ÜNİVERSİTELERİN ATTIĞI MİKRO UYDULAR

Merhaba, Şubat ayının son AstroNotlar yazısına hoşgeldiniz. Bugün, üniversitelerin attığı mikro uydular hakkında konuşacağız ama gelin önce bir bakalım uydu neymiş, ne değilmiş?

Bir gök cisminin kütle çekiminin etkisiyle etrafında dönen cisimlere uydu diyoruz. Uydular temelde ikiye ayrılır: doğal uydular ve yapay uydular.

Doğal uydular; insan eliyle yapılmamış, kütle çekim etkileri veya gezegen sisteminin oluşumu sırasında doğal yollarla oluşan cisimlerdir. En iyi bildiğimiz doğal uydu, tabii ki gecelerimizi süsleyen Ay. Güneş sistemimizdeki diğer doğal uydulara bakacak olursak, Merkür ve Venüs gezegenlerinin bilinen uyduları yok ancak asteroit kuşağının dışarısında kalan Satürn ve Jüpiter’in uydu sayısı bir hayli yüksek. Satürn’ün son araştırmalara göre 82 uydusu olduğu tespit edildi ve şimdilik en çok uyduya sahip gezegen. Şimdilik diyoruz, çünkü bundan kısa bir süre öncesine kadar Jüpiter 79 uydu ile bu konuda liderdi.

Yapay uydular ise insanlar tarafından üretilmiş ve bir gök cisminin yörüngesine oturtulmuş cisimlerdir. İlk kez 1957 tarihinde Sovyetler Birliği tarafından Dünya yörüngesine oturtulmuş olan Sputnik 1 uydusu yapay uydu dünyasının başlangıcı olmuştur. O tarihten itibaren uydular; haberleşme, meteoroloji, bilimsel, askeri, gözetleme ve navigasyon gibi çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır. 

Sputnik 1 - Vikipedi
İlk yapay uydu “Sputnik 1” (Kaynak: Vikipedi)

Haberleşme uyduları; radyo, televizyon ve telefon gibi aletler ile iletişimimizi sağlamak amacıyla yörüngeye yerleştirilmiş uydulardır. Örneğin yörüngede aktif olarak bulunan TURKSAT 4A ve 4B uyduları birer haberleşme uydusudur.

Meteoroloji uyduları; adından da anlaşılacağı üzere, meteorolojik olayları izlemek amacıyla yapılmış uydulardır. Dünya’yı izleyen meteoroloji uyduları genellikle kutupsal veya Güneş ile senkronize yörüngede bulunurlar. Bu uydular ikiz olarak fırlatılır, yani bir uydu kuzeyden güneye geçerken, diğer uydu da güneyden kuzeye geçiş yapar. Dünya üzerindeki herhangi bir noktadan tam 12 saatte bir geçerler. Böylelikle bu iki uydu sayesinde dünya üzerindeki herhangi bir noktanın 6 saatlik aralıklarla günde dört adet görüntüsü elde edilmiş olur. 

Uzaydan Dünya’nın gözlemi bir yana, gelin sizinle uzaydaki hava durumuna dair en önemli bilgi kaynaklarımızdan biri olan SOHO uydusundan bahsedelim. Kısaca SOHO olarak bilinen, Solar and Heliospheric Observatory uydusu 1995 yılında, 2 yıl görev yapması için NASA ve ESA işbirliği ile fırlatılan uydulardan biridir. Dünya ile Güneş arasına sabit kalacak şekilde yerleştirilmiş olan bu uydu, Güneş’ten gelen güneş rüzgarlarını algılıyor. Güneş rüzgarlarının uydular üzerinde çok kritik etkileri olması nedeniyle bu rüzgarların algılanması bizim için oldukça önemli. Örneğin 2003 yılında dünya yörüngesindeki bir çok uydu, “Halloween Storms” olarak adlandırılan bir dizi güneş rüzgarından zarar gördü. Cadılar bayramının ingilizcesi olan Halloween geleneğinde korkutmak var. Bu fırtına, Halloween’in kutlandığı 31 ekimden birkaç gün önce gerçekleştiği için bu ismi almış. Ayrıca Güneş rüzgarlarının olumsuz etkileri sadece uydular üzerinde değildir. Örnek vermek gerekirse, 1989’da bir coronal mass ejection yani Güneş’in dış katmanlarından biri olan koronadan büyük bir kütle atımı sonucunda, Kanada’nın Quebec eyaletinde 9 saatlik elektrik kesintisine neden olan bir jeomanyetik fırtına meydana geldi ve bu olay tarihe “Büyük Quebec Kararması” olarak geçti.

