Uzayda hava durumu nasıl?

Dünyadan uzaya farklı nedenlerle binlerce uydu fırlatılıyor. Ancak bu uyduların bir kısmı hedefine ulaşamadan kontrolden çıkarak düşüyor.

Son olarak ABD’li uzay mekiği ve roket üreticisi SpaceX’in onlarca uydusu, fırlatıldıktan bir gün sonra manyetik bir fırtınanın etkisiyle kaybedildi. Uyduların çoğu yörüngeden düşerek yandı.

Sayısız uydunun bulunduğu, birçok ülkenin de faaliyet alanı haline gelen uzayda hava durumu da önemli hale geldi.

Peki, uzay havası nedir? Dünyadaki hava durumu gibi günlük veya haftalık tahmin edilebilir mi? Dünyaya etkileri var mı? İTÜ Meteoroloji Mühendisliği Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi Öğretim Görevlisi Prof.Dr. Zerefşan Kaymaz ile konuştuk.

Uzay havasını “Güneş ve dünya arasındaki ortamda daha çokta güneşten kaynaklanarak meydana gelen değişiklikler” olarak tanımlayan Prof. Dr. Kaymaz, “Uzay havası dediğimiz zaman, güneş ile dünya arasındaki ortamda, dünyanın manyetosferi, iyonosferi termosferi dediğimiz en üst tabakalarında oluşan olayları kastediyoruz. Bu olayların tabii dünya üzerinde bir takım etkileri var. Yani daha çok plazmayı ve manyetik alanları, elektrik alanlarını ilgilendiriyor. Dünyadaki havanın sıcaklığını, basıncını, yoğunluğunu, kütlesini nasıl ölçüyorsak, uzayda güneşten gelen parçacıkların yoğunluğunu, kütlesini, ne kadar enerji getirdiğini, sıcaklığını ölçümleyip tahminlerini yapabiliyoruz” diyor.

“Uzay havasındaki değişiklik en çok uyduları etkiliyor”

Uzay havasındaki değişikliklerin dünyadaki günlük yaşamda birebir etkilerinin çok sınırlı olduğunu ancak uyduların çok etkilendiğini anlatan Kaymaz, olası etkileri şöyle anlatıyor:

“Öncelikle tabii ki uzayda bir takım etkilerinden bahsetmek lazım. Şimdi uzay dediğimiz zaman genelde 100 kilometrenin üstünü kastediyoruz. Peki, bize etkisi nedir yer seviyesinde? Günlük yaşamda birebir görebildiğimiz etkileri çok sınırlı aslına bakarsanız. Çünkü birçok faktöre bağlı. Ama yukarı seviyelerde genellikle uydulara çok büyük etkisi var. Uydular üzerinde bir takım elektriklenmelere neden oluyor. Atmosferin genleşmesini sağlıyor. Sürükleme kuvvetini artırıyor. Onların yörüngelerinden düşmelerini veya yörünge değiştirmelerine sebebiyet verebiliyor.
400-500 kilometrede yer alan Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki astronotların faaliyetlerini etkiliyor. Gerçi korunuyorlar ama yine de radyasyona maruz kalıyorlar. Uçuşlarda genellikle hava yolu uçuşlarını 10 kilometrelerde yaparız biz ve o seviyelerdeki radyasyon dozunun artmasına sebebiyet veriyor. Bu yüzden de radyasyon dozu miktarının ölçülmesi lazım bu uçuşlarda. Ayrıca yer seviyesindeki elektrik kesintilerine de sebep oluyor.”

“Güneş fırtınası nedeniyle Kanada’nın bir eyaletinde 6 saat elektrik kesintisi yaşandı”

Olası etkilerin daha çok yukarı enlemlerde görüldüğüne dikkati çeken Prof. Dr. Kaymaz, 1989 yılında yaşanan bir güneş fırtınasının Kanada’nın bir eyaletinde 6 saat süreyle elektrik kesintisine sebep olduğunu söylüyor.

“’Biz neden göremiyoruz?’ deniyor ama bu tabii ki enlemlere ve güneş aktivitelerinin şiddetine bağlı. Daha çok yukarı enlemlerde görüyoruz. 50-60 derecenin üstündeki enlemlerde görüyoruz ki bunun en güzel örneği kutup auroraları. Aurora aslında güneşteki enerjinin atmosfere boşalmasıdır. Oradan anlıyoruz ki güneşten bir takım parçacıklar kütle enerji atmosfere doldu. Dolayısıyla etkilerini yukarı enlemlerde daha sık görüyoruz.

1989 yılında çok kuvvetli bir güneş fırtınası ve jeomanyetik fırtına sonucunda Kanada’nın Quebec eyaletinde 6 saat süreyle elektrik kesintisi olmuş. Elektrikler tümüyle kesilmiş. Bunun bir de getirdiği ekonomik zararlar var. Bu ekonomik zararlar yapılan çalışmalara göre, dünyadaki 5 şiddetinde en kuvvetli hortum ya da okyanuslarda oluşan kasırganın yarattığı ekonomik zarara eş değer bir zarar. Bu kadar büyük zarardan bahsediyoruz. Yukarı enlemlerde bütün bu elektrikli yapılar, tren yolları veya köprüler, bu aurora kuşaklarının altında bulunan enlemlerde bunların hep genleşmesi, büzüşmesi yukarıdan gelen akımlarla etkileniyor. Veya petrol ve doğal gaz taşıyan boru hatlarının aşınma limitleri var, o limitleri aşan yüklemeler oluyor.

