Küçük bir hatırlatma ile yazımıza başlayalım. Bir önceki bölümde anlatılan hikayenin tamamını okuduysanız, “masaüstünde duracak bir maketle bunun ne alakası var?” diye düşünmüş olabilirsiniz.
Çocuk Uzay Gücü çalışması bir seri dizidir ve anlatılan/yapılan her şey birbiri ile bağlantılıdır. Ara hikayelerde anlatılanlar, kahramanlara ait isimler, çeşitli yerlere serpiştirilmiş rakamlar, semboller rastgele seçilmemiş ve hepsinin bir anlamı vardır.
O yüzden sadece bir hikaye diyerek atlamamanızı öneririz, çünkü ileriki zamanlarda tekrar geri dönüp bakmak zorunda kalabilirsiniz diyelim ve konumuza başlayalım.
Yazımıza üreteceğimiz bölümü anlatmadan önce yine teorik bir bilgi ile başlıyoruz. Bu sayede maket Mars Üssü yapısı daha iyi anlaşılacak ve Mars’taki gerçek çalışmalara da değinilmiş olacaktır.
Mars Üssü’nün pencereleri neden daire şeklinde?
Mars Üssü maketimizde dikkat ettiyseniz, üssün etrafındaki ana pencerelerimiz genelde daire şeklinde, yani yuvarlaktır. Kesmekte zorlandığını biliyorum. Peki neden kesimi daha kolay olan kare tercih etmedik?
Mars Üssü’müz sadece bir oyuncak değil. Olabildiğince bazı şeyleri gerçeği ile benzeştirmek ve görsel/dokunsal anlatım kolaylığı sağlamak üzere planlandı. Normal şartlarda Mars’a kurulacak yapılarda bu kadar büyük pencereler olması da uygun değil.
Evlerimizde pencere olmasının sebebi etrafımızı daha rahat görebilmek, biraz daha konforlu yaşam ortamı sağlamak ve gün ışığından azami derecede faydalanarak psikolojimizi de iyi seviyede tutmak içindir.
Pencerenin varlığı bile insana huzur verir, kapalı ve dar alan hissini kaybettirir. Aslında yeraltında çalışan metrolarda da dışarıda seyredilecek bir şey olmamasına rağmen pencere konulması bu psikolojik rahatlama düşünülerek yapılmıştır. Oysa ilk yolcuların Mars’ta kurması planladığı kolonilerde camdan görebilecekleri tek şey; uçsuz bucaksız bomboş arazi yapısından başka bir şey değil.
Bu işin konfor ve psikolojik tarafıydı. Başka bir açıdan bakacak olursak; en büyük etken korunmak. Pencereler ne kadar büyük ve açık şekilde yapılırsa bu Mars’ın zayıf atmosferi nedeniyle o kadar çok UV radyasyona maruz kalmamız demek.
Yüksek hızlı toz fırtınaları da mevcut ki; apayrı bir dert. Toz fırtınaları taşıdıkları adeta zımpara kağıdı etkisi yaratabilecek demir oksit, regolit ve bazalt karışımı ince kum taneciklerini her yöne savurmaktadır.
Basınç Faktörü
Başka bir sorun ise düşük basınç olarak önümüze çıkmaktadır. Basınç ve camların birbiri ile olan ilgisini Dünyamızda uçak pencerelerinin camları ile daha kolay benzeştirebiliriz.
Resim-1/A. Yolcu uçağının pencereleri. (Photo by Matt Hardy)
Uçak yolculukları yaptıysanız veya resimlerden gördüğünüz üzere, uçak pencerelerin genelde küçük ve yuvarlak üretilmişlerdir.
Uçakların, özellikle kıtalar arası uçuşlarda daha az yakıt harcamak için daha yüksek irtifalara çıkmaları daha ekonomiktir. Doğal olarak irtifa arttıkça sürtünmeye neden olan havanın yoğunluğu (direnci) de azalıyor ve motorlar daha az yakıt harcanır.