Askeri uydular; başka uyduları yok etmek, kör etmek olarak bilinen görüntü almasını engellemek veya elektronik harp benzeri sistemler ile iletişimini kesip uyduyu işlevsiz bırakma amacıyla yapılan uydulardır. Elektronik harp, jamming olarak da bilinen, radyo dalgaları ve radar frekans bandı başta olmak üzere, hedefin, elektromanyetik tayfı kullanmasının engellenmesidir. Bu sayede hedef tespit, takip, telekomünikasyon ve istihbarat paylaşım yeteneklerinin azaltılması, kısacası komuta zincirini oluşturan ağın birbiriyle elektronik dalgalar yolu ile haberleşmesinin engellenmesidir. Örneğin bazı ülkelerin Dünya yörüngesindeki bu tarz uydularının sessizce yörünge değiştirip başka uydulara yaklaştığı bilinmekte. Ne zaman ki yanına sokulduğu uydunun sahibi ülke veya kurum bunun farkına varıp uyarırsa işte o zaman ajan uydu sessizce oradan uzaklaşıyor. Ardından kendine yeni hedefler arıyor.

Bir başka uydu türü ise gözetleme uyduları. Temelde iki farklı çeşidi var. Bunlardan birincisi, genelde askeri amaçlar ile Dünya’yı izleyerek yerde olup biteni görüntüleyen uydular. Örneğin GÖKTÜRK-2 uydusu, bir yer-gözlem uydusudur. İkincisi ise teleskop uyduları adıyla da bilinen, Dünya dışındaki cisimleri gözlememize yarayan uydulardır. 

Navigasyon uyduları, Dünya üzerindeki bir hedefin konumunu belirlemek için kullanılır. En yaygın olarak kullanılan sistem, GPS, yani “Global Positioning System” için ilk prototip uydu 1978 yılında fırlatıldı ve bugün dünya yörüngesinde toplam 24 aktif uyduyla hizmet vermekte. Öte yandan telefonlarımızda kullandığımız bu sistem, konumumuzu yaklaşık 15 metre gibi bir hata payı ile hesaplarken Amerika Askeri Kuvvetleri tarafından kullanıldığında neredeyse bir kibriti tespit edecek kadar hassas çalışıyor.

Uzaya uydu göndermeyi başarmış olmak tabii ki insanlık için son nokta olmuyor.  Uzayın canlılar için kullanılmaya başlanması, maalesef ki üzücü bir olayla başlıyor. 1957 yılında, Uzayın canlılar üzerindeki etkisinin bilinmediği bir dönemde, Sovyet bilim insanları “Layka” adında bir köpeği Sputnik-2 aracıyla uzaya gönderiyor. işin üzücü yanı; Uzayın, Layka’ya ne yapacağını bilmemekle birlikte, uyduyu yörüngeden çıkarma teknolojisi henüz geliştirilmemiş bir roket ile gönderilen Layka’nın hayatta kalması da beklenmiyordu ancak köpeğin bulunduğu bölme ile roket arasındaki kısımda meydana gelen bir arıza sebebiyle, fırlatmadan birkaç saat sonra Layka’nın aşırı ısınmadan dolayı hayatını kaybettiği düşünülüyor.

Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte Uyduların boyutunun küçülmesi ile eski uydulara göre çok farklı olan günümüz uydularının bir de ağırlık sınıflandırması var. 1 ton üzerindeki uydular büyük, 500 kilogram ve 1 ton arasındaki uydular orta, 500 kilogramın altındaki uydular ise küçük olarak sınıflandırılmakta. Ayrıca küçük uyduların kendi içerisinde de birçok çeşidi var. 100 ila 500 kilogram arasındaki uydulara mini, 10 ila 100 kilogram arasındaki uydulara mikro, 1 ile 10 kilogram arasındaki uydulara nano, 0.1-1 kilogram arasındaki uydulara ise piko uydu denilmekte.

