İnsanların gökyüzü merakı binlerce yıl önce başladı.
Tarih öncesinde gökyüzündeki nesnelerin gözlemlenmesiyle başlayan bu merak, günümüzde pek çok bilim insanının da katkısıyla farklı bir boyutta devam ediyor. Bu merak sayesinde günümüzde uzay araştırmaları, birçok bilimsel gizemi açıklığa kavuşturuyor, teknolojik yenilikler getiriyor ve küresel iş birlikleri sağlıyor. Örneğin gün boyu yanımızda olan cep telefonlarımız ve evlerimizdeki televizyon gibi iletişim araçlarının gelişimi uzay araştırmaları sayesinde oldu. İnternet ve bulut teknolojileri veya küresel konumlama sistemi de (GPS) yine uzay araştırmaları sayesinde geliştirilerek kullanımımıza sunuldu.
Uluslararası Uzay İstasyonu (UUİ), yörüngesinde yerden yaklaşık 400 km mesafede, saatte yaklaşık 28.000 km hızla dolanıyor. İstasyon yüzlerce farklı deney düzeneğini destekleyen bir dizi araştırma altyapısı taşıyor. Peki bilim insanları deneylerini neden bu özel laboratuvarlarda yapıyor?
Bunun en önemli sebebi uzay istasyonunun konumu. UUİ’deki bir laboratuvar, araştırmacılara alçak Dünya yörüngesinin benzersiz özelliği olan mikro yerçekimi sağlıyor. Dünya’daki yer çekiminin aksine uzay istasyonundaki mikro yerçekimi, erime, kaynama, sıvı-gaz karışımı, protein kristalizasyonu gibi birçok fiziksel ve kimyasal süreci değiştiriyor. Bunun en basit örneği bir mum ile verilebilir. Mikro yerçekiminde sıcak hava yükselemez, bu da mum alevinin küresel hâle gelmesine ve farklı davranmasına neden olur. Bu farklı koşullar yeryüzünde deneyimlenemeyecek olguların incelenmesine olanak tanır.
UUi’de şu ana kadar enerji, malzeme, elektronik, gıda, botanik, tıp, tekstil endüstrisi gibi alanlar dâhil olmak üzere 3.000’den fazla deney gerçekleştirildi. Bu deneylerle birçok bilimsel keşif mümkün oldu. Gelin şimdi birlikte bu deneylerden birkaçını inceleyelim.
Bazı örnekler
Bir kozmonot 2001 yılında UUİ’de, Dünya’da ulaşılması zor bir madde hâli olan karmaşık plazmalar üzerine bir deney gerçekleştirdi. Bu deney ile bakteri, mantar, virüs ve sporlar gibi patojenleri hücreleri etkilemeden yok edebilen, oda sıcaklığında soğuk plazma üretildi. Bu keşif sayesinde bir medikal şirketi, günümüzde cilt ve yara enfeksiyonları tedavisi için taşınabilir soğuk plazma cihazları geliştiriyor. UUİ’de gerçekleştirilen protein kristali büyütme deneyleri ise kanser ve diş eti hastalığı gibi pek çok hastalığın tedavisine ilişkin bilgiler sağladı.
Tek yumurta ikizi olan eski bir NASA astronotunun UUİ’de bir yıl geçirmesi de tıp bilimine önemli katkılar sağladı. Bilim insanları tek yumurta ikizi astronotun uzayda geçirdiği bir yılın vücudunda meydana getirdiği değişiklikleri karşılaştırmalı olarak gözlemledi. Sonuçta uzayda bazı kök hücrelerin daha hızlı büyüdüğü ortaya çıktı. Bu bilgi kalp krizi gibi hastalıkların tedavisine fayda sağladı. Uzay radyasyonunun astronotlar üzerindeki etkilerine ilişkin çalışmalar ise hastalardaki kanser radyoterapisi sonuçlarının daha iyi anlaşılmasını sağladı. Bu araştırmalar ayrıca etkili kanser tespit yöntemlerinin tanımlanmasında da önemli rol oynuyor. Astronotların uzayda bulunduğu sürede yaşadıkları kemik ve kas kaybıyla mücadele yöntemleri ise osteoporoz gibi hastalıklarla mücadele eden insanlara da fayda sağladı. Ayrıca mikro yerçekiminde insan vücudunun nasıl değiştiğinin anlaşılması ileride gerçekleştirilmesi planlanan Mars ve diğer gezegen görevlerinde karşılaşılacak zorlukların önceden tahmin edilmesini sağlıyor.
Maddenin beşinci hâli olarak tanımlanan Bose-Einstein Yoğunlaşmaları, adını 1920’lerde onu teorik olarak öngören fizikçiler Satyendra Nath Bose ve Albert Einstein’dan aldı. Bose-Einstein Yoğunlaşması, mutlak sıfır derecesine çok yakın sıcaklıklarda soğutulan atom topluluğuna verilen isimdir. Mutlak sıfır, 0 Kelvin’e veya –273,15 °C’ye eşittir. Mutlak sıfır civarında parçacıklar kümeleşmeye başlar ve tek bir kuantum nesnesi hâlinde birleşir. Dünya’da oluşturulması çok zor olan bu parçacıklar uzay ortamında oluşturulabiliyor. Mikroskobik deneylere olanak tanıyan bu parçacık deneyleri, maddenin doğasının kuantum ölçekte incelenmesine ve önemli teknolojik ilerlemelere olanak sağlıyor.
Ayrıca Alfa Manyetik Spektrometresi olarak bilinen, uzayda kullanım için geliştirilmiş en güçlü ve hassas parçacık fiziği detektörü ise topladığı 100 milyardan fazla kozmik parçacık ile fizik ve astrofizik alanlarına önemli katkılar sağlıyor. Bu detektör ile yüklü parçacıklar ve çekirdekleri, Dünya atmosferine çarpıp bozuşmadan önce evrendeki orijinal kaynaklarında oluştuğu hâliyle incelenebiliyor.
Ülkemizin ikinci astronotu Tuva Cihangir Atasever ise yörünge altı araştırma uçuşunda mikro yer çekimi koşullarında 7 bilimsel deney gerçekleştirdi. Tuva Cihangir Atasever’in gerçekleştirdiği deneyler hakkında daha fazla bilgiye buradan ulaşabilirsiniz.
(Dr. Elif Ebren Kaya, bilimgenc.tubitak.gov.tr)
