Uzay madenciliğinde Ay’ın düşünülmesinin sebepleri nedir? Ay’dan ne çıkarmayı bekliyoruz? Ay madenciliğinin avantajları neler, peki mümkün mü?
Uzay madenciliği. Şimdilik bilim kurgu işi, ama çok yakında gerçek bir olasılık olabilir – ve kendi Ay’ımız birincil hedef olabilir.
Öyleyse, Ay’ın uzay madencileri için böylesine büyüleyici bir beklentisi olmasını sağlayan nesi var? Çok büyük, gizli altın veya elmas ya da nadir metal birikintileri var mı? Ay, burada Dünya’da bizim için çok değerli birçok malzemenin birikintilerini barındırırken, ilgi çeken iki şey daha var: su ve helyum.
Kaynak: pixabay.com
Roket yakıtı için su kullanımı
Son yurtdışı seyahatinizin biraz pahalı olduğunu düşünüyorsanız, bir de uzay araştırmalarına katılanları düşünün. Uzay yolculuğu inanılmaz derecede pahalıdır. Dünya’dan fırlatılan bir roket, Dünya’nın güçlü yerçekiminden kaçmak ve sonra hedefine ulaşmak için ihtiyaç duyduğu tüm yakıtı taşımalı ve bazen bundan sonra tekrar Dünya’ya geri dönmelidir. Yanınızda ne kadar yakıt taşımanız gerekiyorsa, roketinize o kadar fazla ağırlık eklersiniz, yani bu ek ağırlıkla uzayda itmek için daha fazla yakıta ihtiyacınız olacaktır.
Keşke roketlerin yol boyunca bir yerde yakıt ikmali yapabileceği yerler olsaydı… Ay’ın etrafında dönen bir servis istasyonu gibi.
Bilim adamları yakın zamanda Ay’da su buzu olduğunu ‘kesin kanıt’ olarak buldular. Bu, özellikle insanların Ay’da potansiyel olarak yaşayabilecekleri bir gelecek bağlamında çeşitli nedenlerden dolayı heyecan verici bir keşifti. Bu tür yerel su insanların içmesi, yıkanması ve bitki yetiştirmesi için kullanılabilir.
Belki de bu su için daha acil bir kullanım roket yakıtı yapmaktır. Su molekülleri, her ikisi de roket iticileri için süper yararlı olan hidrojen ve oksijenden yapılmıştır. Moleküller, bir elektrik akımının su (elektroliz) içinden geçirilmesiyle ve daha sonra bir roket yakıtına uygun şekilde sıvı olarak depolanabilen hidrojen ve oksijen vererek bölünebilir.
Bu, roketlerin Dünya’yı Ay’a gitmek için yeterli yakıtla terk etmesine izin verebilir, burada bir sonraki varış yerine geçmeden önce yeniden yakıt alabilirler. Alternatif olarak, Ay’dan gelen yakıt, düşük Dünya yörüngesindeki bir yakıt deposuna taşınabilir ve roketlerin eve daha yakın yakıt ikmali için kenetlenmesine izin verir. Her iki durumda da, uzay aracının uzaya çok daha derinlere seyahat etmesine ve uzay araştırma faaliyetlerinin maliyetlerini düşürmesine imkan verebilecek daha verimli bir yakıt ve enerji kullanımı anlamına gelir.
Enerji için helyum-3 kullanma
Uzay araştırmaları için ihtiyaç duyduğumuz kaynakları düşünmek bir şey – ama aynı zamanda burada yaşamlarımızı güçlendirmek için yeni çözümler bulmamız gerekiyor. Sonlu kaynaklara (fosil yakıtlar gibi) dayanmayan ve çevreye daha az zarar veren enerji üretmenin yeni, ekonomik yollarını bulmalıyız.
Ay’da bir çözüm olabilir mi? Potansiyel olarak – ve parti balonlarını doldurmaktan veya sesinizi gıcırdatmaktan çok daha etkileyici olan bir sürü kullanıma sahip bir öğe olan helyum içerir. Örneğin, helyum teorik olarak nükleer füzyon reaksiyonları yoluyla büyük miktarlarda enerji üretmek için kullanılabilir.