Bir mikrouydu olan “ESTCube-1” (Kaynak: Vikipedi)

Günümüzde mikroçip ve mikroişlemcilerin gelişmesiyle birlikte daha küçük aletler ile daha çok iş yapmak mümkün hale geldi. Böylece ağır ve büyük yapay uydular yerini küçük uydulara bıraktı. Uzaya gönderilen her kilogramın maliyeti artırdığını düşündüğümüz zaman uyduların küçülmesi sayesinde bu alandaki çalışmalar da hızlandı. SpaceWorks sitesinden aldığımız veriye göre, 2010 yılında gönderilmiş 1 ile 50 kilogram arasındaki uydu sayısı 25 civarında iken 2014 yılında yaklaşık 150 uydu gönderilmiş. 2020 yılı için gönderilmesi planlanan uydu sayısı ise 300’e yaklaşmış.

Küçük küp uyduların ölçüleri, ilk olarak 1999 yılında Kaliforniya Politeknik Enstitüsü ve Stanford Üniversitesi tarafından tanımlanmış. Bu tanıma göre 10 santimetreküp yani 1 litre alan kaplayan bir uydu 1U olarak sınıflandırılıyor. Bunun için İngilizcede birim anlamına gelen Unit sözcüğünün baş harfinden esinlenilmiş. Örneğin 6U sınıfında bir uydu, 6 tane 10 santimetreküplük küpün bir araya getirilmesiyle ortaya çıkan şekile eşit hacimde. Her ne kadar uydudan uyduya farklılık gösterse de 1U ölçüsündeki bir küp uydunun yaklaşık 1 kilogram ağırlığında olduğunu da söyleyebiliriz.

Boyutların bu kadar küçülmesiyle birlikte uyduları uzaya fırlatan şirketlerin bir seferde yörüngeye bıraktıkları uydu sayısı da ciddi derecede arttığı için maliyetin büyük bir oranda düştüğünü görmekteyiz. Maliyetin azalmasıyla birçok özel şirket ve üniversite küp uydu yapımına başlamış durumda. Hatta kimi liselerde bile küp uydu yapan takımların kurulduğunu biliyoruz. Bunlardan birisi olan Kadıköy Anadolu Lisesi’nin uydu takımına da bu yıl katıldıkları APİS AR-GE Liseler Arası Model Uydu Yarışması için başarı dileklerimizi de iletmiş olalım.

Üniversite ve liselerdeki küp uydu çalışmaları disiplinler arası takım çalışmalarının gelişmesinde önemli etkenlerden biri. Bu takımlarda öğrencilerinin yanı sıra öğretim üyeleri ve araştırmacılar da ekibe katkı sağlamakta. Bu projelerde yer alan öğrenciler, proje bittiğinde bir uydunun yapılması için gerekli olan temel aerodinamik ve kodlama bilgilerine sahip olmalarının yanı sıra gelecek teknolojilere yön verecek ve teknoloji konusunda faydalı bireyler olarak da topluma artı değer katmaktalar.

Bazı küp uydular hem maliyetin düşük olması hem de üretim süresinin kısa olması sayesinde belli amaçlara özel projeler için üretilebilmekte. Bu sayede çok karmaşık görevleri olmayan projelerin kısa sürede sonuçlandırılması hedefleniyor. Daha sonra büyük projelerde kullanılmak amacıyla birçok sistem böylesi uydular sayesinde test edilebiliyor. Günümüzde neredeyse her amaca yönelik milimetre boyutlarında uydular bulmak mümkün.

Bu küçük uyduların işlevleri, büyüklerine göre hiç azımsanmayacak kadar çok. Genellikle eğitim alanında kullanılsalar da bazı bilimsel deneyler için, hatta uzay tarihinde bir yer kazanma amacıyla bile fırlatılan küp uydular olmuş.

Günümüzde küp uydu fırlatmalarının çoğu, büyük roketlerde ikinci yani misafir yük olarak gönderiliyor. Misafir yük kavramını açıklamak gerekirse, örneğin 2 tonluk, büyük uydu sınıfına giren bir uyduyu fırlatırken, yük kısmına ek olarak küp uydular için tasarlanmış özel fırlatıcı mekanizmalar ekleniyor. Asıl yükün yanında gönderilen bu ikincil yüklere de misafir yük adı veriliyor.

Yaklaşık 1 kilogram ağırlığında bir piko uydu yapmanın maliyeti yaklaşık 100 bin dolar civarında ve böylesi bir proje 1 sene gibi kısa bir süre içerisinde tamamlanabilir.

