Uzayda yaşam için kritik adım: Ay toprağından güneş paneli

Araştırmacılar, Ay yüzeyinde güneş pilleri inşa etmenin bizi onları uzaya taşımak zorunda kalmaktan kurtaracağını öne sürüyor.

Fotoğraf: Reuters
Fotoğraf: Reuters
TT

Uzayda yaşam için kritik adım: Ay toprağından güneş paneli

Fotoğraf: Reuters
Fotoğraf: Reuters

Bilim insanları, astronotların Ay'ı kullanarak uzayda yaşamamızı sağlayacak güneş panelleri inşa edebileceklerini öne sürdü.

Yeni araştırma, gelecekteki uzay kaşiflerinin enerji toplamak için kendi yollarını inşa etmelerine olanak tanıyarak bizi, bunları uzaya fırlatmak için yakıt ve kaynak tüketmek zorunda kalmaktan kurtarabilir.

Bu bulgular, simüle edilmiş Ay tozundan güneş panelleri üretmeyi başaran ve aynı şeyi gerçek Ay tozuyla da yapmanın mümkün olabileceğini öne süren araştırmacılara ait.

Çalışma, Ay'ın yüzeyinden su çıkarma ve oradaki tozdan evler için tuğla yapma olanaklarını inceleyen benzer araştırmaları takip ediyor.

Araştırmacıların yarattığı güneş pilleri de diğerleri gibi güneş ışığını enerjiye dönüştürebiliyor ve radyasyondan kaynaklanan hasara dayanabiliyor. Ancak bunu uzaya ağır güneş panelleri taşımak zorunda kalmadan yapabiliyorlar.

Almanya'daki Potsdam Üniversitesi'nden baş araştırmacı Felix Lang, "Şu anda uzayda kullanılan güneş pilleri inanılmaz, yüzde 30 hatta yüzde 40 verimliliğe ulaşıyorlar ancak bu verimliliğin bir bedeli var" diyor. 

Çok pahalılar ve kapak olarak cam veya kalın bir folyo kullanıldığı için nispeten ağırlar. Tüm bu pilleri uzaya taşımayı haklı çıkarmak zor.

Araştırmacılar bunun yerine, bu güneş pillerini uzayda üretmenin yollarını inceledi. Astronotların bunu yapmak için Dünya'da üretilen camı, Ay regolitinden ya da Ay'daki gevşek, kayalık yüzeyden yapılan camla değiştirmesi gerekiyor.

Bilim insanları bu sayede bir uzay aracının kütlesinin yüzde 99,4 oranında azaltılabileceği ve maliyetlerin de yüzde 99 oranında düşürülebileceğini söylüyor. Bunun da Ay'daki yerleşimleri daha kolay, hızlı ve ucuz bir şekilde inşa etmemize olanak sağlayacağını öne sürüyorlar.

Araştırmacılar planı test etmek için Ay'daki tozu temsil edecek şekilde tasarlanmış bir madde topladı. Bu maddeyi bir tür cam (Ay camı) haline getirerek bununla güneş pilleri yaptılar.

Bilim insanları Ay camını, güneş ışığını ucuz, kolay ve verimli bir şekilde elektriğe dönüştürme kabiliyeti nedeniyle bazen mucize malzeme diye adlandırılan perovskitle birleştirerek bunu üretti.

Lang, "Ağırlığı yüzde 99 oranında azaltınca, yüzde 30 oranında ultra verimli güneş pillerine ihtiyaç kalmaz, sadece Ay'da daha fazlasını üretmek gerekir" diyor.

Ayrıca bizim pillerimiz radyasyona karşı daha kararlıyken diğerleri zamanla bozuluyor.

Araştırmacılar güneş pillerine uzaydaki düzeyde radyasyon göndererek radyasyon becerilerini test etti. Standart cam uzayda kahverengiye dönüşürken, Ay camının doğal kahverengi tonu daha kararlı olmasını sağladığından, Ay camı pillerinin aslında Dünya'da yapılanlardan daha iyi olduğunu buldular.

Ekip, karmaşık bir saflaştırma süreci gerektirmeyen ve erimek için yalnızca yoğun güneş ışığına ihtiyaç duyan bu Ay camını yapmanın nispeten basit olduğunu keşfetti.

Ancak yine de başka zorluklar ortaya çıkabilir. Örneğin, Ay'daki düşük yerçekimi nedeniyle madde, farklı şekillerde biçim alabilir ve Ay'daki vakumda perovskitleri işlemek mümkün olmayabilir.

Araştırma, Device adlı hakemli dergide yayımlanan "Moon Photovoltaics utilizing Lunar Regolith and Halide Perovskites" (Ay Regoliti ve Halojenür Perovskitleri Kullanan Ay Fotovoltaikleri) başlıklı yeni bir makalede açıklanıyor.

