2021 yılındayız ve nihayet, uzay aracımızın yıldızlararası uzayda kaybolması hususunda endişelenmemize gerek kalmadı. Gökbilimci Coryn A.L. Bailer-Jones, hem yakın hem de uzak yıldızların konumlarını ve değişen ışıklarını kullanarak, Güneş Sistemi’nden çok daha uzaklara yolculuk yapabilecek uzay araçları için otonom ve anlık navigasyonun uygulanabilirliğini ortaya koydu.

Artık yıldızlararası uzaydayız

Yıldızlararası uzay seferi acil bir sorun gibi görünmeyebilir. Bununla beraber, son on yıl içinde ilk olarak Voyager 1 (2012’de) ve ardından Voyager 2 (2018’de) ‘heliopoz’ diye bilinen Güneş Sistemi sınırını geçtiğinde, insan yapımı araçlar yıldızlararası uzaya girmiş oldu. Yeni Ufuklar (ing. New Horizon) uzay aracının onlara katılması ve ardından gelecekte daha fazla araştırılma yapılması artık bir an meselesi. Bu uzay araçları kendi gezegenlerinden git gide daha da fazla uzaklaşırken, Dünya ile iletişime geçmeleri de gittikçe daha fazla vakit alıyor.

Yeni Ufuklar, şu anda Dünya’dan yaklaşık 14 ışık saati uzaklıkta; bu durum, sinyal göndermenin ve yanıt almanın 28 saat sürdüğü anlamına geliyor; katlanılmaz bir izleme ve navigasyon sistemi değil ama hantal bir sistem. Bununla birlikte, çok daha uzak mesafelerde bu sistem artık güvenilir olmayacak.

Bailer-Jones, şu anda astronomi topluluğundan meslektaş incelemesi bekleyen ve ön baskı sunucusu arXiv’e yüklenen makalesinde, “En yakın yıldızlara yolculuk yaparken, sinyaller çok zayıflayacak ve kısa mesafeli seyahat süreleri yıllar alacak” diyor: “Bundan dolayı, yıldızlararası bir uzay aracının otonom olarak gezinmesi ve ne zaman rota düzeltmesi yapacağına veya araçları ne zaman açacağına karar vermek için bu bilgileri kullanması gerekecek. Bu tür bir uzay aracının sadece yerleşik ölçümleri kullanarak konumunu ve hızını saptayabilmesi gerekir.”

Altı farklı ölçümü temel alıyor

Almanya’daki Max Planck Astronomi Enstitüsü’nde görev yapan Bailer-Jones, bunu akıl eden ilk kişi değil. NASA, galaktik GPS’in temeli olarak ölü yıldızların düzenli titreşimlerini kullanarak, pulsarlar yardımıyla yön belirleme üzerinde çalışıyor. Bu yöntem kulağa fazlasıyla hoş geliyor; fakat yıldızlararası ortam tarafından sinyalin bozulması sebebiyle daha uzak mesafelerde çeşitli hatalara maruz kalabilir.

Bailer-Jones, bir yıldız kataloğu aracılığıyla, bu yıldızların konumlarının uzay aracının bakış açısından değişim şekline bağlı olarak, bir uzay aracının koordinatlarını -üçü uzayda ve üçü hızda olmak üzere- altı boyutta ve yüksek bir doğrulukta çalışmanın mümkün olduğunu gösterebildi.

Makalesinde, “Bir uzay aracı Güneş’ten uzaklaştıkça, yıldızların gözlemlenen konumları ve hızları, paralaks, sapma ve Doppler etkisi nedeniyle Dünya tabanlı bir katalogdakilere göre değişecektir” diyor: “Yıldız çiftleri arasındaki açısal mesafeleri ölçerek ve bunları katalogla karşılaştırarak, tekrarlamalı bir ileri modelleme işlemiyle uzay aracının koordinatlarını çıkarabiliriz.”

Paralaks ve sapma, Dünya’nın hareketiyle bağlantılı biçimde yıldızların konumlarında görülen belirgin değişimi ifade eder. Doppler etkisi, gözlemciye yaklaşıp yaklaşmadığına bağlı olarak, bir yıldızdan gelen ışığın dalga boyundaki değişimi tanımlar. Bu etkilerin tamamı iki cismin göreceli konumlarını içerdiği için, farklı bir konumda bulunan üçüncü bir cisim (uzay aracı), yıldızların farklı bir dizilişini görecektir.

Geliştirmeye müsait bir altyapı sunuyor

Aslında yıldızlara olan mesafeleri belirlemek fazlasıyla zor ama bu alanda çok daha iyiye gidiyoruz. Gaia uydusu, Samanyolu’nun üç boyutlu haritasını oluşturmak için sürmekte olan bir görev yürütüyor ve bize galaksinin bugüne kadarki en doğru haritasını sunuyor.

Bailer-Jones, simüle edilmiş bir yıldız kataloğunu kullandı ve daha sonra sistemini 1997’de derlenen Hipparcos kataloğunda bulunan yakınlardaki yıldızlarda ve göreceli uzay aracı hızlarında denedi. Bu, Gaia kadar doğru olmasa da pek önemli değildi; temel amacı, navigasyon sisteminin çalışıp çalışmadığını sınamaktı.

Sistem, sadece 20 yıldız aracılığıyla bir uzay aracının konumunu ve hızını üç astronomik birime ve saniyede iki kilometreye kadar belirleyebiliyor. Bu doğruluk oranı, yıldız sayısının kareköküne ters biçimde geliştirilebilir; yani, 100 yıldızla doğruluk 1.3 astronomik birime ve saniyede 0.7 kilometreye düşürülebilir. Üzerinde çalışılması gereken kimi karışıklıklar da mevcut. Sistem ne ikili yıldız sistemlerini ne de araçları dikkate aldı. Hedef, bunu gerçekleştirmenin ilk adımı olarak, yapılabileceğini ortaya koymaktı. Üstelik, pulsar navigasyonu ile birlikte kullanılabilir ve böylece iki sistem birbirinin kusurlarını en aza indirebilir. Ve sonrasında gökyüzü, kelimenin gerçek anlamıyla tek sınır olacak.

Yazının orijinali Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)

Michelle Star- Gazete Duvar / 23.03.21