Ancak yüksek irtifa o kadar da dost canlısı değildir. Savaş uçakları dışındaki ilk yolcu uçaklarında bu problemlerden en bilineni basınç olarak ortaya çıkmıştır.
Uçak yolculuklarında iç ve dış basınç arasındaki farkın dengelenmesi önemlidir. Bu sebeple ilk uçaklara göre gövdeler sonradan daha silindirik hale getirildi fakat camlara aynı ilgi gösterilmemişti.
Kare şeklindeki klasik uçak camları ne yazık ki basınca dayanamamış ve bir kaç uçağın havada parçalanması sonucu insanlar yaşamını yitirmişti.
Klasik köşeli cam yapılar; özellikle tam (sivri) köşelerin olduğu bölgelerde, yüzeye düşen kuvvetin normalden daha fazla (katlanarak) artmasına (stres konsantrasyonuna) neden oluyordu.
Sonraki yıllarda camlar da değişime uğradı ve bugünkü kavisli halini aldı ve basınca daha dayanıklı bir yapı sağlanmış oldu. Benzer problemler düşük basınç nedeniyle Mars gezegeninde de olumsuz etkilerin başını çekecek.
Öyle ki; ilk giden bir kaç koloni yeraltı sığınaklarında, belki derin vadilerdeki var olduğu düşünülen veya sonrada açılacak tünellerde koloni yerleşim alanlarını ve habitatları kurmak zorunda kalacaklar.
Resim-1/B. Insight yüzey aracı meteorolojik verileri. (Credit: NASA/JPL-Caltech/Cornell/CAB)
Bu yazıyı SOL763‘te (Mars günü) yazdım. Elysium Planitia bölgesinde bulunan InSight uzay aracından SOL 757‘den sonra sıcaklık ve rüzgar hızı verileri güncellenmedi.
Muhtemelen en son “Mole” isimli burgulu köstebek araç ile ilgili yapılan çalışmalardan dolayı. Basınç değerleri hala iletilebiliyordu ve günceldi. SOL73’te basınç değeri minimum 690.3 (Pa), maksimum 734.8 (Pa) olarak izlendi.
Güneş Faktörü
Dünyamızda içimizi ısıtan ve bizi de moral olarak mutlu eden Güneşimiz, Mars yüzeyi söz konusu olduğunda artık kaçınmamız gereken bir düşmanımız haline gelecek. Tüm habitat yaşam alanları, araçlar, uzay giysileri hep öncelikli radyasyon ve düşük basınçtan korumayı ön plana alarak tasarlanacaklar.
Özetle pek de öyle Marslı filmindeki gibi rahat bir görüş imkanı sunan geniş vizörlü başlıklar ya da filmdeki gibi kumaşlardan elbise kullanmak belki çok ileri zamanlarda mümkün olabilecek.
Aynı şekilde elbise üzerinde o filmde gördüğünüz şekilde kayışlar da olacak ki basınçtan dolayı elbise şişip zorlanmasın. Kısacası ilk Mars kolonicileri şu an bizim pandemi nedeniyle evlerde kapalı kalmamızdan farklı bir yaşam tatmayacaklar. Teorik bilgimizi de araya eklediğimize göre çalışmamıza kaldığımız yerden devam edelim.
Mars Üssü – Yan Ünitelerin Montajı
İpucu: Buradaki çalışmada silindirik boru parçaları ile çalışacağız. Düz olmadıklarından dolayı çizimlerde ve kesimlerde zorlanabilirsiniz. Aklınızda olsun, PVC borularda mavi çizgili olan kısımlar boyarken problem olmaması için 75 mm. çapındaki ana silindirlerde o kısımları alta getirmeye dikkat edin.
50 mm. lik parçalarda da aralarından çıkaracağımız bölümler için de yine bu mavi çizgili alanları kullanalım. Hem çizgili kısımlardan kurtulmuş olacağız hem de yatay çizgilerde bize ölçü referansı olacaklar.
Boruları uzunlamasına kesmek kolay. Peki çevresinden keserken doğru çizgiyi nasıl çizeceğiz? O da kolay. Temiz bir A4 kağıdını uçları birbirine tam olacak şekilde botunun etrafına sardığınızda kağıdın kenarını çizim referansı olarak kullanabilirsiniz.
