Uzay Madenciliği Önem Kazanıyor

Mehmet Aydemir, 17 Ekim 2017

Daha önceki iki yazımızda konu edindiğimiz Elon Musk’ın sunumu sonrası uzay madenciliği daha bir önem kazandı. Göktaşlarının üzerinde ve Mars zeminin altında gömülü halde bulunan buz kütlelerinden yakıt üretme fikri uzay madenciliğinin en somut planları arasında yer alıyor. Bu bağlamda su, canlıların hayatiyetini sürdürebilmesi için en önemli yaşam kaynağı olmasının yanında insanın dünya dışı yaşamda teknolojik ilerleme kaydedilmesinin de en önemli vazgeçilmezi.

Musk’ın kurmak istediği Mars şehrinde sadece yerinde yakıt üretimi yeterli olmayacak. Fiziki şartları Dünya’ya göre daha zorlu bir ortamda koskoca bir şehir kurmaktan bahsettiği için çok farklı nitelikle hammaddeye, araç-gereçlere ve ekipmanlara ihtiyacı olacak. Dünya ile Mars gezegenlerinin eliptik yörüngelerinin iki senede bir seyahat için elverişli hale geldiğinden kurulacak şehrin ihtiyaçlarını –özellikle acil olanlarını– kargoyla taşımaktansa yerinde üretim yapmak gerekecek. Gerekli hammadde sağlandığı takdirde belki de ilk defa 3 boyutlu yazıcılar bir problemi çözmenin yegâne aracı olacaklar. Bu yüzden insanın uzayda yaşam projelerinin sayısı arttıkça uzay madenciliği ve 3 boyutlu yazıcı teknolojilerinde belirgin ilerlemeler kaydedileceğini öngörüyorum.

Dünya Çelik Tüketimi

Yukarıdaki grafikte mavi çubuklar dünya çelik tüketimini ve yeşil çizgi tüketimdeki yıllık büyümeyi gösteriyor. Deloitte’un Çelik ve Maden Endüstrisi raporundan elde ettiğimiz verilere göre Dünya çelik tüketimi 2016 yılı itibariyle 1,7 milyar tonun biraz üzerinde. 1980’den ortalama %9,5 büyüyen Çin’in tek başına yılda 0,7 milyar ton çelik kullandığını söylemekte fayda var. Global pazar her sene yaklaşık %1 büyüyor. Dünya’da 7 milyar insanın yaşadığını temel alırsak senelik kişi başına çelik tüketimi yaklaşık 240 kg civarında. Bu veriyi ölçüt olarak kullanarak Mars şehrinde kullanılacak çeliğin ekstrapolasyonunu yapmayı deneyeceğiz.

Modern bir Dünya şehrinde çeliğin ne kadar önemli olduğu aşağıdaki infografikte resmedilmiş. Enerji üretim tesislerinden fabrikalara, yayın kulelerinden gökdelenlere kadar her yerde yoğun miktarda çelik kullanılıyor.

Fikir vermesi açısından birkaç ek bilgi daha ekleyelim. Bazı önemli yapılarda kullanılan çelik miktarı:

• Golden Gate Bridge: 75.000 ton
• Titanic: 21.000 ton
• Empire State: 50.000 ton
• Eiffel Kulesi: 7.300 ton çelik 18.000 ton metal parça
• Ortalama bir otomobil %47 çelik, %8 demir, %8 plastik, %7 alüminyum, %3 cam ve kalan %27’si diğer malzemelerden oluşuyor.

Mars’ta Çelik-Metal Tüketimi

Çelik çok geniş kullanım alanı olan bir metal olduğu için uzay şehirlerinin de en önemli ihtiyaçlarından biri olacağını varsayıyoruz. Bu ihtiyaçları 3 başlık altında toplamak gerekirse;