Daha çok uydu koyan ve bundan etkilenen enlemlerdeki ülkeler genellikle hangi bölgelerin elektrik kesintisine maruz kalacağının önceden haritalarını çıkartıyor ve ona göre bir takım önlemler alıyor.”

Hangi hava olayları görülüyor?

“Dünya üzerinde nasıl kar, yağmur oluyorsa orada da güneş fırtınaları, jeomanyetik fırtınalar, manyetosferik fırtınalar ya da mikro fırtınalar görülüyor” diyen Kaymaz:

“Asıl manyetosferden enerjiyi alıp dünya atmosferine koyan ve güzel Aurora dediğimiz kuzey-güney ışıklarını yaratan şey budur. Manyetosferde depolanan güneşten gelen güneş rüzgarı enerjisinin atmosfere depolanmasıdır. Buna biz jeomanyetik fırtına diyoruz.

Yüksek enerjili parçacıkların atmosfere girmesi diyoruz ki bu da güneş parlamaları veya güneş alevleri sırasında oluyor. Daha çok radyasyon dozunu artıran olaylar var. O da güneş radyasyonuyla ilgili olan bir şey. Parçacıkların yarattığı birtakım olaylar var bir de güneş radyasyonunun yarattığı bir takım olaylar var. Genellikle bu olaylar oluyor.”

Uzay havasının günlük veya haftalık tahmini mümkün mü?

Prof. Dr. Zerefşan Kaymaz, dünyadaki hava durumu gibi uzay havasının da tahmininin mümkün olduğunu ancak tahmin süresinin biraz uzun olduğunu söylüyor.

“Meteorolojik tahminler dünyada en gelişmiş tahminlerden bir tanesi. Özellikle bilgisayar çağının da gelişmesiyle çok uzun süreli meteoroloji uzmanları, hava tahmini yapıyor. Henüz uzay havası o seviyede değil. Özellikle ‘Space Weather’ dediğimiz uzay havası 2000’li yıllardan sonra büyük bir hız kazanmıştır. Bizim ülkemizde de henüz öyle bir atılım yok denecek kadar az diyebiliriz. Dolayısıyla dünyada yapılan çalışmalara bakılırsa, tahminlerin süresi biraz uzun ama tahminleri yapan modellerimiz, ölçümlerimiz var.

Uydularla değişik bölgelerde ölçümler yapılıyor. Meteoroloji o kadar gelişmiş ki her köyde bir meteoroloji istasyonu var mesela. Uzayın dezavantajı da maalesef bu. Her yere bir uydu koyamıyor, sabitte tutamıyorsunuz onu. Dolayısıyla değişik sürelere ait uyduları uzaya gönderip oralardan ölçüm topluyorsunuz, o ölçümlerle teoriyi de kullanarak modeller oluşturuyorsunuz ki bu modeller var. Güneşten gelen kütlenin ne zaman dünyaya geleceğini hesaplayabiliyoruz. İşte ne kadarlık bir enerji dünya atmosferine girecek gibi…

Dolayısıyla tahminleri yapılıyor. Süreleri her zaman tutmayabilir veya ne zaman olacağı konusu oradaki aralık biraz daha büyük meteoroloji uzmanlarına göre. Ama dünyadaki gibi kesin konuşamıyoruz.”

“Diğer ülkelerin yaptığı çalışmaların hepsini biz de yapabiliriz”

Türkiye’de de uzay havası çalışmaları ilk defa İstanbul Teknik Üniversitesi’nde kurulan Yukarı Atmosfer ve Uzay Havası Laboratuvarı’nda yürütülüyor.
Laboratuvardaki çalışmalar hakkında da bilgiler veren Prof. Dr. Kaymaz, modelleme çalışmaları ve ölçümlerin yapılabildiğini aktarıyor:

“İTÜ Meteoroloji Mühendisliği Fakültesi içerisinde bu çalışmalar yapılıyor. Bir ekibimiz var, modelleme çalışanlar var. Ölçümlerimiz var. Son 2 senedir COVID-19 salgınından dolayı çalışmalar biraz aksasa da iyonosferik ölçümler yapabiliyoruz. Yer yüzeyinde manyetosferden gelen elektrik akımlarını ölçebiliyoruz. Bunların güneşe kaynaklı sebeplerini araştırabiliyoruz.

Kendi modellerimizi kullanamıyoruz ama diğer ulusların yapmış olduğu modelleri kullanarak tahmin yapabilme gücümüz var. Diğer ülkelerin yaptığı çalışmaların hepsini biz burada yapabiliriz. O potansiyel var ve bu eğitimi veriyoruz. Gençlerimiz de çok ilgililer bu konularla. Uzay bölümünde uydu yapıyor öğrenciler. Uydu yapımıyla uzay havası birbiriyle yakından ilgili bir yer. Olması gereken yerdeyiz, çalışmalarımızın da giderek gelişeceğini düşünüyoruz.”