Uzay araştırmalarıyla ilgilenen çoğu insan, ay tozunun başa çıkılması gereken tam bir kabus olduğunu zaten biliyor. Bununla baş etmek için, bir roket indiğinde belirli bir alandaki her şeyi kumlamamamız için iniş pistlerinin 3 boyutlu baskısından, tozları giysilerden uzaklaştırmak için sıvı nitrojen kullanmaya kadar çok sayıda potansiyel yöntem hakkında zaten rapor vermiştik. Ancak gerçek şu ki, Ay’da uzun süreli bir varlık için orada bulunan tozla baş etmek en kritik görevlerden biridir.
Yeni bir makale yayınlandı arXiv NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı’ndan Dr. Slava Turyshev’in hazırladığı ön baskı sunucusu, araştırmasıyla ilgili son makalemizin güneş yerçekimsel merceğindeki bir teleskopu kapsaması konusunda yeterince bilgili, ay tozunun fiziksel özelliklerine dair anlayışımızı güncelliyor ve mühendislerin bir sonraki gezici turunu ve insanın en yakın komşumuza yayılmasını destekleyecek altyapıyı tasarlamak için kullanabileceği daha doğru bilgiler sağlıyor.
Ay tozu neden bu kadar sorunlu?
Peki aydaki toz neden bu kadar büyük bir sorun? Ay’da su döngüsü yoktur, dolayısıyla Dünya’daki toz “yıpranmış” ovaller ve küreler gibi oldukça iyi huylu şekillere. Ay’daki toz moleküllerinin yakından incelenmesi, onların sivri uçlu ve keskin olduklarını, bu nedenle de nesnelere yapışmaya ve bu süreçte onlara zarar vermeye eğilimli olduklarını gösteriyor.
Bu eğilime ek olarak Dr. Turyshev, van der Waals kuvvetlerinin (yani tozları birbirine yapıştıran yapışma kuvvetlerinin) ayın yerçekiminden 100 milyon kat daha güçlü olduğunu belirtiyor. Toz bir şeye bulaştığında (bu ister bir uzay giysisinin dış kısmı ister bir gezginin donanımının içi olsun) kurtulmak olağanüstü derecede zordur ve sivri uçlu olması nedeniyle dokunduğu her şeye son derece zarar verir.
Makale tozla ilgili diğer sorunlara da dikkat çekiyor. Elektriksel olarak iletkendir, yani bir antene (örneğin bir görevde gezici ile iletişim kurmak için kullanılan bir antene) yapışırsa sönebilir (veya “zayıflatmak”) sinyal, iletişim sisteminin menzilini sınırlayarak etkilidir. Dahası, bunu nasıl yaptığı aslında tozun nereden geldiğine bağlı olarak değişiklik gösteriyor. Ayın Maria’sında dielektrik yük görevi görürken, Highlands’de daha çok kapasitif yük görevi görüyor “ayarlayıcıyı kaldır,” belirli bir frekansı korumayı zorlaştırır.
Gölgeli bölgelerdeki benzersiz toz sorunları
Kalıcı olarak gölgelenen bölgelerin (PSR’ler) tozla ilgili kendi zorlukları vardır. Bunlar, su buzunun varlığı nedeniyle Ay’ın keşfi için daha ilginç alanlardan bazıları olduğundan, buralarda nasıl etkili bir şekilde gezinileceğini anlamak, herhangi bir uzun vadeli ay görevi için kritik öneme sahip olacaktır. PSR’lerde tozun elektriksel iletkenliği son derece düşüktür ve içinden geçen veya toz tarafından kaplanan herhangi bir sistemde elektrostatik birikmeye neden olur. Bu, eğer hassas elektronik cihazlar buna karşı dayanıklı olacak şekilde tasarlanmamışsa, onları silebilecek bir elektrostatik boşalmaya neden olabilir.
Chandrayaan-3 iniş aracındaki ChaSTE sondasından elde edilen yeni veriler, tozun termal iletkenliğinin, radyatörler gibi termal boşaltma cihazlarını yalıtarak sistemlerin aşırı ısınmasına neden olabilecek kadar yüksek olduğunu gösteriyor. Bununla birlikte Hindistan misyonu, yüzeyin sadece birkaç santimetre altında regolitin çok daha yoğun olduğunu ve ısıyı yüzeydeki ince parçacıklardan çok daha iyi ilettiğini buldu.
Toz nasıl hareket eder ve görevleri nasıl etkiler?
Chang’e-6 iniş aracındaki NILS deneyinden daha fazla yeni veri geldi. Güneş radyasyonunun ayın gündüz tarafında yüzeye yakın bir yüklü hidrojen iyonları tabakası oluşturduğunu buldu. Bu katman toz taşınmasını doğrudan etkileyebilir. “plazma kılıfı” mühendislerin toz taşınımını hesaba katmak için kullandıkları. Aslında, “elektrostatik atlamalı,” tozun kelimenin tam anlamıyla birkaç metre havaya yükselebildiği yer, makalede tartışılan üç toz taşıma modundan biridir. Bu genellikle gece ile gündüz arasındaki sonlandırıcı çizginin yakınında meydana gelir; burada elektrik yükleri o kadar büyüktür ki ayın yerçekimini yener ve havaya toz gönderir.
Diğer taşıma mekanizmalarından biri de mikrometeoroid fırlatmadır ve bu konu zaten nispeten iyi araştırılmıştır, ancak bu çarpmalardan kaynaklanan tozun esasen kalıcı bir etki yarattığını belirtmek önemlidir. “bulut” ay yüzeyinin üzerinde yüzen toz. Son aktarım mekanizması kendiliğinden oluşmuştur ancak makalede bazı yeni görüşler de bulunmaktadır.
Roketler yere indiğinde, etraflarında devasa bir toz bulutu oluşturur, esas olarak birkaç kilometre içindeki her şeyi kumla püskürtür. Talihsiz Sezgisel Makine Odysseus misyonuyla ilgili Ay Tüyü Yüzey Çalışmaları için Stereo Kameralardan (SCALPSS) elde edilen veriler şunu gösteriyor: “erozyon oranı” (yani, roket bulutlarından tozun ne kadar hızlı uçup gittiği) başlangıçta düşünülenden 4 ila 10 kat daha yüksektir. Bunu dikkate almak, roketlerin ya uzun vadeli bir üsten daha uzağa inmesini ya da üssün kendisinin başlangıçta öngörülenden daha güçlü toz patlamalarına dayanacak şekilde tasarlanmasını gerektirecektir.
Şimdilik bunların hepsi, bir sonraki ay keşif turumuzu planlayan mühendisler için yalnızca yararlı bilgiler. Bunların hepsi iyi haber olmayabilir, ancak tüm iyi bilim öyle değildir ve insanlığın diğer dünyalara yayılması gibi önemli bir göreve, her şeyin daha kolay olmasını özlemle dilemektense, açık görüşlü bir anlayışla girmek daha iyidir. Ay tozu, ayda uğraşmamız gereken bir sorun olacak; bunu kabul etmemiz gerekecek.
