Tianwen-1’in olağanüstü becerileri
AY keşif görevlerine kıyasla Mars keşif görevi, Mars ile dünya arasındaki 400 milyon kilometrelik uzun mesafeye ek olarak, iklimsel ve topografik ortamlar arasındaki büyük farklılıklardan kaynaklanan büyük zorluklar barındırıyor. İnce bir atmosfere sahip olan Mars’ta iklim, gece ve gündüz koşulları ve fırtına gibi etkenler nedeniyle de çok istikrarsız. Kayalar, eğimler ve vadiler gibi engellerle dolu, karmaşık bir topografyaya sahip olan Mars’taki toz fırtınaları, dünyaya göre çok daha şiddetli. Dahası, Mars’ın atmosferini simüle ederek test yapabilecek yöntem veya uçuş verilerine sahip değiliz... Dolayısıyla bu etkenler, Tianwen-1’in Mars’a inişi sırasında büyük zorluklar yarattı , güvenli bir inişin önünde risk oluşturdu.
‘MEÇHUL DOKUZ DAKİKA’
Mars’ın yüzeyine sorunsuz bir iniş yapılabilmesi için yüksek hızla seyreden Tianwen-1’in yavaşlaması sağlanmalıydı. Çin Uzay Bilimleri ve Sanayisi Şirketi (CASIC) bünyesindeki 5 numaralı enstitü üyeleri arasında bulunan ve Tianwen-1’in baş tasarımcılarından biri olan Wang Chuang, yavaşlatmanın inceliklerini şöyle ifade etti: "Süpersonik paraşütün kullanılması, hız düşürme teknolojisinin en zorlu kısmı. Paraşüt, süpersonik hızda, düşük yoğunlukta ve düşük dinamik basınçta açılmalıdır. Bu süreçte, paraşütün açılmasında zorluk ve istikrarsızlık görülmesi gibi tehlikeler bulunuyor." Wang Chuang'a göre, Mars’ın atmosferine giren Tianwen-1, önce Mars’ın atmosferini kullanarak aerodinamikle hızını azalttı ve iniş hızını yaklaşık yüzde 90 oranında düşürdü. Bu süreçte, yüksek sıcaklık ve pozisyon sapması gibi zorluklar da oluyor. Daha sonra Tianwen-1, hemen paraşüt açarak hızını yavaşlatmaya devam etti. Hızın saniyede 100 metreye inmesinin ardından ters itiş gücü sağlayan motorla, atmosferik yavaşlama safhasından itiş gücüyle yavaşlama safhasına geçildi. Tianwen-1, Mars yüzeyinden 100 metre irtifaya ulaşınca, havada asılı kalma safhasına girdi. Engellerden kaçınma ve düşük hızla iniş aşamalarını tamamlayan iniş modülü, tampon mekanizmasını da devreye alarak Mars yüzeyine ulaştı.
Tianwen-1’in tüm iniş sürecinde hızını sadece dokuz dakika içinde saatte 20 bin kilometreden sıfır kilometreye indirmesi gerekiyordu. Ay’a yumuşak iniş yapmayı başaran Çin, ilgili teknolojilere ve deneyime sahip olsa da Mars’a yumuşak iniş yapmanın çok daha zorlu bir görev olduğu aşikârdı. Öncelikle, Mars’ın yüzeyindeki atmosfer yoğunluğunun, dünyadaki atmosfer yoğunluğunun yaklaşık yüzde 1'i kadar olması, ay yüzey ortamından daha karmaşık bir durum yaratıyor. Diğer yandan, Mars’ın dünyaya olan uzaklığı, iletişimde yaklaşık 20 dakikalık bir gecikmeye yol açıyor. Bu da Tianwen-1’in iniş sürecine yeryüzünden müdahale edilemeyeceği, bağımsız olarak inişini tamamlamak zorunda kalan aracın "meçhul dokuz dakika" olarak anılan bir süreç geçireceği anlamına geliyordu. İnsanlığın Mars keşif görevlerindeki başarı oranı yalnızca yüzde 50 dolayında. Bu görevlerin çoğunda, kısaca EDL olarak anılan "giriş, alçalma ve iniş" aşamaları başarısızlıkla sonuçlandı. CASIC bünyesindeki 5 numaralı enstitünün baş tasarımcılardan Sun Zezhou, görevin zorluğunu şöyle anlattı: "Mars’ın keşfi görevindeki en büyük zorluk EDL aşaması. Mars’a yumuşak iniş gerçekleştirmek için aerodinamik duruma, paraşüt, motor ve çok aşamalı yavaşlama gibi birçok kritik teknolojiye hâkim olunması gerekiyor. Hiçbir adımda hata yapılmamalı. Bir saniyelik bir sapma bile tüm görevi başarısızlığa uğratabilir. ”
TİANWEN-1’İN SİHİRLİ SİLAHI
