Dünya'nın yörüngesine kaç adet yapay uydu sığdırabiliriz?

Sadece on yıl öncesine kadar, Dünya'nın yörüngesinde yaklaşık bin operasyonel uydu bulunmaktaydı. Ancak günümüzden on yıl sonra, bu sayının on binlerle hatta yüzbinlerle ifade edileceği öngörülmektedir.Uzmanlar, uzun süredir Dünya yörüngesinin aşırı kalabalık olduğuna dair uyarılarda bulunmaktadırlar. Ancak sorun, belirli sınırları aşmadan kaç adet uydu fırlatabileceğimiz konusunda ortaya çıkmaktadır.Jonathan McDowell, Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nde galaktik merkezlerdeki jet yayan kara delikler gibi evrendeki süper enerjik fenomenleri inceleyen bir astrofizikçi ve astronomdur. Ancak son yıllarda, uzay araştırmalarının tamamen farklı bir alanında çalışmalar yaparak dikkat çekmektedir. McDowell, aylık dijital dergisi Jonathan's Space Report'ta fırlatılan uyduları ve Dünya yörüngesindeki sayıları bir balon gibi şişen cisimleri takip etmektedir.Proje, "Uzay çağının bilgiç bir tarihi kaydını tutma" arzusuyla başlamış ve bir bakıma Dünya'ya yakın uzayın çevresel tahribatının bir kroniği haline gelmiştir. McDowell, medyada sıkça yer alarak, giderek kalabalıklaşan Dünya'ya yakın uzayın geleceği hakkındaki düşüncelerini net bir şekilde ifade etmektedir. SpaceX'in Starlink, OneWeb ve Amazon Kuiper gibi mega uydu projelerinin gerçekleşmesi durumunda yörüngedeki durumun nasıl olacağına dair Space.com'a şu şekilde açıklama yapmıştır:"Kar fırtınasının en yoğun olduğu saatlerde, herkesin çok hızlı araba kullandığı, şehirler arası bir otoyol gibi olacak. Tek farkla: Bu otoyollar birbirini kesecek ve üzerlerinde kırmızı ışıklar olmayacak!"Manevralar!İşlerin biraz fazla gerginleştiğine dair ilk işaretler, aslında şimdiden mevcut. McDowell'ın İngiliz meslektaşı Hugh Lewis, yeni "uzay altını" olarak görülen uydulara hücum eden girişimcilerin güvenini sarsan, sık sık duyulan bir başka ihtiyatlı ses. İngiltere'deki Southampton Üniversitesi'nde astronotik profesörü olan Lewis, birkaç yıldır Twitter sayfasında, uzaydaki iki nesnenin (işleyen uydular veya uzay enkazı parçaları) birbirlerine tehlikeli bir şekilde yaklaştığı durumlar olan kavuşum olaylarındaki artışı detaylandıran düzenli güncellemeler yayınlıyor.Çizdiği grafiklerden bazıları oldukça düşündürücü. Lewis, 13 Ocak'ta Twitter'da yayınladığı bir gönderide, "2022 için öngörülen toplam kavuşum sayısının 2020'ye göre %134, 2021'e göre ise %58 daha fazla olduğunu ve 4 milyonu aştığını" belirtti.Lewis'in Space.com'a yaptığı açıklamaya göre bu, uzaydaki nesnelerin 4 milyon kez çarpışmaya yaklaştığı anlamına gelmiyor; sadece uzaydaki trafiği yönetmenin geçmişte olduğundan çok daha karmaşık hale geldiğini gösteriyor.İşlerin biraz fazla gerginleştiğine dair ilk işaretler, aslında şimdiden mevcut. McDowell'ın İngiliz meslektaşı Hugh Lewis, yeni "uzay altını" olarak görülen uydulara hücum eden girişimcilerin güvenini sarsan, sık sık duyulan bir başka ihtiyatlı ses. İngiltere'deki Southampton Üniversitesi'nde astronotik profesörü olan Lewis, birkaç yıldır Twitter sayfasında, uzaydaki iki nesnenin (işleyen uydular veya uzay enkazı parçaları) birbirlerine tehlikeli bir şekilde yaklaştığı durumlar olan kavuşum olaylarındaki artışı detaylandıran düzenli güncellemeler yayınlıyor.