Kesme istediğiniz uzunluğu cetvelle işaretleyip, kağıdı borunun üzerinde kaydın ve işaretlediğiniz noktaya geldiğinde kağıdın uç kısmını referans olarak kalemle düz bir dairesel işaretlemenizi yapın.
Mesaj Kulesi
Mars Üssümüzün üst kısmında iki kule ve bir güç ünitesi bölümü bulunacak. Şimdi bunlardan ilk kulemiz olan mesaj kulemizi yapmaya başlayalım.
Resim-2/A. Mesaj kulesinin konumu.
Mesaj kulesinin Mars Üssü üzerinde bulunduğu konum yukarıdaki resimde görüldüğü noktadadır ve ön yüzü hava kilidi giriş kapısına doğru bakmaktadır.
Resim-2/B. Mesaj kulesi. Okla gösterilen kavisli ölçü çizgisi 36 mm.
Önce 50 mm. lik PVC borudan 75 mm. lik bir parçayı düz bir şekilde keselim ve daha sonra kesim yerlerindeki pürüzleri ince zımpara ile düzleştirelim. Mavi çizgileri referans kullanarak bu bölümden 36 mm genişliğinde bir kanal işaretleyin, uzunlamasına her iki yandan da keselim.
Resim-3. Mesaj kulesi. Ara parçanın kesilerek çıkarılması.
Kanalı çıkardığınızda boru kavisi üzerinden ölçtüğünüz kesim, bize yatayda 32 mm. genişliğinde bir boşluk sağlayacak. Şimdi çıkardığımız kanal parçasını kestiğimiz haliyle yan yana koyarak resme göre üstten 41 mm ölçerek ikiye ayıralım. Bize gerekli olan kısım bu 41 mm. lik parça. Diğerini artan malzemeler arasına koyabilirsiniz.
Resim-4. Mesaj kulesi, aradan çıkarılan parçanın yerine yerleştirilmesi.
41 mm.lik parçamızı yerine yerleştiriyor ve alt kısımdan yapıştırıyoruz. Kesim yerlerinden 1-2 mm’lik bir testere payı kaybımız var o nedenle yapıştırmada olabildiğince borunun kavisini korumaya özen gösterelim.
Eğer zorlanıyorsanız boşukları doldurmak için, kesim yerlerinin altına uzunlamasına küçük kürdan parçalarını yapıştırabilirsiniz.
Resim-5. Hava kilidi döner kapısı kesimi.
Hazır 50 mm. borudan kesmeye başlamışken aynı şekilde, 70 mm. uzunluğunda hava kilidi kapımızı keselim ki o da hazır olsun. Bunu için yine kavisli yüzeyden 30 mm. lik bir kanalı tamamen ayıralım.
Çıkan parçayı atık malzemeler kutumuza koyalım, onu kullanmayacağız. 30 mm. lik çıkardığımız parça bize yatayda 27 mm. kapı genişliği sağlayacaktır.
Sonlandırma Kapaklarının Kesimi
- 4 mm.lik kontraplaktan 2 adet 46.4 mm. çapında kapak keselim.
Resim-6. Hava kilidi ve mesaj kulesinin daire parçanın silindirin dip kısmına yapıştırılması.
Ölçünün yukarıdaki gibi milimetrik olmasına aldırmayın, kolay yöntemi de var. Kapaklarımız borunun iç kısmına geçme olacağı için; 50 mm’.lik boruların iç kısmını çizim referansı olarak kullanarak, 4 mm.lik kontrplaktan 2 adet daire çıkarabilirsiniz.
Bunların çapı yaklaşık 46.4 mm. olacaktır. Dairelerin kenarlarını ince zımpara ile düzelttikten sonra yukarıdaki resimde gördüğünüz gibi iki kulemizin de dip kısmına yerleştirelim.
