Ersin Göğüş
Sabancı Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi öğretim üyesi
Bilim Akademisi üyesi
Valles Marineris 3000 km uzunlukta ve 600 km genişlikle Güneş sisteminin en büyük kanyonu. (NASA)
Roma mitolojisinde savaş tanrısı olan Mars, kudreti ve yenilmez oluşu nedeni ile Jüpiter’den (Yunan mitolojisinde Zeus) sonra en önemli ikinci tanrı konumundaydı. Mitolojik çağlarda efsaneleştirilen Mars, büyük zaferler kazanmış komutanlara duyulan ilgi ve tutkunun günümüze aktarılabilen en eski örneklerinden biri.
Mars fiziksel özellikleriyle de modern bilimin oluşumunda önemli yapı taşlarından olmuş bir gök cismi. Binlerce yıllık öğretilerden (inanışlardan) biri olan gezegen yörüngelerinin dairesel olması düşüncesinin çürütülmesini sağlayan, gezegen yörüngelerinin eliptik olduğunu gözlemlerle ispatlayan Johannes Kepler, bu sonuca uzun yıllar boyunca takip edilen Mars’ın verilerini kullanarak ulaşmıştı.
Galileo Galilei ile 1600’lü yıllarda başlayan Mars’ın teleskop ile gözlemleri, sonrasında daha modern teleskoplarla süregeldi. Aynı yüzyılın ortalarında Hollandalı astronom Cristiaan Huygens Mars yüzeyinde büyükçe koyu renkte bir yapının hareket ederek yaklaşık 24 saat içinde aynı konuma geldiğini belirledi. Buna dayanarak Mars’ın kendi ekseni çevresinde dünüşünü (bir Mars günü) 24 saatte tamamladığı sonucuna vardı. Dünyanın bir günü ile neredeyse aynı zamanda. Bu dönemlerden başlayarak Mars, Dünya dışında yaşamın mümkün olabileceği yerlerden biri olarak da ön plana çıkmıştı. 1800’lü yılların sonlarına doğru İtalyan astronom Giovanni Schiaparelli’nin Mars yüzeyinde gözlediği kanal benzeri yüzey şekillerinin ‘sulama kanalları’ olarak algılanması Mars’a olan ilgimizin son 130 yıldır süregelmesini sağladı.
Mars’ın çapı Dünya’nın yarısı kadar. Güneş sisteminin en yüksek dağı (Olympus Mons) ve en uzun kanyonu (Valles Marineris) Mars yüzeyinde bulunuyor. Güneş çevresindeki yörüngesi Dünya yörüngesinin biraz daha dışında; Mars Güneş çevresindeki hareketini yaklaşık 689 günde tamamlıyor. Bir başka deyişle, bir Mars yılı, Dünya’da iki yıl mertebesinde. Mars gezegeninin yörünge düzlemine göre eksen eğikliği 25o, Dünya’nın eksen eğikliği ile (23.5o) neredeyse aynı. Eksen eğikliğinin doğal sonucu olarak Mars yüzeyinde de mevsimler yaşanıyor. Mars’ın mevsimleri de Dünya’daki mevsimlerin neredeyse iki katı uzunlukta; altı ay bahar, altı ay yaz gibi.
Mars’ın yörüngesinin dış tarafında asteroid kuşağı yer alıyor. Bu bölgede boyutu bir kilometreden daha büyük olan iki milyon kadar göktaşı bulunuyor. Daha küçük göktaşlarının sayısı ise milyarlarca. Bu cisimlerin bazıları bulundukları yörüngeden saparak Mars’a çarpabiliyor, çarpmanın etkisi ile Mars yüzeyinden parçalar koparabiliyorlar. Mars’tan koparak gezegenler arası ortama savrulan parçalardan bazıları Dünyamıza düşebiliyor. Son 30-40 yıldır sistematik olarak belirlenmiş 60,000’den fazla meteor parçasından 150 kadarının, sahip oldukları kimyasal kompozisyon nedeni ile Mars kaynaklı olduğunu biliyoruz. Buna yerkürenin geniş kısmını kaplayan ıslak yüzeylere, ormanlık alanlara düşen Mars meteorlarını eklersek Dünya yüzeyine son 15,000 yılda yüz binlerce, hatta milyonlarca Mars parçası düşmüş olması muhtemel.
Mars’ın Güneş çevresindeki konumu da bu gezegeni cazip kılan özelliklerden. Mars Güneş sisteminin yaşama elverişli kuşağının (suyun uygun koşullarda sıvı halde bulunabildiği bölgeler) sınırında yer alıyor. Bu neden önemli?