Tianwen-1’in sayısız zorluğu aşarak Mars’a başarıyla iniş yapmasında büyük rolü olan “sihirli bir silah”tan da bahsetmek gerekiyor. Bu ‘‘sihirli silah’’, yine 5 numaralı enstitüye bağlı 529 numaralı fabrika tarafından iki yıl içinde üretilen gümüş renkli bir “ceket”. Tianwen-1, Mars’a yakın yörüngede birçok farklı sıcaklık döngüsünden geçmek zorunda. Bu yolculukta en yüksek sıcaklık 100 santigrat dereceyi buluyor, en düşük sıcaklık ise eksi 120 santigrat dereceye inebiliyor. 200 santigrat dereceye kadar ulaşan bu büyük ısı farkı, aracın iç donanımlarının normal işleyişini de etkiliyor. Ayrıca, uzayın güçlü vakum özelliği, Tianwen-1'in, sürekli güneş ışınlarına maruz kalan uçaklar gibi ısıyı konveksiyon yoluyla yaymasına mâni oluyor. Dolayısıyla Güneş’e bakan yüzeyin sıcaklığı sürekli yükseliyor ve Güneş’ten uzak yüzeyle arasında büyük ısı farkı oluşuyor. CASIC’in tasarım sorumluları, bu durumun iniş modülü içinde ısı dengesizliğine yol açtığına, aracın bazı bölümleri soğukken, bazı bölümlerinin yüksek sıcaklığa sahip olduğuna işaret ediyor. Sorumlular, buna ilave olarak, dış ortamdaki güçlü ultraviyole ışınlar ile iyonlaştırıcı radyasyonun da aracın görüşüne zarar verdiğinin altını çiziyor.
Bu gibi nedenlerle Tianwen-1 için özel bir “ceket” hazırlanması büyük önem taşıyordu. Tasarım sorumlularına göre, söz konusu dış cephe, bir uzay aracının dış yüzeyini kaplayan bir termal kontrol malzemesi niteliğine sahip. Güneş spektrum radyasyonunu yansıttığı gibi, kendi kızılötesi radyasyon özelliğine de sahip olan cephe, bu sayede, dış ortamın uzay aracının içindeki sıcaklığa getirdiği etkileri azaltıyor. Tasarım sorumlusu, diğer termal kontrollü kaplamalar gibi, Tianwen-1’in kaplamasının da Güneş’in radyasyonundan gelen enerjinin çoğunu etkili bir şekilde yansıtabildiğini, aynı zamanda uzay aracının içindeki sıcaklık farkını düşürdüğünü kaydetti. Tianwen-1’in ceketi denen kaplama, diğer termal kontrollü kaplamalardan farklı olarak, termal kontrol kaplamanın kızılötesi yayıcılık özelliğini azaltarak, vakum ortamında, modülün içinden dışarıya yayılan ısı sızıntısını en aza indiriyor.
Böylece, iniş modülünün içindeki ekipmanın normal çalışma sıcaklığı korunurken, Tianwen-1’in yolculuğu daha güvenli kılınıyor.
‘KIZIL GEZEGEN’DE HAYATTA KALMAK
Sadece mevcut fotoğraflara bakarsanız, Mars'ın topografyasının Gobi Çölü’nden farklı görünmediğini söyleyebilirsiniz. Ancak, Mars'taki rüzgârın hızı saniyede 180 metreye ulaşabiliyor. Bu da dünyadaki bir süper tayfun esnasında görülen rüzgârın hızının neredeyse üç katından fazla.
Şiddetli fırtınanın, çok fazla toz ve hatta kayayı savurarak Zhurong adlı gezginin görüşünü engellemesi, "kanatlarının" esnekliğinin kaybolmasına yol açması olası. Ayrıca, Mars'ın yüzeyinde farklı büyüklükteki taşlar gibi engellere de yoğun olarak rastlandığından gezgin araç azami dikkatle ilerlemeli, engellere takılmaktan kaynaklanabilecek operasyonel gecikmelerden kaçınılmalı. Araştırmacılar, gezgin aracın zorlu çevre ortamında hayatta kalarak görevini tamamlaması için kolay kolay toz tutmayan yeni bir malzeme geliştirdi. Bu malzeme, üzerindeki tozu da titreşim özelliğiyle atabilir. Tianwen-1 baş tasarımcı yardımcılarından Jia Yang, sorunu nasıl aştıklarını anlattı: “Laboratuvarımıza özel olarak aynı gezgin araçtan yerleştirdik. Zhurong, Mars'ta karmaşık yol koşullarıyla karşılaştığında, laboratuvardaki gezgin araç öncelikle bir sürüş simülasyonu gerçekleştirecek, veriler doğrulandıktan sonra da Mars’a talimat gönderilecek.” Zhurong adlı gezginin, 90 Mars gününün (yeryüzünde 92 gün) ardından, araştırma ve tespit çalışmalarını bitirmesi, yörünge aracının da ilgili ayarlamaları gerçekleştirerek, yörünge çevresinde bilimsel araştırmalara başlaması planlanıyor.
