Alçak Dünya yörüngesindeki uydu sayısının hızla artması, astronomik gözlemlerde ışık kirliliği sorununu büyütüyor. İngiltere’de yapılan yeni bir araştırma, ultra siyah Vantablack 310 kaplamasının uyduların parlaklığını önemli ölçüde azaltarak bu soruna pratik bir çözüm sunabileceğini ortaya koydu. Ancak kaplamanın uzay koşullarında nasıl davranacağı henüz test edilmedi.
Uydu Işık Kirliliği Astronomiyi Tehdit Ediyor
İletişim, internet, navigasyon ve yeryüzü gözlemi için kullanılan uydular modern yaşamın vazgeçilmez parçaları haline geldi. Ancak binlerce yeni uydunun alçak yörüngeye yerleştirilmesi, gökbilimciler için giderek büyüyen bir sorun yaratıyor. Güneş ışığını yansıtan uydu yüzeyleri, teleskopların uzun pozlamalı görüntülerinde parlak çizgiler oluşturarak uzak galaksiler, asteroitler ve süpernovalar gibi gök cisimlerinin gözden kaçmasına yol açabiliyor.
Surrey Üniversitesi liderliğinde yürütülen çalışma, çözümün uydu tasarımını tamamen değiştirmekten ziyade yüzey malzemesinde olabileceğini gösteriyor. Araştırmacılar, uzay araçları için geliştirilen Vantablack 310 kaplamasının uyduların parlaklığını ne kadar azaltabileceğini laboratuvar ölçümleri ve bilgisayar simülasyonlarıyla inceledi.
Kaplama Işığın Yüzde 98’ini Soğuruyor
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinde yayımlanan araştırmaya göre Vantablack 310, üzerine gelen görünür ışığın yalnızca yüzde 2’sini geri yansıtıyor. Kaplamanın yüzeyi mikroskop altında mercanı andıran düzensiz yapılar ve çok sayıda küçük oyuk içeriyor. Işık bu boşluklara girdikten sonra yüzeyler arasında tekrar tekrar yansıyarak büyük ölçüde soğuruluyor.
Geleneksel parlak yüzeyler ışığı belirli bir yöne güçlü biçimde yansıtarak kısa süreli parlamalar oluştururken, Vantablack 310 yansıyan az miktardaki ışığı daha geniş bir alana dağıtıyor. Bu sayede uydunun belirli açılarda aniden çok parlak görünmesi engelleniyor.
Simülasyonlarda 7 Kadir Sınırına Ulaşıldı
Araştırmacılar, kaplamanın performansını laboratuvarda farklı ışık geliş ve gözlem açılarında test etti. Elde edilen veriler, 550 kilometre yükseklikteki 3,64 metrekarelik bir uydu panelini temsil eden fizik modeline aktarıldı. Simülasyonlarda kaplanan yüzeyin parlaklığı, Güneş’in konumuna bağlı olarak yaklaşık 6,8 ile 7,8 kadir arasında değişti. Çoğu senaryoda uydu, Uluslararası Astronomi Birliği’nin önerdiği 7 kadir sınırına ulaştı veya daha sönük hale geldi.
Ekip ayrıca Dünya yüzeyinden yansıyan ışığı da hesaba kattı. Taze kar gibi parlak yüzeylerle açık okyanus gibi daha az yansıtan bölgeler karşılaştırıldığında, kaplamanın farklı koşullarda da benzer performans gösterebileceği sonucuna varıldı.
Uzayda İlk Test Jovian-1 Göreviyle Yapılacak
SpaceX daha önce Starlink uyduları için DarkSat ve VisorSat gibi yöntemler denemişti ancak bu girişimler sorunu tamamen çözmedi. Vantablack 310’un avantajı pasif çalışması; uydunun yönünün değiştirilmesi veya hareketli parça eklenmesi gerekmiyor. Üretim aşamasında uygun yüzeylere uygulanması yeterli olabilir.
Bununla birlikte çalışmanın önemli bir sınırı var: Sonuçlar laboratuvar testlerine ve bilgisayar modellerine dayanıyor. Kaplamanın atomik oksijen, radyasyon ve aşırı sıcaklık değişimleri altında dayanıklılığı henüz test edilmedi. Ayrıca daha fazla ışık soğuran yüzeylerin ısı yönetimini etkileyebileceği belirtiliyor.
İlk büyük sınav, İngiltere’deki Surrey, Portsmouth ve Southampton üniversitelerinin katıldığı Jovian-1 CubeSat görevi olacak. Ayakkabı kutusu büyüklüğündeki uydunun bir yüzeyi ultra siyah kaplamayla kaplanacak. Uydu yörüngedeyken kontrollü biçimde döndürülecek ve parlaklığı yer teleskoplarıyla ölçülecek.
Vantablack 310, yörüngedeki tüm sorunları çözmeyecek. Kaplama uydu sayısındaki artışı ya da uzay çöplerinin çarpışma riskini azaltmıyor. Güneş panelleri ve antenler gibi bazı parçaların tamamen siyaha boyanması mümkün değil. Ancak araştırma, uydu kaynaklı ışık kirliliğinin kaçınılmaz olmadığını gösteriyor. Daha az yansıtıcı malzemeler ve astronomlarla iş birliği sayesinde gece gökyüzünün korunması mümkün olabilir.
Kaynak: Hürriyet