Boru ucu ile dairelerin yüzeyi birbirine eşit olmalıdır. Bunun için yukarıdaki resimdeki gibi daireleri düz bir zeminde borunun içine yerleştirin ve aşağı doğru bastırın.
Daha sonra hava kilidi kapısındaki silindirin alt kısmını, haberleşme kulesinin ise üst kısmını kontrplaktan kestiğimiz daire kapak ile 50 mm.lik borunun iç kısmında yerleştirerek kapatalım ve iç kısımdan tutkalla sağlamlaştıralım.
Resim-7. Hava kilidi ve mesaj kulesinin dairesel kapaklarının yapıştırılmış hali.
Silindirik yüzeyle ile daire şeklindeki kontrplak kapaklarımız aynı hizaya geldikten sonra tutkalı iç kısımda kullanmamız önemlidir. Dış kısımda kullandığınızda aşırı sertleşeceği için meydana gelecek olan bombeli pürüzler zımparalamada sizi yorabilir. Bu nedenle dış kısımlarda ve boşluk doldurmalarda ağaç tutkalını tercih edin.
Uyarı: Zımparayı elde kullanıyorsanız kısa aralıklarla çok fazla bastırmadan yapmaya özen gösterin, uzun süre zımpara kağıdını ahşap yüzeye hızlı bir şekilde sürtmek oldukça ısı üretebilir ve işiniz bittiğinde siz farkında olmadan parmağınız su toplar. Zımpara kağıdını tersinden, bir kontrplak parçaya yapıştırarak kullanabilirsiniz.
Resim-8. Kapakların boşluklarının tutkalla doldurulması ve zımparalamaya hazırlık.
Kapakların kenarlarında kalan boşlukları tutkalla doldurulalım ve zımparalama için hazırlayalım. Önce bir kat tutkal sürün, kuruduktan sonra tutkal kendini boşluklara çekerek dolduracaktır. Daha sonra ikinci kat tutkalı sürebilirsiniz.
Bunu çalışmamızdaki tüm ağaç tutkalı kullanımında aklınızda tutun. Eğer varsa ağaç macunu ile de kolayca boşluk doldurabilirsiniz. Eğer ağaç macununuz yoksa alternatif bir yöntem olarak, ağaç tutkalı ile kontrplak kesimlerinizden çıkan talaşı karıştırıp basit bir dolgu macunu yapabilirsiniz.
Hava Kilidi (AirLock) Kapısı
Resim-9. Hava kilidi kapı parçaların bir arada görünüşü.
Üstteki silindirik parçalarımızın işi tamam, onları bir kenara ayıralım ve kurumaya bırakalım. Şimdi kapının parçalarını birleştirmeye başlayacağız. Bu kontrplak parçaları Mars Üssümüzün dış ortama açılan hava kilidi kapı kasasını oluşturacak.
Peki ama bu tür bir kapıya neden ihtiyaç duyulur?
İnsanlar olarak alışkın olduğumuz bir basınç aralığı var. Bu limitlerin altında ve üzerinde yaşama şansımız yok. Derin su dalgıçları ve dağcıların yaşadıkları felaketler de bunlara birer örnektir.
Mars’a gittiğimizde de kolonilerin bulunduğu yaşam alanlarımızda, bitkilerimizin yetiştirildiği seralarda laboratuvarlarımızda da aynı basınç dengesini sağlamamız gereklidir. En uygun basınç değeri yaşam alanlarında sağlanacaktır.
Ancak Mars’ın dış ortamındaki hava basıncı hala ciddi bir problemdir. Daha akılda kalması için basınç değerini Dünya yüzeyinden 35 km. yükseklikte rastlanan basınca eşittir diyebiliriz, diğer bir deyimle Mars’taki basınç Dünyadaki basıncın %1’in de düşük değerdir.
Resim-10. Hava kilidinin basit çalışma prensibi.
Bu tür çalışmalarda dış ortamdaki astronotlar içi basınçlandırılmış elbiselerle kendilerini koruyabilirler ve elbisenin basıncı dışarıdaki basınca göre ayarlanır. Diyelim ki Mars Üssümüzde burada anlattığımız şekilde ikili değil de, tek geçişli kapısı olsun. Sonuç ne olur?
