insanlı uçuş ve ay üzerindeki çalışmaların en üst seviyeye çıkarılması beklenmektedir.

1) Konum

Üssün Ay’ın Güney Kutup Bölgesi’ne yakın kurulması planlanmıştır. Bu bölgenin seçilmesinde önemli iki neden bulunmaktadır. İlki, Ayın Güney Kutbu’nda diğer bölgelere oranla daha fazla hidrojen rezervleri ve su bulunmaktadır. Bu kaynaklar bizim diğer diğer gezegenlere kapımızı açacak olan yakıt üretimini sağlayacaktır. İkinci en önemli neden ise; güneş ışığının, kutup bölgelerinde diğer bölgelere oranla daha fazla güneş ışını almasıdır. Bu durum kolonimiz için hem en uygun sıcaklık aralığını sağlamış olup hem de enerjimizi de büyük katkıları olan güneş panellerinin ihtiyacı olan güneş ışığının en fazla karşılanmasını sağlayacaktır. Bu sebeplerin yanı sıra arazi koşulları (uygun eğim, üs kurulmasına daha az engel, krater çapı vs.) göz önünde bulundurularak Nasıreddin-i Tusi krateri üssümüz için en uygun alanı sağladığına karar verilmiştir.

2) Yöntem

Ay’a gidiş için Milli Uzay Programımız doğrultusunda, ilk hedef olarak 2023 yılında bir sert iniş planlıyoruz. Ardından 2028 yılında yapılacak yumuşak iniş ile ilk üretim robotları gönderilecektir. Bu robotlar insanların temel ihtiyaçlarından başlayarak podların ilk aşamasını tamamlayacaktır. Yollanacak 27 insan için gerekli yaşam podları ve modüller inşa edildikten sonra 2030 yılında ilk insanlı fırlatışı gerçekleştireceğiz. Bu fırlatışta göndereceğimiz insanların meslek grupları şunlardır:

Doktor, mimar, psikolog, makine mühendisi, elektrik elektronik mühendisi, bilgisayar mühendisi, inşaat mühendisi, gıda mühendisi, uzay mühendisi, jeolog, ziraat mühendisi, itki mühendisi, harita mühendisi, fizyolog, fizik profesörü, kimyager, biyolog, şehir planlamacı, koordinatör.

Bu meslek grupları insanlığın temel ihtiyaçlarını karşılayacak, aynı zamanda Ay’a yönelik araştırmaları da yürütecek şekilde seçilmiştir. Projede sürdürülebilir ve tekrarlanabilir şekilde üretiminin sağlanması amacıyla üretim planlaması yapılmıştır. Kolonimiz büyüdükçe gelişen robot üretim hızıyla inşaat süreci de hızlanacaktır.

2.1) Parametrik Tasarım

Podun formu, belirli parametreler değiştirilerek kolayca manipüle edilebilir ve kısa zamanda farklı alternatifler üretilebilir. Mevcut kabuk, 3 boyutlu yazdırmaya uygun, aerodinamik olarak iyi performans gösteren ve çok katlı bir tasarıma izin verip basık mekanlar oluşmasını önleyen parametreler ile optimize edilmiş bir versiyondur. Aynı şekilde program modüllerinin kabukları ve strüktürü de da parametrik şekilde modellenmiştir.

2.2) 3B Baskı ile Yapım

Robotlar podların kurulumunda 3 boyutlu baskı yöntemlerini kullanacaklar. Pod kurulumuna başlamadan önce gönderdiğimiz robot regolitin içerisindeki kullanacağımız malzemeleri ayrıştırarak ham madde sağlayacaktır. Bu ham madde hem podlarımızın üretim ve korunmasında hem de Ar-Ge merkezimizde yapılacak çalışmalarda kullanılacaktır. İnşaat robotlarımız podların dış yüzeyini ayrıştırdığımız ham maddelerden üretilen koruyucu plakalar ve ay regoliti ile kaplayacaklar, bu da Ay’ın ölümcül dış etkenlerinden yaşam alanlarını koruyacaktır. Enerji sistemlerinde modüler güneş panelleri üretiminde de 3 boyutlu üretim yöntemleri kullanılacaktır.

3) Yapı Birimleri

3.1) Podlar Birim

Podlar:

• Kişisel modül: 12,4 metrekare
• İhtiyaç modülü (tuvalet, mutfak, revir, depo): 12,4 metrekare
• 3 adet laboratuvar (bir kuru ve iki ıslak): 31,9 metrekare

Kolonileşmeyle beraber:

• Aquaponik beslenme modülü: 24,8 metrekare
• Airlock modülleri: 19,7 metrekare
• ECLSS modülleri
• Ar-Ge modülü
• Üretim tesisler
• Gözlemevi
• Tıbbi modül
• Rehabilitasyon modülü
• Simülasyon modülü

3.2) Form Kararları

Bilim insanları, insan bedeninin embriyonik gelişim döneminde oluşan kıvrılmayı sağlayabilmesi için, doku kıvrılması sırasında hücreler enerji kullanımını asgari seviyeye düşürme hedefli oluşan yığının kararlılığını en üst seviyeye çıkaran bir şekil keşfetti. Ay’da kuracağımız kolonilerimizde; bilim insanlarının keşfettiği bu yeni şeklin, uzayda da hayatta kalmayı başarabilmiş olan tek dünyalı hayvan Tardigrad’dan ve aynı zamanda bir çok canlının epitel hücrelerinde bulunan “scutoid” şeklinden esinlenerek, tamamen estetikçi ve faydacı yapı oluşturulmaya çalışılmıştır. Kolonimizde oluşturulan formlar birbirlerinde takılabilecek iki çeşit scutoid temelli geometrik şeklinin aynalanması ile gelişir. Böylece tasarım modülerliğe evrilmiş olur. Bu sayede x-y koordinatlarına göre yapı büyüyebilir, dolayısıyla aşamalar ile genişleyen kolonimizin sürdürülebilirliği arttırılmış olur.

