Jüri Teşvik Ödülü (Üniversite Kategorisi), Türkiye Ay Üsleri Ulusal Fikir Yarışması

PROJE RAPORU

Rumuz: R7A1191

Proje Adı: Ritim

Ay’da mekân kurma hedefi ve insanlığın serüveni ele alındığında, hayatı anlama ve kavrama becerisi üzerinden kendine bir mutluluk tasviri yapan insanoğlu için kurulu olan şehir onu çepeçevre saran bir sosyolojik mekân olma işlevi üstlenmiştir. Dünyada bunun oluşturuluş biçimi ise deneyimlere, keşfetmeye ve doğaya ayak uyduruş biçimine göre belirlenmiştir. Bu bağlamda ancak ayın doğal yapısı korunarak ona organik şekilde ayak uyduran insan kendini onun bir parçası olarak hissedebilir. Ayın doğal ortamını zenginleştirmek ve ona ayak uydurmak üzerine psikolojik ve sosyolojik yeterlilik sağlayan mekanlar bu bağlamda tasarlanmalıdır. Ay’ın organik yapısına kenetlenen “Ritim” ise tüm bu parametreleri ele alarak, Ay’a yapılacak ilk üssü ve sürdürülebilir bir yaşamı hedeflemektedir.

ALAN SEÇİMİ

“Ritim” ‘i konumlandırırken, dikkate alınması gereken parametreler arasından iki temel özellik öne çıkar: Alan, tabana güç sağlamak ve aşırı sıcaklık dalgalanmalarını azaltmak için neredeyse sürekli güneş ışığına maruz kalmalı ve su buzu için tam karanlık alanlara kolay erişim sağlamalıdır. Ay’ın fiziki koşulları değerlendirildiğinde başlangıçta üs için en uygun yerin, su buzlarının keşfedildiği Güney Kutup Bölgesi olacağı düşünülmektedir. Bu bölgenin üs için seçilmesindeki nedenler ise şu şekilde sıralanabilir:

• Enerji gereksinimi için gerekli olan güneş ışığını Kutup bölgelerinin öteki bölgelere göre daha fazla alması (Ruess, Schaenzlin ve Benaroya; 2006),
• Kutup bölgelerindeki sıcaklık farklılıklarının ekvatora göre daha düşük düzeyde olması (Ganapathi, Ferrall ve Seshan; 1993),
• Kutuplarda, uzay araçlarının yakıt gereksinimini karşılayacak olan hidrojen rezervlerinin öteki bölgelerden daha fazla olması (Zorlu; 2009),
• Üssün kurulum aşamasında kullanılacak araçların Güney Kutbu’na aktarılmasında daha az yakıt kullanılarak maliyetin en düşük düzeye indirilmesi (Seedhouse; 2008),
• Güney Kutbu’nun yüzey koşullarının ve topografik özelliklerinin gönderilecek araçların inişi ve gereksinim duyulacak yer manevraları açısından en uygun koşullara sahip olması,
• Ay’ın doğal yapısı hakkında bilgi sahibi olabileceğimiz ve farklı tür doğal kaynakları içinde barındıran en uygun yerin yine Güney Kutup Bölgesi olması (Zorlu; 2009),

Araştırmalardan faydalanarak elde edilen tüm bu parametreler ve ayrıca NASA’nın Artemis planı için konumlanacağı bölge göz önünde bulundurulduğunda, Güney kutbundaki tüm kraterler değerlendirilmiş olup, Türk ismine sahip olan “TUSİ” kraterinin hem sahip olduğu aydınlık ve karanlık yüzeyleri hem de düz alanlarının çokluğu ile “Ritim” ’in konumlanması için en iyi alan olarak belirlenmiştir. Tarihte “Azerbaycan’ın ilk rasathanesini kuran Türk” olarak tanınan Horasanlı büyük astronom Tusi’nin adı, günümüzde Ay’ın güney yarımküresindeki dev bir kraterde yaşıyor. Tam olarak 41 derece güney ve 12 derece doğu boylamı arasında uzanıyor.

YERLEŞİM

Ay’a insanoğlu gitmeden önce tamamlanması gereken hazırlıkla, 5 ayrı roket filosunun belirli aralıklarla Ay’a ulaşması ve görevlerini yerine getirmesi ile tamamlanır.