Küp uydu üretiminin zaman alan kısmı toplantı ve tasarım süreci oluyor genellikle. Toplantılarda görevin belirlenmesinin ardından, tasarım sürecinde gerekli dizaynın yapılıp tasarımın analizlerden geçirilmesinden sonra uyduyu üretmek işin en kısa sürecidir diyebiliriz.

Küp uydularının dünyadaki üniversitelerde birçok örneği mevcut. Örneğin “The Colorado Student Space Weather Experiment” kapsamında 3U birimlik bir küp uydu, Boulder Colorado Üniversitesi öğrencileri tarafından inşa edilmiş. 2012 yılında fırlatılan bu uydu, Güneş parlamalarının konumunu, büyüklüğü ve Güneş’ten gelen parçacıkların Dünya’ya ulaşan enerji spektrumunu ölçmek amacıyla gönderilmiş.

Ülkemizde üretilen Istanbul Technical University PicoSATellite, kısaca ITUpSAT1, İstanbul Teknik Üniversitesi tarafından, TÜBİTAK’ın desteğiyle üretilen ve test edilen ilk piko uydudur. Yaklaşık 1 kilogram ağırlığında ve 10 santimetreküp yani 1U boyutunda olan bu Uydunun öncelikli amacı, projede çalışan öğrencilerin bu konudaki becerilerini geliştirmek. 23 Eylül 2009 tarihinde yörüngeye oturan bu uydu halen aktif halde Dünya’nın yörüngesinde dönmekte. Bu uydu düşük çözünürlükte yani 640’a 480 boyutlarında görüntü çekebilme yeteneğine sahip kameranın yanında bir de sıcaklık, ivmelenme ve manyetik alan ölçümü yapan alıcılara da sahip. ülkemizde geniş yankı uyandıran ITUpSAT-1 Toplumda ve özellikle üniversiteye hazırlanan öğrenciler arasında yarattığı uzay farkındalığı sayesinde de önemli bir rol oynadı diyebiliriz.

Bu başarılı çalışmanın ardından, Yine İstanbul Teknik Üniversitesinin bünyesinde bulunan Uzay Sistemleri Tasarım ve Test Laboratuvarı (USTTL) bünyesinde, TURKSAT’ın da desteğiyle ülkemizin ilk iletişim amaçlı nano uydusu TURKSAT-3USAT uydusu tasarlandı. 3U standartlarında üretilen bu uydunun akılda kolayca şekillenmesi için, bunu “ITUpSAT-1’in üç katı büyüklüğünde” düşünebilirsiniz.

Üretilen Bir başka uydu ise yine 3U büyüklüğünde ve 3.3 kilogram ağırlığında olan ve yer gözlem amacı ile gönderilen uydumuz, UBAKUSAT. İstanbul Teknik Üniversitesi ile Japonya hükümeti işbirliği içerisinde yapılan bu uydu, GUMUSH Uzay Savunma ve Havacılık Şirketi ve TURKSAT gibi şirketlerin desteği ile geliştirilmiş. UBAKUSAT Uluslararası Uzay İstasyonu’ndan, Japon JAXA astronotu Akihiko Hoshide tarafından, 2018 yılında Japonya Küçük Uydu Bırakma mekanizması kullanılarak yörüngeye bırakılmış.

UBAKUSAT Uzay Yolculuğuna Basladı | TAMSAT
“UBAKUSAT” uydusu (Kaynak: İTÜ)

Gelin bir de projelendirme aşamaları devam eden uydulara bakalım.

Henüz proje aşamasında olan, ASELSAN ve İstanbul Teknik Üniversitesi işbirliğiyle yürütülen ASELSAT projesi, asıl amacı iletişim olan ve 30 metre çözünürlükle görüntü alması hedeflenen 3U büyüklüğünde bir uydu projesi. Ayrıca radyasyon miktarı ölçüm aletleri ile yörüngeden istatistiksel veriler toplayacak. ASELSAN’ın şimdilerde test amacıyla yaptığı bu uydudan aldığı veriler doğrultusunda, ileride yapacağı büyük projelerde daha sağlıklı adımlar atması hedefleniyor.