Independent Türkçe



NASA teleskobu, evrenin karanlık çağlarını sona erdiren galaksiyi keşfetti

JADES GS-z13-1 galaksisi (kırmızı nokta), evrenin kritik süreçlerinden birinin sanılandan daha önce başladığına işaret ediyor (NASA/ESA/CSA)
JADES GS-z13-1 galaksisi (kırmızı nokta), evrenin kritik süreçlerinden birinin sanılandan daha önce başladığına işaret ediyor (NASA/ESA/CSA)
TT

NASA teleskobu, evrenin karanlık çağlarını sona erdiren galaksiyi keşfetti

JADES GS-z13-1 galaksisi (kırmızı nokta), evrenin kritik süreçlerinden birinin sanılandan daha önce başladığına işaret ediyor (NASA/ESA/CSA)
JADES GS-z13-1 galaksisi (kırmızı nokta), evrenin kritik süreçlerinden birinin sanılandan daha önce başladığına işaret ediyor (NASA/ESA/CSA)

NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu (JWST), evrenin en eski galaksilerinden birinden beklenmedik bir ışık yakaladı. Bilim insanları evrenin karanlık çağının sanılandan daha erken sona ermiş olabileceğini söylüyor.

Standart modele göre 13,8 milyar yıl önce gerçekleşen Büyük Patlama'nın ardından evren muazzam bir hızda genişledi ve sonra soğumaya başladı. Karanlık çağlar diye bilinen yüzlerce milyon yıllık bir dönem boyunca evren, çok yoğun bir hidrojen sisiyle kaplıydı.

Ancak daha sonra ilk yıldızların, galaksilerin ve kara deliklerin oluşmasıyla ortaya çıkan ultraviyole ışınlar, nötr haldeki hidrojeni iyonize etmeye başladı ve "kozmik şafak" denen olayla evrenin "ışıkları yandı". 

Yeniden İyonlaşma Çağı diye bilinen bu dönemin, Büyük Patlama'dan yaklaşık 1 milyar yıl sonra sona erdiği düşünülüyor. Ancak JWST'nin son gözlemleri daha erken bir tarihe işaret ediyor.

NASA öncülüğünde geliştirilen teleskobu kullanan bilim insanları, Büyük Patlama'dan yaklaşık 330 milyon yıl sonraki döneme ait bir galaksi tespit etti. Evren genişledikçe, uzaktaki cisimlerden gelen ışık, spektrumun kırmızı ucuna doğru kayıyor. Kırmızıya kayma ya da Doppler etkisi denen bu olgu sayesinde ışığın ne kadar uzaktan geldiği anlaşılıyor.

Uluslararası araştırma ekibi, JADES-GS-z13-1 isimli galaksiden gelen ışığı incelerken şaşırtıcı bir şeyle de karşılaştı: ultraviyole ışıkta saptanan Lyman-alfa emisyonu adlı parlak dalga boyu.

Bulguları hakemli dergi Nature'da dün (26 Mart) yayımlanan çalışmaya göre bu ışıma, iyonlaşma sürecine işaret ediyor ve bilim insanlarının bu dönemden beklediğinden çok daha parlak. Bilim insanları, hidrojen gazını iyonize edecek kadar yıldız oluşmadan bu ışığın Dünya'ya ulaşmaması gerektiğini söylüyor.

Arizona Üniversitesi'nden Kevin Hainline ortak yazarı olduğu çalışma hakkında "Evrenin nasıl geliştiğine dair anlayışımızı göz önüne alınca, gerçekten böyle bir galaksi bulmamalıydık" diye açıklıyor: 

Erken evreni, güçlü fenerleri bile bulmayı son derece zorlaştıracak kalın bir sisle örtülü olarak düşünebiliriz ancak burada bu galaksiden gelen ışık demetinin perdeyi deldiğini görüyoruz. Bu büyüleyici emisyon çizgisi, evrenin nasıl ve ne zaman yeniden iyonlaştığına dair muazzam çıkarımlara sahip.

Ekip, galaksiden gelen bu emisyonun kaynağını henüz bilmiyor. Ancak galaksi çekirdeğindeki yıldız oluşum sürecinden veya yıldızları parçalayan süper kütleli bir kara delikten kaynaklanabileceğini söylüyorlar. 

Evrenin ilk dönemlerine ışık tutan JWST, JADES-GS-z13-1'den eski başka galaksiler de keşfetmişti. Ancak bunlarda yeniden iyonlaşmaya dair izlere rastlanmamıştı. 

Daha sonra yapılacak gözlemler, evrenin karanlık çağlarının ne zaman bittiğine dair daha net bir fikir sunabilir.

Kopenhag Üniversitesi'nden çalışmaya liderlik eden Joris Witstok son bulgular hakkında "Mevcut tüm kanıtlar yeniden iyonlaşmanın oldukça 'geç' ve ani bir şekilde gerçekleştiğine işaret ediyor" diyor:

Büyük Patlama'dan 300 milyon yıl sonra başlamış olabileceğine dair kanıtımız, modellerimizi değiştirmemiz gerekebileceği anlamına geliyor.

Independent Türkçe, NASA, Reuters, ABC, Nature