Ay'ın kutuplarında su bulunması, orada şehirler, sanayi bölgeleri, insanların çalıştığı ve yaşadığı yerler inşa edip edemeyeceğimiz konusunda spekülasyonları artırdı. Peki su yeterli mi ve onu yeterince verimli kullanabilir miyiz? Frontiers in Space Technologies'de yayımlanan yeni makalelerinde Dr. Martin Elvis ve Dr. Jonathan McDowell hesabı yapıyor. Mevcut su ve geri dönüşüm verimliliğinin en cömert tahminlerinde bile bir milyon kişinin yaşadığı bir şehir, suyun tamamen bitmesiyle 100 yıl dayanabilir. Frontiers in Space Technologies'in sağladığı bu konuk yazıda Elvis, mevcut teknolojiyle neyin yapılabileceğini ve neyin yapılamayacağını açıklıyor.
Ay'ın kutuplarındaki karanlık kraterlerde su bulunması, orada üsler, ardından köyler, şehirler ve ağır sanayi kurmak için bir "ay yarışı" başlattı. Bu yarış ne kadar sürdürülebilir?
Ay oluşumundan kısa süre sonra asteroitler onu bombardımana tuttu ve kraterli topografyasını oluşturdu. Ay'ın kutuplarına yakın bölgede, yaklaşık dört milyar yıldır doğrudan güneş ışığı görmemiş onlarca krater tabanı bulunuyor. Bu kriyojenik olarak soğuk "ebedi karanlık çukurlarının" birçoğu 110 Kelvin'in altında, yani eksi 262 Fahrenheit derecenin altında bir sıcaklıkta ve su buzunun ay yüzeyindeki vakumda bile milyar yılda bir milimetreden fazla süblime olmayacağı "soğuk tuzaklar" oluşturuyor. Ve donacak su var: bu asteroitlerin bir kısmı suyla birlikte gelmişti. 2013'ten beri, bir dizi ay yörüngesindeki görev sayesinde muhtemel konumları giderek daha ayrıntılı haritalandı ve suyun hâlâ orada olduğu biliniyor, muhtemelen bir milyar ton kadar.
Ay'ın kutuplarında su bulunması, aya insan ziyaretlerini her şeyiyle değiştiriyor. Birdenbire her şeyi dünyadan ithal etmeden hayatta kalınabilecek bir "ay köyü" hayal etmek pratik hâle geliyor. İnsanlar kendi yiyeceklerini yetiştirebilir, duş alabilir ve işlevsel tuvaletlere sahip olabilir; Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki astronotların aksine. Bu olasılık, Jeff Bezos gibi isimlerin ağır sanayiyi aya taşıma arzusunu ve Elon Musk'ın orada "kendi kendini büyüten şehirler" kurma hedefini ateşledi. Bu cazip vizyonlar, ancak ulaşılabilir mi?
İyi haber
Bir şehrin ayda ne kadar güç ve su kullanacağını ve 100 bin veya bir milyon kişinin yaşadığı bir şehrin orada ne kadar süre hayatta kalabileceğini inceleyerek ilk fizibilite tahminini yapabileceğimizi fark ettik. Ay'da bir şehir ne kadar sürdürülebilir?
İyi haber şu ki, nükleer reaktörler olmadan bile güç bir sorun değil. Bunun nedeni, ebedi karanlık çukurlarını içeren kraterlerin kenarlarının neredeyse sürekli güneş ışığında olması. İşte bu yüzden bazen, biraz yanlış olarak, "ebedi ışığın zirveleri" olarak anılıyorlar. Bu yüksek aydınlatmalı kenarların üzerinde, fotovoltaik dizilerle kaplı kilometre boyunda kuleler kullanılarak üç gigawatt elektrik üretmek mümkün olabilir. Ay'da güneş paneli üretmek mümkün görünüyor. Kesinlikle bol miktarda silikon var. Bu, yapay zeka veri merkezlerinin bile ayda mümkün olmasını sağlayabilir; onları bu güneşli zirvelerin yakınına yerleştirerek. Bu, gerçek bir ay ekonomisinin başlangıcı olurdu.
Kötü haber
Kötü haber şu ki, başlangıçta cömertçe bir milyar ton su varsayılsa bile, geri dönüşüm olmadan sürdürülebilirlik sorusuna verilen cevap şehrin yalnızca birkaç yıl dayanacağı yönünde. En iyi senaryoda bile, Uluslararası Uzay İstasyonu'nda elde edilenle aynı olan yüzde 98 verimli su geri dönüşümüyle, bir milyon kişilik bir şehir suyunu sadece bir yüzyıldan biraz fazla sürede tüketir. Bu, sürdürülebilir ay yerleşimi için bir sorundur. Ve ayda suyun miktarı konusundaki bugünkü en iyi tahminler bir milyar tonun yaklaşık 30 katı daha az; bu da su tükenmesine kadar geçen süreyi aynı oranda kısaltıyor. Bu, küçük bir şehrin sadece bir on yıl kadar sonra kuruyacağı anlamına geliyor. Bin kişinin yaşadığı bir ay köyü ya da 10 bin kişinin yaşadığı bir kasaba ise birkaç yüzyıl daha sürdürülebilir olurdu.
Potansiyel çözümler var. Su geri dönüşüm verimliliğini beş kat veya daha fazla artırabiliriz; dikey tarım gibi yeni tekniklerle su kullanımını azaltabiliriz; suyu muhtemelen erişilebilir asteroitlerden ithal edebiliriz ya da daha fazla su bulabiliriz. Bunlardan en umut verici olanı belki de sonuncusu. Mevcut su tarama teknikleri yüzeyin birkaç metreden daha altını göremiyor, oysa yüzey regolitinin enkaz benzeri kayaları tipik olarak onlarca metre aşağıya kadar uzanıyor ve soğuk tuzaklarda su içerebilir. Uzay milyarderlerinin iddialı planlarının gerçekleşmesi için daha fazla su bulmak ilk adım olacak.
Smithsonian Kurumu Kıdemli Astrofizikçisi
Dr. Martin Elvis, Center for Astrophysics | Harvard and Smithsonian'da astrofizikçi. Süper kütleli kara delikler üzerine 500'e yakın makale yayımladı ve bu makaleler 38.000'den fazla kez atıf aldı. Asteroit ve ay kaynakları ile uzay ekonomisi üzerine geniş çapta yazıyor. Amerikan Bilim Gelişimi Derneği üyesi, Aspen Fizik Merkezi üyesi ve Hubble Uzay Teleskobu Kullanıcılar Komitesi ile Amerikan Astronomi Derneği Yüksek Enerji Bölümü'nün eski başkanı. 9283 Martinelvis asteroiti onun adını taşıyor. "Asteroids: How love, fear, and greed will determine our future in space" adlı kitabı 2021'de Yale University Press tarafından yayımlandı.