Füzyon reaksiyonlarında helyum kullanmak için, çekirdeğinde “normal” helyuma kıyasla bir daha az nötronu olan helyum-3 adı verilen bir helyum izotopu (bir form) gerekir. Bu atomlardan ikisinin çok yüksek sıcaklık ve basınç altında bir araya getirilmesi (veya bir helyum-3 atomunun bir döteryum atomu, bir hidrojen izotopu ile birleştirilmesi) muazzam miktarda enerji verir. Aslında, nükleer füzyon Güneş’e ve diğer yıldızlara güç veren şeydir – Dünyadaki mevcut teknolojilere kıyasla çok daha büyük bir ölçekte enerji üretimi!
Nükleer füzyon gücü pratik bir gerçeklikten ziyade hala teorik bir teknolojidir. Devam eden araştırma ve geliştirmelere rağmen, füzyon enerji üretim teknolojisinin en az on yıl daha çalışacağını düşünmüyoruz. Üstesinden gelinmesi gereken bazı yüksek engeller vardır; örneğin, yüksek sıcaklıktaki malzemeleri içermenin bir yolunu bulmak ve bir reaktörün duvarlarına zarar verebilecek çoğu füzyon reaksiyonunda salınan nötronlarla uğraşmak gibi.
Helyum-3 ile nötron salınımı sorun değil. Bununla ilgilenecek başka radyoaktif yan ürün de yoktur. Bu, döteryum ve trityum (başka bir hidrojen izotopu) kaynaştırmak veya mevcut nükleer fisyon süreçleri gibi bazı deneysel füzyon reaksiyonlarıyla karşılaştırıldığında büyük bir avantajdır.
Helyum-3, Güneş’ten gelen yüklü rüzgar parçacıklarının akışıyla, güneş rüzgarı denilen uzayda dolaşır. Ancak Dünya’nın manyetik alanı bu parçacıkların bize ulaşmasını önler. Ay’da neredeyse hiç manyetik alan yoktur, bu nedenle yüzeyi tüm bu yüklü parçacıklarla (helyum-3 dahil) bombalanır. Bu, Ay’ın yüzeyindeki kaya ve toz katmanını Dünya’da çok daha az miktarda olan çeşitli malzemeler elde etmek için iyi bir aday yapar.
Ay’ın yüzeyinde helyum-3 madenciliği yapmak için uygun maliyetli bir yol bulabilirsek, onu Dünya’ya geri taşıyabiliriz. Sonra nükleer füzyon yoluyla enerji üretmek için kullanabilirsek, radyoaktif yan ürünler olmadan büyük miktarda enerji üretebiliriz. Üstelik sera gazı emisyonu olmaz. Yine de bu, geleceğe hala çok uzun bir yol.
Kaynak: pixabay.com
Ay’da Madenciliği Kim Yapacak?
Zorluklara rağmen, Ay’ın kaynaklarını kullanmak, birçok ülkeden özel şirketlere ve uzay ajanslarının dikkatini Ay’a yönlendiriyor. Bu iki çok önemli soruyu gündeme getiriyor: Ay’ın sahibi kim ve Ay madenciliğinin Dünya üzerinde nasıl bir etkisi olacak?
Endişelenmeyin: Helyumun hepsinin Ay’dan gitmesi, Ay’ın sönmesine ve gökyüzünden düşmesine neden olmaz. Madencilik operasyonları da Ay’ın kütlesini herhangi bir şekilde etkilemek için yeterli etkiye sahip olmayacaktır – Ay toplam kütlesinin sadece yüzde 1’ini kaybetse bile, bu hala yörüngesini veya Dünya’nın kütleçekimsel çekimini önemli ölçüde etkilemez.
Mülkiyet konusunda, 1967 Birleşmiş Milletler Outer Space Antlaşması, hiçbir ulusun Ay’ın mülkiyetini talep edemeyeceğini söylüyor. Ancak bu, özel şirketlerin Ay’ın bazı kısımlarını kendi ticari mülkleri olarak talep etmelerini engellemez. Uzay hukuku uzmanlarının ve etik uzmanlarının henüz çözmedikleri etik bir muammadır – ancak yakında bir çözüm düşünmeye başlamamız gerekebilir.
