TMMB Yüksek Öğrenimli Türk Göçmenler (YÖTG) Seminer#11
07.12.2020
Dr. Işıl Şakraker Özmen
Alman Havacılık ve Uzay Merkezi: DLR
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt 9000 çalışan
54 Enstitü 30 Kampüs
Brüksel, Paris, Tokyo ve Washington D.C.’de ofisler.
• Havacılık
• Uzay Araştırmaları ve Teknolojileri
• Ulaşım
• Enerji
• Güvenlik (çok alanlı)
• Dijitalleşme (çok alanlı)
Araştırma Alanları:
Kaynak: DLR
Uzay çöpü nedir?
Insan yapımı
Görevini bitirmiş veya işlevini yitirmiş
Uydu, uzay araçları veya bunların parçaları
Kaynak: Avrupa Uzay Ajansı (ESA), 2016
Yörüngede durum nasil?
Kaynak: Avrupa Uzay Ajansı (ESA), 2019 Kaynak: https://sdup.esoc.esa.int/discosweb/statistics/
1957’den beri Dünya yörüngesine:
~5990 roket
~10490 uydu (~3200 hala aktif)
18.11.2020 itibariyle, Dünya yörüngesinde tahminen:
9100 ton’dan fazla insan yapımı kütle 10 cm’den büyük 34 bin obje
1 cm – 10 cm arası 900 bin obje 1 mm – 1 cm arası 128 milyon obje
> 1 m
> 10 cm > 1 mm > 1 cm
10 cm’den büyük yaklaşık 22500 cismi sürekli takip ediyoruz.
Yörüngede durum nasil?
SpaceX, Amazon, … : “50 binden fazla uydu firlatacagiz!”
~ 28 bin (06.2020)
~ 34 bin (11.2020)
Kaynak: https://sdup.esoc.esa.int/discosweb/statistics/ ESA, 09.2020
Nasıl bu kadar çöp oluşturduk?
1. Cok uydu firlattik:
Askeri, ticari ve bilimsel uydular; Takim uydular (constellations) Iletişim, meteoroloji, uzaktan algilama, navigasyon … 2. Işi biteni oldugu yerde biraktik
3. Roket parcalarini da biraktik
4. Kaybettiklerimize bir sey yapamadik
5. Politik gövde gösterisi yapmak için anti-uydu misilleri geliştirip uydular vurduk!
Nasıl bu kadar çöp oluşturduk?
parcalari koptu… patladilar…
carpistilar…
1+1= ? 10 bin, 50 bin?
Kaynak: “Journey to Earth” Avrupa Uzay Ajansı (ESA), 2017
Nasıl bu kadar çöp oluşturduk? - Kazalar
10 Subat 2009‘da aktif Iridium iletisim uydusu ve terk edilmis bir Rus askeri uydusu carpisti.
42 000 km / saat 11.7 km / saniye
Nasıl bu kadar çöp oluşturduk? - Uydusavar misiller
• 11 Ocak 2008, Çin kendi hava tahmin uydusunu vurdu.
• 14 Subat 2008, ABD kendi bozuk casus uydusunu vurdu.
• 27 Mart 2019, Hindistan kendi askeri uydusunu vurdu.
• 2016, 2018, 2020 Rusya kendi uydularını vurdu.
1 ay sonra Çin uydusununparçaları
Neden tehlikeli?
“Hiper“ yörünge hizlari
LEO - Alçak Dünya yörüngesi (200 – 2000 km) 6.5–8.2 km/saniye
GEO - Yer sabit yörünge (42000 km) 3.1 km/saniye
Krater: 5.3 cm derin, 9 cm çap Sıcaklık: ~5700°C
13 cm Aluminyum plaka
1.2 cm
Kaynak: Avrupa Uzay Ajansı (ESA), 2009
Siradan bir tabanca kursunu: 0.8 km/saniye
7.5 km/s
Neden tehlikeli?
Uluslararası Uzay Istasyonu – International Space Station (ISS)
Uluslararasi Uzay Istasyonu’nu nasıl koruyoruz?
1 cm’den küçük çöpler icin: “Whipple Kalkanı”
. . . .
. .
. . . .
Kaynak: Fraunhofer EMI
Duvar Duvar
Boşluk Şarapnel
(Çöp)
Uydulari Nasıl Koruyoruz?
Doldurulmuş Whipple Kalkanı
“Kevlar“: zırh, yanmayan koruyucu giysi, vb
Kaynak: Avrupa Uzay Ajansı (ESA), 2014
Ya çöpler 1 cm’den büyükse?????
10 cm‘den büyük cisimleri radarla yerden takip ediyoruz.
Kaynak: Avrupa Uzay Ajansı (ESA), 2019
ISS: 1995‘ten beri 28 manevra 3‘ü 2020‘de!
Sadece 2017’de NASA uydulari 21 manevra
Kaynak: NASA, 2017
PROBLEM: 1 cm‘den büyük ve 10 cm‘den kücük objeler!
Çarpışma olasılıkları hesaplanıyor
→ Kacma manevraları (Collision Avoidance Maneuvers)
Kafamıza uzay çöpü düşer mi?