Proje aşamasında olan, merakla ve sabırsızlıkla beklenen bir başka uydu ise LAGARİ! Bu ismi belki bir Twitter fenomeni olarak biliyorsunuz, ancak o aslında 4. Murad döneminde, fişekler vasıtasıyla uçtuğu söylenen Osmanlı mühendisi, Lagâri Hasan Çelebi. O dönemde “Roket Adam” lakabıyla anılan Lagâri Hasan Çelebi, 1633’te kendi yaptığı iki kademeli rokete binip kendini fırlatmış ve kayıtlara ilk insanlı uçuş denemesi olarak geçmiş. Savunma Teknolojileri Mühendislik ve Ticaret AŞ önderliğinde yürütülen yüksek çözünürlüklü mikro yer gözlem uydusu olacak olan Lagari, genel haritalama, orman ve bitki örtüsünün takibi, tarım alanlarının incelenmesi, doğal afet takibi gibi amaçlara yönelik olarak görev yapacak keşif gözetleme takım uydu sisteminin ilk uydusu, Türkiye’nin ilk yüksek çözünürlüklü mikro uydusu olacak.

Uzaya gönderdiğimiz uydu teknolojilerindeki bu hızlı gelişmelerin bizi heyecanlandıran tarafları olduğu kadar endişelendiren bir yönü de var. Her yıl uzaya Ortalama 100 ile 300 adet arası uydu gönderiliyor ve bu sayı sürekli artmakta. Dolayısıyla yörüngede işi biten uydular da bir tür uzay çöpüne dönüşüyor. Önümüzdeki hafta detaylıca konuşacağımız uzay çöpleri konusuna şimdilik girmiyoruz.

Bu arada geçtiğimiz haftalarda sönükleşmesi ile gündemde büyük yer kaplayan ve bizim de bir yazımızı bu konuya ayırdığımız Betelgöz’ün parlaklığı tekrar artmaya başladı. İlgili yazıyı sitemizde bulabilirsiniz.

astronotlar.space@gmail.com e-posta adresimize bahsettiğimiz içeriklere dair düşüncelerinizi belirtebilir, değinmemizi istediğiniz konuları yazabilir, bir kitap, link veya bilgi paylaşımında bulunabilirsiniz. Sosyal medya hesaplarımızdan bizi takip etmeyi unutmayın. Gelecek hafta görüşünceye dek, gökyüzüne iyi bakın. Hoşçakalın!

E-posta: astronotlar.space@gmail.com
Facebook: facebook.com/astronotlar.space
Instagram: instagram.com/astro_notlar
Twitter: twitter.com/astro_notlar
Anchor: anchor.fm/astronotlar

KAYNAKLAR VE GÖRSELLER

https://www.jpl.nasa.gov/cubesat/missions/marco.php

https://www.cfa.harvard.edu/space_geodesy/ATLAS/gps.html

https://www.spaceworks.aero/wp-content/uploads/SpaceWorks_Nano_Microsatellite_Market_Forecast_2017.pdf

https://docplayer.biz.tr/47502557-Uzay-teknolojileri-son-gelismeler-ve-kucuk-uydular.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Colorado_Student_Space_Weather_Experiment#Launch

https://www.mgm.gov.tr/genel/meteorolojikuydular.aspx?s=32https://www.mgm.gov.tr/genel/meteorolojikuydular.aspx?s=32

https://tr.wikipedia.org/wiki/Yapay_uydu

https://www.tubitak.gov.tr/tubitak_content_files/spaceworkshop/presentations/Aslan.Rustem.pdf

https://www.tamsat.org.tr/tr/turk-telsiz-ve-radyo-amatorlerine-yeni-bir-ufuk-aciliyor/

http://usttl.itu.edu.tr/2018/05/10/ulkemizin-uzaya-gonderilen-uydusu-ubakusat-ituden/

https://www.stm.com.tr/tr/faaliyet-alanlari/teknoloji/yetkinlikler/rf-simulasyon/projeler/lagari-yuksek-cozunurluklu-mikro-yer-gozlem-uydusu

https://www.timeturk.com/lagari-hasan-celebi/biyografi-806456

http://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Earth_s_atmosphere_stretches_out_to_the_Moon_and_beyond

https://sohowww.nascom.nasa.gov/about/about.html

https://www.nasa.gov/mission_pages/soho/overview/index.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Halloween_solar_storms,_2003

Sun Synchronous Satellite Orbit: https://www.youtube.com/watch?v=tOp1UYbmp0Y

Lagari Hasan Çelebi görselleri: https://www.fikriyat.com/galeri/biyografi/lagari-hasan-celebi-kimdir/3

Ubakusat fırlatılış: https://youtu.be/NPmZCwnoFSo?t=120

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.