Yaşam deyince (sanırım insani bencilliğimizin sonucu olarak) insan hayatını öncelikle hatırlarız. Hayatın sürdürülebilmesi için en elzem madde olarak da doğal olarak hava yani oksijen ilk planda akla gelir. Ancak Dünya’da yaşam çok değişik formlarda, çok farklı ortamlarda sürüyor. Bütün yaşam formlarının eksikliği ile yaşamsal varlığını sürdüremeyeceği tek madde ise su; H2O. Derin yer altı mağaralarında, okyanusların derinliklerinde, Güneş ışığı veya soluduğumuz formda oksijene gereksinin duymadan yaşamlarını ve çoğalmalarını sürdüren çok sayıda ve türde canlı mevcut. Onlar için sürdürülebilir yaşam sıvı halde suya ulaşabildikleri sürece var. Mars gezegenini bizler için özel kılan nedenlerin başında hayatın izlerini sürme arzumuz yatıyor.
Mars Keşifleri
NASA Curiosity’nin Namid kum tepesinde çektiği kendi fotoğrafı (2016-NASA/JPL-Caltech/MSSS)
Özellikle son yirmi yıldır Mars, uzay araştırmalarının ana odaklarından bir tanesi. Bu alanın lideri açık ara ile Amerikan Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA). Diğer önemli uzay ajanslarının NASA ölçeğinde olmasa da Mars’ı daha yakından inceleyen çalışmaları var. NASA’nın yoğun çabalarının önemli bir motivasyonu var; 2040 veya 2050’li yıllarda insanlı uzay aracını Mars’a yollayabilmek ve elbette sağ salim geri getirebilmek. Bu hedef için direkt veya dolaylı ön çalışmaları daha öncelerden beri sürdürülüyor.
Mars araştırmaları gezegen yörüngesine yerleştirilen uzaktan algılama araçları veya yüzeye inen keşif araçları sayesinde gerçekleşiyor. Son birkaç yılda Mars’la ilgili çok önemli keşifler duyuruldu. Bunlar direk ya da dolaylı olarak yaşam ile ilgili. Yaşamın olmazsa olmazı su. Bir ortamda suyun bulunması, basit de olsa karmaşık da olsa yaşam formu bulmanın anahtarı.
Mars’ta Su
Mars yüzeyinde milyonlarca yıl geçmişte suyun bulunduğu tartışma gerektirmez bir durum. Yüzyılı aşkın süredir gözlemlediğimiz kanalları, yüzey şekillerini başka türlü izah etmek kolay değil. Günümüz biliminin asıl merak kaynağı olan Mars yüzeyinde şu anda su bulunup bulunmadığı. Mars’ta suyun izlerini sürmek için tasarlanan ve yüksek çözünürlüklü kameralar ile donatılan Mars Keşif Uydusunun (Mars Reconnaissance Orbiter MRO) Ağustos 2005’de başlayan serüveni meyvelerini 2011 yılında vermeye başladı. Tıpkı Dünya gibi dört mevsimin yaşandığı Mars’ın yüzeyinde bazı yamaçlarda bahar aylarının sonunda beliren, yaz aylarında gözlenmeye devam eden, ancak kış aylarına doğru soluklaşan koyu renkli, parmak şeklinde yapılar bulundu. Bu yapıların genişliği birkaç metre, uzunluğu ise 100 metre civarında. Öncelerde gözlenen yüzey yapılarından çok daha ince, kısa ve bulunduğu ortamın sıcak olduğu dönemde beliriyor, ortam soğuyunca gözden kayboluyor. Akar suyun açık ipuçlarını sunan Mars bölgelerinin bir sonraki yaz döneminde, daha detaylı incelenmesi ile yüzey şekillerinin sırtlardan akan suyun etkisi ile oluştuğu, akan suyun oldukça tuzlu yapıda bulunduğu kesinlik kazanmış oldu. 2015’de duyurulan bu buluş ile Mars’ın (biraz fazla tuzlu olsa da) yüzeyinde zaman zaman sıvı halde su bulunduran bir diğer cisim olduğu tescillendi.
Mars’ın yüzeyinde basınç çok düşük. Öylesi bir ortamda su sıvı halde duramaz, çabucak buharlaşır. Her kayaç gezegende olduğu gibi Mars’ın da iç katmanlarına gidildikçe sıcaklık artar. Bu iki durumdan hareketle Mars’ın yüzey altı katmanlarında suyun araştırılması da 2018’e damga vuran bilimsel bir gelişme idi. Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) Mars Express uzay aracı geçtiğimiz yaz Mars’ta yerin 1.5 kilometre altında su bulunduğunu tespit etti.
Mars Atmosferinin başına gelenler
Yerküre atmosferi bizi çepeçevre saran, soluduğumuz havayı barındıran önemli bir koruyucu kalkan. Atmosferin dışında da bir diğer koruyucu kalkan olan magnetosfer yer alıyor ki o da Güneş rüzgarları adını verdiğimiz, Güneşten savrulan yüksek enerjili yüklü parçacıkları engelliyor. Mars’ın da atmosferi var ancak Dünya atmosferinin yüzde biri kalınlıkta. 2015’te Mars’ın atmosferini ne zaman, hangi nedenle bu denli kaybettiğini öğrendik. NASA öncülüğünde tasarlanan Mars Atmosferi ve Uçucu Evrimi Kâşifi (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission, MAVEN) Kasım 2013’de fırlatılıp Eylül 2014’de Mars yörüngesine yerleşerek göreve başladı. MAVEN uydusu, üzerindeki hassas kameralar ile yaklaşık bir yıl süren incelemeler sonucunda, Mars’ın magnetosferinin dört milyar yıl kadar önce, Güneş çok daha genç bir yıldız iken çok daha etkin yaydığı yüklü parçacıkların etkisi ile yok olduğunu, korumasız kalan Mars atmosferinin ise Güneş rüzgarları ile incelmeye devam ettiğini ortaya çıkardı.