Cok zor bir hesap! “~10 milyarda 1”
Delta 2 roket parcasi, Texas, 1997
Kaynak: ESA, 2015
Delta 2 roket parcasi, Oklahoma, 1997
Chang‘e 2 Roket parcasi, Cin, 2010
Kaynak: www.popsci.com/
Kaynak: www.popsci.com/
Kessler Sendromu
Kendimizi Dünya‘ya hapsetmemiz..
John Kessler, NASA, 1978
Kaynak: “Journey to Earth” Avrupa Uzay Ajansı (ESA), 2017
Öngörüler
ESA‘nin 2013‘te yaptığı öngörü Jeff Bezos ve Elon Musk‘tan önce!
Peki ne yapacağız?
1. Kirletmemeliyiz!
2. Temizlemeliyiz!
Gidip çöpümüzü alıp geleceğiz
“Aktif Müdahale”
Uluslararasi -yasal yaptırımı olmayan- anlaşmalar Uzay Ajanslarının prensipleri
Yenilikçi tasarımlar (Yörüngede bakım servisleri,
“Design4Demise”, ..) Tekrar kullanılabilir roketler
Işi biteni Dünya‘ya geri getireceğiz (“De-Orbiting”)
Pasivasyon (yakıt, pil, ..)
1. Kirletmemeliyiz!
Uluslararası Anlaşmalar
Birleşmiş Milletler, 2010
“Space Debris Mitigation Guidelines of the Committee On the Peaceful Uses of Outer Space”
2019’da 92 ülke 21 tane madde kabul etti.
ISO Standartlar hazirladi.
Kaynak: https://www.unoosa.org/pdf/publications/st_space_49E.pdf Kaynak: JOHNSON, KAITLYN. Key Governance Issues in Space.
Report. Center for Strategic and International Studies (CSIS), 2020. 5-17. Accessed December 4, 2020.
doi:10.2307/resrep26047.6.
Uluslararası Anlaşmalar
Uydunuzun işi bittikten sonra Dünya yörüngesinde en fazla 25 yıl kalabilir.
Uydunuzu işi bittikten sonra GEO yörüngenin 300 km dışındaki “Mezarlik Yörüngeye” göndermelisiniz.
Uydunuzun görevi tamanlandıktan sonra kalan yakıtı boşaltmalısınız, pilleri deşarj etmelisiniz.
Göndereceğiniz aracın yaratabileceği riskleri önceden hesaplamak zorundasınız.
……
Dünya’ya geri getirmek: Aktif De-Orbiting
Kalan son yakit ile irtifa düsürmek Avrupa‘nın ERS-2 uydusu, 2011‘de
görevinin sonunda, 770 km‘den 570 km‘ye indi.
→200 yıl yerine 15 yılda Dünya’ya inecek.
Atmosferde yanarak cok kucuk ve tehlikesiz parçalara ayrılacak. (Umarız..)
Kaynak: Avrupa Uzay Ajansı (ESA)
“Design4Demise”
Dünya‘ya geri getirmek: Pasif De-Orbiting
Pasif irtifa düsürme yöntemleri
Kaynak: NASA Kaynak: RemoveDebris, UK
2018‘de ISS‘ten firlatildi.
Design4Demise
“Yok olacak” tasarımlar
“Atmosfere giriş” problemi
Merhaba ben Işıl!
1. Kirletmemeliyiz!
2. Temizlemeliyiz!
Öngörüler
Kaynak: ESA, 2013
Aktif müdahale yapmak zorundayız!
Yoksa çöp sayısı artmaya devam ediyor.
Aktif Müdahale
Zıpkın
RemoveDebris, Ingiltere, 2018
Ağ atma
Kaynak: RemoveDebris, UK 2018‘de ISS‘ten firlatildi.
Kaynak: RemoveDebris, UK
Aktif Müdahale
Yakalama
ClearSpace-1, İsviçre, 2023
ESA’dan ~117 milyon €
Aktif Müdahale
Lazer veya plazma ışınları ile atmosfere girişe zorlama
NASA’nin Orion adlı lazer projesi uluslararası anlaşmalar sebebiyle askıya alınmış.
Yüksek güçlü lazerlerin uzayda kullanımına izin verilmiyor.
Teşekkürler..
İletişim bilgileri:
Işıl Şakraker Özmen isil.Sakraker@dlr.de
Okuma Önerileri
• ESA Space Debris: https://www.esa.int/Safety_Security/Space_Debris
• NASA Space Debris: https://www.nasa.gov/centers/hq/library/find/bibliographies/space_debris
• ESA Journey to Earth Mini belgesel: http://www.esa.int/ESA_Multimedia/Videos/2017/04/Space_debris_2017_- _a_journey_to_Earth
• Youtube ☺
• Türkçe Kaynaklar için:
• BBC Türkçe
• DW Türkçe
• Evrim Ağacı
• Gelecek Bilimde/Kozmik Anafor
• Bilim Teknik Tübitak posteri
https://bilimteknik.tubitak.gov.tr/sites/default/files/posterler/41x55_uzay_copleri_poster_temmuz_2019.pdf
Anahtar kelimeler:
• Space Debris/Junk
• Design for Demise, D4D
• Atmospheric Entry, Re-Entry
• Collision Avoidance Maneuvers