Çizdiği grafiklerden bazıları oldukça düşündürücü. Lewis, 13 Ocak'ta Twitter'da yayınladığı bir gönderide, "2022 için öngörülen toplam kavuşum sayısının 2020'ye göre %134, 2021'e göre ise %58 daha fazla olduğunu ve 4 milyonu aştığını" belirtti.Lewis'in Space.com'a yaptığı açıklamaya göre bu, uzaydaki nesnelerin 4 milyon kez çarpışmaya yaklaştığı anlamına gelmiyor; sadece uzaydaki trafiği yönetmenin geçmişte olduğundan çok daha karmaşık hale geldiğini gösteriyor." sayısı doğrusal olmayan bir şekilde artıyor. Yaklaşık 2027 ya da 2028 yılına kadar Starlink takımyıldızı ömrü boyunca toplam bir milyon çarpışmadan kaçınma manevrası yapmış olacak. Bu da potansiyel olarak uydu başına 350 çarpışmadan kaçınma manevrasına ulaştıkları en erken zamana denk geliyor. Günde binlerce olmasa da potansiyel olarak yüzlerce manevradan bahsediyoruz."Kısacası, beş yıldan kısa bir süre sonra Starlink uydularının yakıtları, gerçekleştirmeleri gereken çok sayıda kaçınma manevrası nedeniyle tasarlanan ömürlerinden daha kısa bir süre içinde tükenebilir.Ancak Lewis, SpaceX'i uzay güvenliği konusundaki tutumundan ötürü takdir ediyor. Sadece beş yıl önce uzayda tek bir uydusu bile bulunmayan şirket, şu anda büyük bir farkla dünyanın en büyük uydu operatörü konumunda. SpaceX, 2019'da ilk uydusunun fırlatılmasından bu yana sağlam bir tutum geliştirdi. Şirket, Starlink uydusunun çarpışma olasılığı 100.000'de 1 olan bir durumla her karşılaştığında otonom kaçınma sisteminin manevra yaptığını söylüyor. Bu risk düzeyi, NASA tarafından kullanılan eşikten çok daha düşüktür. Şirketin FCC'ye verdiği bilgiye göre SpaceX ayrıca her kavuşma durumunda sorumluluğu üstleniyor ve kavuşuma dahil olan diğer uydunun operatörleri bunu kendileri yapmayı tercih etmediği sürece manevra gerçekleştirmekten geri durmuyor.Çarpışmalar!Ancak operasyonel uydular, sorunun sadece bir parçasıdır. Avrupa Uzay Ajansı, Dünya'ya yakın uzayın 10 santimetreden büyük 36.500 parça uzay enkazı, 1 ila 10 santimetre boyutlarında yaklaşık bir milyon nesne ve 1 santimetreden küçük 130 milyon parça ile dolu olduğunu tahmin etmektedir.Daha büyük cisimler muazzam yörünge hızlarında birbirleriyle çarpışarak parça bulutları oluşturdukça, özellikle küçük parçaların miktarı artmaya devam ediyor. McDowell, şöyle diyor:"Küçük çarpışmaların sayısının şimdiden önemli ölçüde arttığına dair iyi kanıtlar var. Gerçekten enkaz yaratmaması gereken nesnelerin enkaz yarattığına tanıklık ediyoruz. Daha sonra çalışmaya devam etseler bile, bunlar muhtemelen küçük bir şeyle çarpışmış oluyorlar."Boyutları 10 santimetreden büyük olan enkaz parçaları düzenli olarak izlenirken, daha küçük parçaların yörüngeleri genellikle bilinmiyor ve olası çarpışmalar konusunda herhangi bir uyarı yapılamıyor.Ancak uzmanlar, özellikle iki büyük feshedilmiş cismin çarpışması durumunda endişe duyuyor: ölü uydular ve kullanılmayan roket aşamaları... Bu tür bir