Astronot dışarıda görevlerini tamamlayıp üsse döndüğünde ve bu tek kapıyı açtığı anda, içerideki basınç hızla dışarıdaki negatif basınç tarafından bir vakum gibi emilecek ve içerideki her şey dışarı fırlayacaktır. Bu da içeride o an uzay giysisi ve başlıkları olmadan çalışan tüm mürettebatın sonu demektir.
Konunun ve hava kilidi kapının daha iyi anlaşılması için bir çizim hazırladım. (Bakınız “Resim-10”) Numaralandırma ile konu daha iyi anlaşılabilir.
Durum-1 : Astronot giriş kapısına ulaştığında içerideki kontrol birimi ile irtibat kurar. İlk başta iç ve dış kapı tamamen kapalıdır.
Durum-2 : Kontrol ünitesi yavaş ve kontrollü bir şekilde iki kapı arasındaki havayı boşaltır ve Mars yüzey basıncına eşitler. Daha sonra kapı açılır ve astronotlar iki kapı arasındaki bölmede beklemeye alınırlar.
Durum-3 : Bu esnada dış kapı da kapatılarak izole sağlanır. Yine bu durumda her iki kapı da kapalıdır ve astronotlar hala kaskları takılı olarak beklemektedirler.
Durum-4 : Ara bölmeye yeniden hava verilir ve bu defa yaşam alanı (iç bölme) ile astronotların bulunduğu ki kapı arasındaki bölmenin basıncı eşitlenir. Basıncın dengelenmesi ara bölmenin hacmine göre zamansal farklılık gösterebilen durumdur.
Durum-5 : İki odada da basıncın dengelenmesinde sonra bu defa sadece iç kapı kontrollü bir şekilde açılır ve astronotlar iç bölmeye (yaşam alanlarına) geçerler. Bazı sistemlerde ara bölmede bazı sistemlerde ise iç kısımda elbiselerin giyinme ve çıkarılma işlemi yapılır.
Eğer dışarıda astronot yoksa ve tekrar giriş yapılmayacak ise bu durumda ilk faaliyet için astronotlar içeriden dışarıya çıkacaklardır. Bu nedenle ara bölmenin basıncı ile iç bölmenin basıncı aynı şekilde bırakılır. Dışarı çıkma zamanı geldiğinde ise bu defa yukarıda anlatılan işlemlerin tersine bir sıra izlenir.
Mars üssüne giriş ve çıkış bu denli zor ve zahmetlidir. Bazı çalışmalarda tam olarak bu hava kilidini kullanmadan astronotların giysilerinin dış kısımlarının Mars üssünün dış kısmına kenetlendikten sonra astronot giysisinin arka kapağından astronotun çıkması planlanmıştır ancak henüz deneme aşamasındadır.
Halihazırda Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS)’deki astronotlar da her istasyon dışı görevlerde (EVA) bu hava kilidini kullanmaktadırlar. Bu hava kilitleri Mars’ta sadece insanlar için değil, kargo malzemelerinin veya alet avadanlık, tekerlekli araçların bakım için üsse alınmasında da bir zorunluluktur.
Hava Kilidi Dış Kapı Parçaları Kesimi
Resim-11. Hava kilidi kapısının konumu.
Mars Üssümüzün hava kildi döner kapı şeklinde olacak ve hava kilidimizi oluşturmak için kontraplak ve PVC botu parçası kullanacağız. Bu amaçla 4 mm. kontrplaktan arta kapan parçaları kullanalım ve o parçalardan aşağıdaki ölçülerde kesim yapalım.
Resim-12. Kesim ölçüleri.
- 2 Adet 81 mm x 7 mm. (Hava kilidi kapısı ön kısım, iki yan)
- 2 Adet 81 mm x 42 mm. (Hava kilidi kapısı yan kısımlar)
- 2 Adet 54 mm x 42 mm. (Hava kilidi kapısı alt ve üst kısımlar)
- Altıgen/silindir kurşunkalem 80 mm. (Hava kilidi döner kapı mili)
Resim-13. Hava kilidi kapı kasalarının birleştirilmesi.