3.3) Fonksiyonel Modüller

Bu modüller koloninin gelişmesiyle inşaa edilecek olup şu şekilde ön görülmüştür: Ar-Ge merkezi, laboratuvar, üretim tesisleri, gözlemevi, tıbbi merkez, rehabilitasyon merkezi, simülasyon merkezi.

4) Su ve Gıda Temini

Kolonimizin su ve gıda ihtiyacı ilk fırlatmada Dünya’dan temin edilecektir. İlerleyen süreçte su geri dönüşüm sistemi kurularak, yaşam alanlarında oluşan atık suyun tamamının geri dönüşümü sağlanacaktır. Ayrıca bu geri dönüşüm sistemi yaşam alanlarına oksijen üretimi de sağlayacaktır. Gıda temini için ise Aquaponik Tarım sistemleri kurularak sebze ve balık yetiştirilmesi sağlanacaktır. Bu tarım sistemi sürdürülebilir, ekolojik ve kendi kendisine yetebilen niteliklere sahiptir. Ancak her gıdayı yetiştirmek mümkün olmadığı için düzenli aralıklarla Dünya’dan kargo ile belirli gıdaların takviyesi devam ettirilecektir.

5) Enerji Sistemleri

Kurulacak olan koloni yüksek enerji gerektiren bir kompleks olacaktır. Bu enerjiyi elde etmek için 3 farklı sistem kullanılması planlanmıştır.

Güneş Panelleri: Güneş panelleri regolitlerden çıkartılan ve Dünyadan getirilen hammaddeler birleştirilerek üretilecektir. Ardından üretilen paneller podların çatısına ve yanındaki arazilere yerleştirilecektir. Panellerden sağlanan enerji radyo dalgaları aracılığıyla iletilecektir.

Nükleer Enerji: Güvenlik amacıyla zeminin altına kurulacak nükleer enerji reaktörleri kolonimizin ihtiyaç duyduğu enerjinin büyük bir kısmını karşılayacaktır. Kullanılacak sistemler kaynakları aşırı tüketmeyecek ve çevreyi kirletmeden sürdürülebilir şekilde tasarlanacaktır.

Biyoenerji: Sürdürülebilirlik sağlamak amacıyla kolonimizde oluşan atıklardan biyoenerji eldesi sağlanacaktır. Aynı zamanda Aquaponik tarımda oluşan bitki ve hayvan atıklarının bir kısmı enerji eldesinde kullanılacaktır. Bu enerji eldesi tarım sistemlerimizin kendi enerjisini üretmesine katkıda bulunacaktır.

6) Simülasyon Merkezi

Ay ortamına alışabilmek, Dünya ortamlarını simüle edebilmek ve risk unsurlarını azaltabilmeye yönelik dış etkenleri güvenli ortamlarda test edebilmek için bir simülasyon merkezine ihtiyaç duymaktayız. Bu merkez yapılan çalışmalardaki iş güvenliğini arttırarak, iş kazalarını engelleyecektir. Aynı zamanda insanların Dünya’dan çok daha farklı koşullara sahip olan Ay ortamına alışmalarına da yardımcı olacaktır. Kapalı ortamlarda uzun süreli izolasyon durumları insan fizyolojisini ve psikolojisini olumsuz şekilde etkilemektedir. Tasarladığımız yaşam podları bu olumsuz etkileri minimize etmeye yöneliktir. Bu olumsuzluklardan uzaklaşmak adeta belirli seanslarla tatil yapabilmek için geliştirilen sanal ortam çalışmalarının da sürdürüleceği simülasyon merkezlerinde, üssümüzde yaşayan bireyler, kendilerini psikolojik olarak güvende ve huzurlu hissettikleri ortamların, yüksek oranda simule edilmiş hallerinde bulunabilecekler. Bu seanslar bireylerin psikolojik sıkıntılardan uzak kalmasının yanı sıra sağlıklı toplum yapısını ve iletişimini de koruyacaktır. Ayrıca bireylerin mutluluğu yapılan çalışmalardaki verimi de arttıracaktır.

7) Sonuç

Oluşturulan planlama gerçeklik ilkesine dayanmaktadır. Tasarım, üretim ve enerji için daha önce hayata geçirilmiş ayrıca güvenirliğinden emin olunan sistemler öncelikli olarak kullanılmıştır. Ar-Ge merkezi, simülasyon merkezi ve laboratuvarlarda yapılan çalışmalar Ay ortamına uygun ve yenilikçi tasarımların da önünü açmıştır. Planlanan üste insanların bütün ihtiyaçlarının giderildiği ve gelecek projelerinin uygulanacağı ortamlar yaratılmıştır. Bütün bu çalışmalar yapılırken öncelikli olan insanların kendilerini konfor alanlarında hissetmesi ve insanlığa bir katkı sağlamasıdır.