Bu sonuçlar Dünya atmosferi için iyi haber olarak yorumlanabilir. Sonuçta dört milyar yıl kadar önce meydana gelen etkin Güneş rüzgarlarından Dünya da payına düşeni aldı ama neyseki Dünya’nın manyetosferi bu yüklü parçacık bombardımanına dayanabildi ve hâlâ koruyuculuk görevini sürdürüyor. Güneş’in kalan yaklaşık beş milyar yıl ömründe, genç evrelerindekine benzeyen etkinlikte yüklü parçacık savurması göstermesi beklenmiyor. O nedenle Dünya manyetosferi, dolayısı ile de atmosferi büyük çaplı kayba maruz kalmadan mevcut yapısını koruyabilecek.
Yaşamın Temel Taşı
Mars’a dair önemli keşiflerden bir diğeri yine 2018 ortalarında duyurulan organik molekül keşfiydi. NASA’nın 2012’de Mars yüzeyine kondurduğu Curiosity keşif aracı üzerindeki ekipmanlardan biri tam teşekküllü robotik bir araştırma laboratuvarı SAM (Sample Analysis at Mars). SAM ile elde edilen beş yıllık verilerin incelenmesi ile Mars toprağında sürekli belli seviyede metan gazı bulunmasına ek olarak, mevsimsel olarak metan seviyesinin artıp azaldığı keşfedildi. Metan gibi organik moleküller sürmekte olan yaşam açısından da çok önemli. Zira Dünyadaki metanın neredeyse üçte ikisi canlı kaynaklı.
NASA Insight’ın Mars’a inip ekipmanını açtıktan sonraki halinin çizimi. (NASA)
2020’li yıllar da Mars’tan gelecek önemli haberlerle dolu olacağa benziyor. Mayıs’ta fırlatılan NASA’nın Mars InSight keşif aracı Kasım 2018 sonlarında Mars’a iniş yapacak (planlanan iniş 26 Kasım 2018). Avrupa Uzay Ajansı ESA’nın Mars yüzeyinde biyolojik incelemeler yapacak olan ExoMars 2020 keşif aracı için hazırlıklar da tüm hızı ile devam ediyor.
Mars’ta İnsan
Mars incelemeleri için planlanan çalışmaların gerçekleşebilmesi için önemli boyutta teknolojik yenilik gerekiyor. Mars’a insanlı uzay aracı yollanması ilk etapta kolay bir iş gibi algılanabilir ama kolay değil. İnsanı Mars’a taşıyacak ve geri getirecek aracın sahip olması gereken malzeme ve yakıt teknolojisi henüz hazır değil. Bu konuda hali hazırda çok yol alındı. Gelecek 10-15 yıl içinde sonuç alınması bekleniyor. Peki insan böylesi uzun bir yolculuğa hazır mı? Günümüz teknolojisi ile Mars’a tek yön seyahat altı ay kadar zaman alıyor. Birkaç ay Mars yüzeyinde bulunma, araştırma yapma zamanı eklersek Mars seyahati 1,5 yıllık sürede tamamlanabilecek. İnsan vücudu yerçekimsiz ve yaşam alanı çok sınırlı bir ortamda bu kadar süre dayanabilecek mi? 1980 ve 90’lı yıllarda Dünya yörüngesinde bulunan Rusların (aslen Sovyetler Birliği’nin) Mir Uzay İstasyonu, yerçekimsiz ortamda bir yıla yaklaşan, hatta aşan sürelerle kozmonotları ağırladı. 90’lı yılların sonunda uzayda inşasına başlanan ve halen kullanılmakta olan Uluslararası Uzay İstasyonu, ortalama 6-7 aylık süreler için astronotları konuk ediyor. Bu ziyaretlerde yerçekimsiz ortamda insan mukavemetinin sınırları sınanıyor, uzun Mars yolculuğunun ön çalışmaları gerçekleştirilmiş oluyor.
Uzay, geçmişimizin izlerini sürüp geleceğimize yön veren bir ara yüz. Mars, günümüz uzay araştırmalarının önemli bir odağı ve erişimi nice zorlukları barındıran bir hedef. Ancak hedef zorlu olmazsa başarı büyük olmuyor. Süren tüm çabaların başarısı sadece Mars özelinde kalmayıp Güneş sistemi hakkında bildiklerimizi oldukça derinleştirecek. Kullanılacak yeni teknolojiler ise gelecek nesillerin hayatını neredeyse tamamıyla değiştirecek.
Kaynak: https://sarkac.org/2018/11/mars-kadar-yakin-mars-kadar-uzak/