Büyük parçalar yatay duracak, küçük parçalar ise onunla aynı hizada olacak şekilde bir araya getirip tutkallıyoruz. Yukarıdaki resme dikkatli bakalım ve hangi parçanın hangi yüzeye nasıl yaklaştırıldığına dikkat edelim.
Resim-14. Hava kilidi kapı kasalarının yapıştırılmış hali.
Üstteki resimde kırmızı ile gösterildiği şekilde parçaları birbirine 90 derece dik olacak şekilde yapıştırıyoruz. Kırmızı oklarla gösterilen yerlere ağaç tutkalı ile sağlamlaştırarak çizgileri dolduruyoruz.
Tutkalın kurumasından sonra büyük yüzeylerdeki pürüzleri orta ve ince zımpara ile sırasıyla zımparalayıp temiz bir yüzey elde ediyoruz. Bu aşamadan sonra diğer parçaları da birleştireceğimiz için en son iç kısımlara zımpara yapmak zor olabilir.
Resim-15. Hava kilidi kapısı alt kapak parçasının montajı.
54 mm x 42 mm ebatlarındaki dikdörtgen parçalarımızdan birini iç kısma iç ve dibe tam oturacak şekilde yerleştiriyoruz. Kapı kasasının alt ve yan parçalarını iç kısımdan birbirine dik şekilde yapıştırıyoruz.
Resim-16. Hava kilidi alt kapısının boşluklarının tutkalla doldurulması.
Oklarla gösterilen yerlere ağaç tutkalımızı ince bir şekilde sürüp, ara boşlukları dolduruyoruz ve kurumaya bırakıyoruz. Tutkalı boşluklara doldurmak için dilerseniz bir kürdan kullanabilirsiniz. Şimdilik üst dikdörtgen parçayı bir kenarda bekletelim.
Resim-17. Zımparalanarak kenarlarında pah kırılacak bölgeler kırmızı ile gösterilmiştir.
Yukarıdaki resme bakarak devam edecek olursak; (1) 54 mm x 42 mm. lik alt ve üst kapaklar yerleştirilmiş, kapakların tam merkezine kurşun kalem geçebilecek şekilde delik açılmış, (2) yüzey kenarları takılmaması için pah kırmak adına zımparalanmış, Kapının alt kısmı ile aynı hizada olacak şekilde kalem mil sıfırlanmıştır.
Resim-18. Hava kilidi kapısının ön (dış tarafa bakan) ve arka (iç tarafa bakan) görünümü.
Kalem milin sadece silindirik yapı içerisinde kalan kısımlarından yapıştıralım ki dış kısımlarda dönüş esnasında takılma olmasın. Yapıştırıcı kuruduktan sonra 54 mm x 42 mm. lik üst kapağı terine takın ve üst kısmı yan duvarlarla aynı hizaya getirin. Bu şekilde kapının rahatça döndüğünden emin olun, daha sonra üst kapağı da yapıştırın.
Buraya kadar yaptığımız tüm parçaları toparlayıp bir kenarda bekletelim. Hem yapıştırıcılar kurusun hem siz de dinlenin. Dikkat ederseniz hiç ince zımpara işine girmedik, şu an parçaların böyle göründüğüne aldırmayın. Zımpara ve boyama işini en sona bırakıyorum. Görüşmek üzere.
Yazı Dizisi İndeksi
1. Bölüm – Çocuk Uzay Gücü (1) Genel Tanımlama
2. Bölüm – Çocuk Uzay Gücü (2) Mars Üssü
3. Bölüm – Çocuk Uzay Gücü (3) Mars Üssü
4. Bölüm – Çocuk Uzay Gücü (4) “İki Dünya, Tek Yürek”
6. Bölüm – Çocuk Uzay Gücü (6) Mars Üssü
7. Bölüm – Çocuk Uzay Gücü (7) “Muria, Işık ve Pia”