• 1. Modüler yapıların hata paylarının daha yüksek olacağından ve genelde gördüğümüz fütüristik çizimlerde uzay evleri yekpare metal malzemelerden oluşuyor.  Mevcut teknolojiyle insanın ulaşabileceği ve dış etkenlerle elverişli hale getirilmiş gezegenlerin (Mars’ın) fiziki şartlarına göre çelik tüketimi Dünya’ya göre daha çok olacağını söyleyebiliriz. Mars’taki şiddetli kum fırtınaları ve depremler inşaat malzemesi olarak çelik gibi sağlam bir materyale daha fazla ihtiyaç duyulmasına veya Mars yerçekiminin Dünya’ya göre %62 daha az olması kolonilerin yaşayacağı binalarda statik olarak farklı hesapların yapılmasına neden olabilir.
• 2. İç mimari tasarımı, elektronik eşyalar, dolap, masa, sandalye gibi ihtiyaçlarda ne kadar metal malzeme kullanılacağını hesaba katmak gerekiyor.
• 3. Ayrıca kurulacak şehrin altyapısı da önemli bir metal ihtiyacı oluşturacak. Gelişmekte olan ve gelişmiş ülkelerde altyapı ihtiyacı büyük ölçüde tamamlandığı için sıfırdan kurulacak yerleşimlerde bu kalemin rahatlıkla çok daha fazla olacağını öngörebiliriz.

Mars’taki Çelik Tüketimi Tahminlemesi

Bu oldukça zor bir iş ve tam anlamıyla ortaya bir hesap koymak kolay değil. Ancak belirli yaklaşımlar geliştirilebilir.

Öncelikle 2 boyutlu düşünelim ve Mars şehrinin 1 milyon m²’lik bir alana kurulacağını varsayalım.

Şehrin altyapı ve üstyapı bütün ihtiyaçları yapay yollarla kurulacağı için (oksijenin bile üretilmesi gerekiyor) iletimi ve kontrolü kolaylaştırmak için şehrin kapladığı alanı minimuma indirmek gerekiyor. Yani oldukça sıkışık, yoğun bir Mars kentinden bahsediyor olacağız. Musk’ın sunumunda gösterdiği resim de bu özellikte.

Şehrin yayıldığı alanın altyapı dahil doluluk oranını %40 civarında kabul edersek ve kullanılan malzemenin de %40 çelik veya metal olması durumunda (dikey mimarinin de etkisiyle m2 başına 300 kg çelik olduğunu varsayarak) toplamda yaklaşık 48 bin tonluk (yaklaşık 9 tane Empire State’de kullanılan çelik kadar) bir hammadde ihtiyacı doğuyor. Kıyaslama açısından İstanbul’da yapılan 3. Havalimanın terminali yaklaşık 1,5 milyon metrekare ve 350 bin ton demir çelik kullanılacağı hesaplanıyor. Yani Dünya ölçülerinde bir proje için m2 başına 233 kg demir çelik kullanılacağı anlamına geliyor.  SpaceX’in son geliştirdiği roket olan BFR’ın 136 tonluk taşıma kapasitesine göre sadece hammadde transferi için 350’den fazla sefer yapması gerekiyor.  Gelecekte daha büyük kapasiteli bir roket -500 ton- yapılması halinde bile şehrin kurulumu için 95 sefer ihtiyacı doğuyor. Bu arada hayata geçen bir şehirde yaşayacak insanların ihtiyaçlarını ve inşa edecek makineleri/robotları hesaba katmadığımızı da belirtelim.

Sonuç

Mars şehrini kurmak için gerekli hammadde ihtiyacında varsayımsal hatalar yapmış olabilirim. Tahmin ettiğimizden çok daha az demir-çelikle şehir kurulabilecekse bile her halükarda Mars’a iki senede bir sefer yapılabiliyor olması SpaceX’i yerel kaynakları kullanmaya yani Mars madenciliğine itecek.

Tam ters açıdan uzay madenciliği oluşturacağı ekonomik etkiler itibariyle bir Dünya projesi değil. Başka bir deyişle uzayda elde edilecek madenler uzayda kullanılacak.

Eğer işler beklediğimiz gibi gitmezse, yani herhangi bir sebeple uzayda maden çıkaramazsak ve Dünya kaynaklarına bağımlı şekilde uzayda şehirler kurmak imkânsız hale gelecek. Bu yüzden dünya dışı gezegenlerde yaşamdan bahsediyorsak şüphesiz bunun en önemli etkeninin uzay madenciliği olduğunu bir kere vurgulamış olalım.