1. Roket filosu robot ve malzeme taşımakla görevlidir. Ay’a getirilecek Roverların yardımıyla beraber malzemeler Ay yüzeyindeki doğru konumlarına taşınır. Robotların yardımıyla beraber ilk olarak solar paneller ve batarya kurulumları tamamlanır. Daha sonra ise, Ay’da yaşamın en önemli birimlerinden birisi olacak su tankların kurulumu tamamlanır. Hammaddeye ulaşım için ise yapılan çalışmalar, Ay yüzeyinde bulunan regolit malzemesi kullanılarak beton dökümü için gerekli olan çimento bileşeninin elde edilebileceğini göstermektedir. Özellikle, Apollo projesiyle Ay’dan alınan bazı kayaç türleri üzerinde yapılan incelemede Ay’daki doğal malzemelerin çimento üretimi için gerekli olan SiO2, Al2O3 ve CaO gibi bileşikleri yeterli miktarda bulundurduğu görülmüştür (Lin; 1985). Bu sebeple, sürdürülebilir bir tasarım için, robotlar Ay’ın regolit tabakasını kullanarak, “Ritim” ‘in kabuğunu oluşturmak için beton hammaddelerini üretmeye başlar. Regolit malzemesi, çimento üretimi dışında farklı formlara dönüştürülerek aşınma etkisine, meteorit darbelerine ve ışınımın zararlarına karşı da koruyucu katman olarak kullanılabilecek özel bir malzemedir. Ay betonu için gerekli olan agrega gereksiniminin ise yine Ay regoliti kullanılarak giderileceği öngörülmektedir (Lin; 1985). Böylelikle Ay’a malzeme taşınımı oranı düşürülür ve daha dayanımlı ve sürdürülebilir yapılar yapılmasına olanak sağlanır.

2. Roket filosu 3D yazıcıları ve iç ünite malzemelerini taşımakla görevlidir. 3D yazıcı markalarının öncülerinden ve NASA’nın da birlikte çalıştığı ICON marka printerların Ay’a götürülmesi öngörülmektedir. Bir diğer roket filosu gelmeden önce, 3D yazıcılar yaşam birimlerini her türlü dış etkenlerden (radyasyon, basınç, sıcaklık farkı, meteor vs.) koruyacak olan beton kabuk üretiminden sorumludur.

3. Roket filosu strüktür ve altyapı için ek robot ve malzemeler taşımakla görevlidir. Bu bağlamda su, elektrik, atık ve geri dönüşüm sistemlerinin döngüleri kurulur. Böylece birimlerin sistemleri birbirine bağlanır ve teknik altyapı tamamlanır.

Figure 1 Sürdürülebilir sistem döngüsü

4. Roket filosu, tüm mekanların iç mekân mobilya ve cihazlarını taşımak ve insanlar gelmeden önce, iç mekânın insan yaşamına elverişli hale getirilmesini sağlamakla görevlidir.

5. ve son Roket filosu ise, Ay’a yerleşecek ilk 20 astronotu getirmek ile görevlenmiştir. Ay’a yerleşimin ve kolonileşmenin 1. Etabı bu şekilde tamamlanır.

BÜYÜME, KONUMLANMA ve ULAŞIM

“Ritim” ‘e ilk etapta 20 uzay insanı için hazır olur. Diğer etaplarda ise minimum 200 uzay insanına yetecek bir koloni tasarımı öngörür. Bu koloni, merkezde komuta merkezi, araştırma laboratuvarları ve sosyal alanları kapsayan bir çekirdeğin etrafında büyümektedir. Çekirdek “Ritim” ‘in beynini temsil eder, her şey orada kontrol edilmekte ve yönetilmektedir. İçerdiği zengin sosyal alanlar sayesinde ise, görevli uzay insanları dışında herkesi özel alanlar dışında kalan sosyal alanlara davet eder. Çekirdeğin güney kısmında yaşam alanları, bu yaşam alanlarına hizmet eden sosyal ve yeşil alanlar harmanlanmıştır. Her yaşam ünitesine hizmet eden birden fazla sosyal alan ve yeşil alan bulunmaktadır. Böylece uzay insanları sadece gerektiği durumlarda çekirdekteki sosyal alanlara gider ve böylece kolonideki yoğunluk dengelenir. Ay yapılarında genel olarak yer çekim azlığına ve iç basınç problemine karşı en uygun form küre ya da silindir gibi eğrisel formlardır (Ruess, Schaenzlin ve Benaroya; 2006). Özellikle iç basınç sorununa karşı yuvarlak kemer yapılar önerilmektedir (Zorlu; 2009). Yuvarlak kemer yapılarda iç basınç, her noktaya aynı yön ve kuvvette etki yapacağından şekilsel bozukluklar ortaya çıkmamaktadır (Zorlu; 2009). Bu bağlamda, koruyucu beton kabukların altında kalan yaşam alanlarında şişme uzay modülleri daha eğrisel formlarda kalacak şekilde tasarlanmıştır. Koruyucu beton kabuk ise konseptin anahtar kelimesi olan “Ritim” ‘i takip eder ve Ay’ın ritmik dansına eşlik eden formları ile mekanları oluşturur. “Ritim” ‘in ana ulaşımı Roverlar ve Hyperloop ile gerçekleşmektedir. Açık alanlarda fırlatma üniteleri ya da diğer hacimlere gidilmesi gerektiğinde Roverlar güvenle kullanılabilirken, Çekirdeğe su buzlarından, madenlerden, fırlatma ünitelerinden ve yaşam alanlarında uzanan 4 ana aks ile bağlanan hyperloop tünelleri her türlü uzay insanı, malzeme ve gereklilikleri taşımakta büyük kolaylık sağlamaktadır.