yakınlaşma örneği, 27 Ocak 2023 tarihinde uzun süredir kullanılmayan bir Rus uydusu ile onlarca yıllık bir Rus roketinin üst kademesi arasında meydana geldi. İki nesne de manevra kabiliyetine sahip olmadığından, uzay trafik kontrol uzmanları, cisimlerin birbirlerini sadece 6 metre farkla kaçırmasını umut ederek sadece bekleyebildiler. Bu olayda cisimler, "en kötü durum senaryosu" olarak tanımlanan bir durumu yaşayarak, yüzyıllar boyunca yörüngede kalacak ve binlerce tehlikeli enkaz parçasının ortaya çıkmasına neden olabilecek bir durumla karşı karşıya kaldılar.Yeni uyduların ve yörüngedeki enkaz miktarının artmasıyla birleşen bu durum, Dünya'ya yakın uzayın bazı bölgelerini gelecekte tehlikeli bir yasak bölgeye dönüştürebilecek potansiyel bir tehdit oluşturuyor. McDowell, konuyla ilgili olarak şunları söylüyor:" gibi durumlar daha sık yaşanmaya başlayacak. Bir çarpışma her şeyi dramatik bir şekilde değiştirmez, ancak yılda bir kez çarpışma olduğunda, çok sayıda uydu kaybı yaşamaya başladığınız bir rejime girersiniz. Bu gerçekten de alçak dünya yörüngesinin ekonomisini etkilemeye başlayacak. Şirketler ciddi paralar kaybetmeye başlayacak çünkü uyduları yok olmaya devam edecek."Yörüngemizi Tehdit Etmeden Kaç Uydu Sığdırabiliriz?Ancak, Dünya yörüngesi kaç uyduyu güvenle taşıyabilir sorusunun kesin bir cevabı henüz bulunmamaktadır. Lewis, belirli yüksekliklerdeki yörüngelerin diğerlerine göre daha savunmasız olduğunu belirtmektedir. Örneğin, Starlink uyduları, Dünya'nın 550 kilometre üzerindeki yörüngesine yerleştirilmektedir. Bu yükseklikteki nesneler, genellikle faaliyetlerini durdurduktan sonra uzayda çok uzun süre dağınık bir halde kalmazlar. Görevlerinin sonunda iticileri arızalansa ve araç hemen Dünya atmosferine dönüp yanmasa bile (birçok operatörün vadettiği gibi), bu uyduların yörüngeleri atmosferik sürüklenme nedeniyle doğal olarak birkaç yıl içinde bozulur. Ancak Dünya'nın yörüngesinin bu doğal temizleme yeteneği, yükseklikle birlikte azalır. Lewis, durumu şu şekilde açıklamaktadır:"Uzay ortamı, içeri ve dışarı akışların olduğu bir sistem gibidir. Uzaya bir şeyler fırlatıyoruz ve tipik olarak atmosferik sürüklenme nedeniyle dışarı çıkan akış, gerçekten doğal olarak çevreden bir şeyleri uzaklaştırmak için sahip olduğumuz tek mekanizma. Ancak 1.000 kilometrenin üzerinde atmosfer gerçekten hiçbir şey yapmıyor, çünkü çok seyrek. Sayıları azaltacak hiçbir mekanizma yok; dolayısıyla sayılar sadece artabilir."OneWeb'in uydu konstelasyonu, bu riskli yükseklik aralığında faaliyet göstermektedir. Daha küçük bir örnek olarak Globalstar da aynı durumu paylaşmaktadır.Birçok mega konstelasyon operatörü, uzay araçlarının görev sona erdikten sonra Dünya atmosferine kontrollü bir şekilde iniş yapacak kadar yakıta sahip olacağına dair taahhütte bulunmaktadır. Ancak teknik sorunlar uzmanları endişelendirmeye devam etmektedir. Örneğin, 2012'de Avrupa Uzay Ajansı, sürdürülebilir uzay operasyonlarını destekleyen bir kuruluş olarak bilinmesine rağmen, 8.8 tonluk Envisat Dünya gözlem uydusunu 772 kilometre yükseklikteki