Ay Fotoğrafları, İnsanlı Artemis Görevleri'nde Navigasyon Yöntemi Olarak Kullanılacak!

Uçsuz bucaksız uzayda yön bulmak, uzay keşiflerinin en zor kısımlarından birisidir. Bilim insanları, günümüzde uzayda yön bulmayı kolaylaştırmak için çeşitli çalışmalar yapıp bu konuda çözümler arıyor. Bunlardan bir tanesi de yeni nesil Ay görevleri esnasında NASA'nın Orion uzay aracında denenecek. Orion, NASA'nın Yakın Uzay Ağı ve Derin Uzay Ağını kullanarak yön bulabilecek şekilde tasarlandı.

Ancak hâlâ aracın yeryüzüyle ve bu ağlarla olan irtibatını kaybetme ihtimali mevcut. Böyle bir durumda mürettebat, Optik Navigasyon (veya kısaca "OpNav") isimli bir yedek otomatik navigasyon sistemi kullanabilir. Bu sistem, uzay aracı tarafından çekilen Ay veya Dünya görüntülerini analiz edip gezegenlerden birine göre aracın pozisyonunu tespit edebiliyor.

Şu anda Uluslararası Uzay İstasyonu'nda sürdürülen bir araştırma, mürettebat sağ salim eve dönebilsin diye Optik Navigasyon geliştiricilerine sistemi iyileştirmede yardımcı oluyor. Ay Görüntüleme araştırması, uzay istasyonundan çekilen Ay fotoğraflarını sistemin yazılımını kalibre etmek için kullanıyor. NASA'nın Houston'daki Johnson Uzay Merkezindeki baş araştırmacı Steve Lockhart şöyle açıklıyor:

Uzay istasyonu, bize Dünya atmosferi tarafından engellenmeden Ay'ın görüntülerini toplayabileceğimiz bir platform sağlıyor. Yeryüzünden de oldukça iyi görüntüler elde edebiliyoruz, özellikle Ay gökyüzünde neredeyse tamamen dolu ve yüksekte durduğu zamanlarda. Asıl zor olan, Ay'ın soluk olduğu evrelerde net görüntüler elde edebilmek. O zamanlarda Ay, Güneş'e yaklaştığından, gökyüzü ancak Ay ufka yakınken yeteri kadar karanlık olabiliyor. Ama bu sefer de araya çok fazla atmosfer girdiğinden düzgün görüntü alamıyoruz.

Araştırmada, bir plakanın üstüne dikilmiş birbirine yaklaşık 20 derece uzaklıkta iki kamera kullanılıyor. Bu plaka, istasyonun yedi pencereli gözlem modülü olan Cupola'ya yerleştiriliyor. Kameralar en net görüş için saf cam pencerelerden birine çevriliyor. Bir kamera yıldızların görüntüsünü alırken diğeri Ay'ın belirli görünümlerinin fotoğrafını çekiyor. Her bir belirli görünüm, sadece ayda bir defa dört dakikalık kısa bir pencereden erişilebilir oluyor. Sonrasında yazılım, bu görüntüleri analiz etmek için algoritmaları kullanıp, aracın uzaydaki yerini tespit ediyor. Bu konuda Lockhart şunları söylüyor:

Biz uzay istasyonunun nerede olduğundan her an haberdarız. Çekildiği zamana göre, bir fotoğraf çekilirken aracın o an nerede olduğunu da biliyoruz. Algoritma bize istasyonun nerede olduğu üzerine tahminini söylüyor. Sonra sistemin doğruluğunu test etmek için bu tahmini asıl bilinen konum ile karşılaştırıyoruz. Sistem, otomatikleştirilmiş bir durumda.

Uzay istasyonu mürettebatı; kameraları, hangisi o an en uygunsa, ya Dünya'ya ya da Ay'a dönmeleri için komuta ediyor. Böylece ortalama 1 saatlik fotoğraf serisi elde ediliyor.

Mürettebat üyeleri, Ay'ın 29 günlük döngüsündeki evrelerinin tümünü fotoğraflayarak bugüne kadar 4 deneme gerçekleştirdi. En son Mayıs 2022'de yapılan denemede Ay'ın farklı netliklerde fotoğrafları çekildi. Kimisi belli belirsizken, kimisi oldukça netti. Araştırmacılar bu görüntüleri, Uzay İstasyonu'ndan menzili ve yönü tespit etmek için kullanılabilirler mi diye analiz etmeyi planlıyor. Buradan yola çıkarak, Orion'un Ay ve Dünya arasındaki pozisyonu gibi uzay aracının konumunu öğreneceklerini düşünüyorlar.

Son denemede, aynı zamanda Ay'ın çok ince bir hilal şeklindeyken de görüntüsü yakalanabildi. Bu, sistemin görüntü işleme algoritması için zor şartlardan bir tanesiydi. Ekip, sistemin Ay'ın bu zor evreleriyle nasıl başa çıktığına dayanarak algoritmanın gelecek versiyonlarını geliştirebilir. Gelecek Artemis I görevinin amaçlarından bir tanesi de bu.

Yörünge düzeltme manevraları sırasında, Orion'un dışına yerleştirilmiş olan OpNav kameraları iki saat boyunca Ay'ın ve Dünya'nın peş peşe fotoğraflarını çekecek. Bu görüntüler, yedek navigasyon sistemine ihtiyaç duyulması halinde Orion'un konumunun doğru hesaplanmasını sağlayacak. Bir uzay aracının konumunu doğru tespit edebilmek, onu tekrar Dünya atmosferine sağ salim sokabilme açısından oldukça fazla önem arz ediyor.

Lockhart, ticari uzay araştırma şirketlerinin de bu otomatik navigasyon sistemine ilgi gösterdiğini belirtti. İrtibat ve navigasyon imkânı, insanların uzayın derinliklerini keşfedebilmesinde kilit rol oynayan teknolojilerden bir tanesi. NASA'nın yeni nesil uzay aracı olan Orion, insanları Ay da dâhil olmak üzere alçak yörüngelere ve ilerisine götürme kabiliyetine sahip.

Ay Görüntüleme araştırması, Uzay İstasyonu'nun araştırmacılara uzay keşfine katkıda bulunmaları için nasıl bir platform sunduğunun bir örneği. Bu sayede araştırmacılar, insanlığı derin uzay keşfine daha fazla yaklaştıracak teknolojiler ve gösterilerin temelini atabiliyor.