yörüngesinden çıkaramadı. Şu anda en tehlikeli uzay enkazı parçaları arasında yer alan bu araç, yüzyıllar boyunca Dünya'nın yörüngesinde dönmeye devam edecektir. McDowell, insanlığın Dünya'ya yakın uzay boşluğunun doğal kapasitesini muhtemelen "zor bir şekilde" keşfedeceğini söylüyor. Astrofizikçi, mega konstelasyon operatörlerinin vaatlerine rağmen, gelecek yıllarda işlerin kontrol altında olup olamayacağı konusunda şüpheci:"Bundan beş ya da on yıl sonra, 20.000 ila 100.000 arasında uyduya sahip olabiliriz ve 100.000'in üzerindeki sistemlerin güvenli bir şekilde işletilebileceğinden çok şüpheliyim."Şimdi Ne Olacak?Asıl soru şu: Bundan sonra ne olacak? Yeni uzay girişimcilerinin özgüveniyle gözleri kamaşan uzay endüstrisi, kendi versiyonunda iklim değişikliğine doğru sessizce ilerleyebilir mi? McDowell, şu şekilde ifade ediyor:"İnsanların çevre sorunlarına karşı normal tepkisi, çok az şey yapmak, çok geç kalmaktır. Bence o zaman, son dakikada bir şeyler yapmaya çalışacağız ve belki de bir felaketin kıyısında sörf yapmaya devam etmenizi sağlayacak bir yöntem bulacağız."McDowell, eyaletler arası otoyolların nihayet ışıklandırılacağı, üst geçitlerin inşa edileceği ve trafik kurallarının uygulanıp yürürlüğe gireceği bir gelecek öngörüyor:"Bence her yörünge yüksekliğinde kaç uyduya sahip olabileceğinizi sınırlayan düzenlemeler göreceğiz. Eliptik yörüngeleri caydıracak ve herkesi dairesel yörüngelerde olmaya zorlayacak düzenlemeler. Uydu karşıtı silahların yasaklanması için şimdiden artan bir destek görüyoruz.Enkaza neden olan olaylar için gerçek cezalar görmeye başlayabiliriz: Örneğin, roketinizi kazara patlayacak şekilde tasarlayacak kadar dikkatsizseniz, bunun için çöpleri toplamak gibi cezalara çarptırılabilirsiniz. Bu tür bir değişiklik, ilgili üreticileri biraz daha dikkatli olmaya ikna edebilir."McDowell, uzaya daha sıkı kontrollü erişimin örneklerinin zaten mevcut olduğunu da ekledi. Uyduların gezegenin sabit bir noktasının üzerinde durduğu ve yerkürenin büyük bir bölümünü sabit bir şekilde görebildiği, Dünya'dan yaklaşık 36.000 kilometre yükseklikteki sabit yörüngede yer alan slotlar Uluslararası Telekomünikasyon Birliği tarafından "ilk gelen ilk hizmet alır" ilkesine göre tahsis edilmektedir. Daha alçak yörüngelerde ise lisanslar, birbirleriyle koordine olma zorunluluğu bulunmayan ulusal kuruluşlar tarafından verilmektedir. McDowell, şunları söylüyor:"Bunun değişeceğini düşünüyorum. Her zaman olduğu gibi, kaynaklar azaldıkça, hükümetler bu kaynakların tahsisi üzerinde daha fazla kontrol uygulayacaklardır."Uzmanlar ayrıca uzay ajanslarını yörüngedeki en tehlikeli enkaz parçalarını ortadan kaldıracak teknolojiyi geliştirmeye çağırıyor. Şu ana kadar böyle bir hizmet için herhangi bir ticari durum söz konusu değil, bu nedenle iştah düşük. Ancak bir tutum değişikliği çok da uzak olmayabilir. 2022'nin Temmuz ayında ABD hükümeti, Dünya'nın yörüngesinde düzeni sağlamak için atılacak adımları özetleyen Ulusal Yörünge Enkazı Uygulama Planı'nı yayınladı. Ne olursa olsun, statükonun uzun süre yerinde kalması pek olası değil.