I.ULUSAL UÇAK, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ KURULTAYI TMMOB Makina Mühendisleri Odası I. Ulusal Uçak Havacılık ve Uzay Mühendisliği Kurultayı 12 Mayıs 2001 Eskişehir-Türkiye HAVACILIK ALANINDAKİ TEKNOLOJİK GELİŞİMİN DİĞER ALANLARA VE GÜNCEL HAYATA ETKİSİ Yelda Gonca GÜRBÜZ TÜBİTAK-MAM Bilişim Teknolojileri Araştırma Enstitüsü Elektronik Sistemler Grubu Gebze/Kocaeli TÜRKİYE Tel: 0 262 641 23 00 e-posta: yggurbuz@btae.mam.gov.tr ÖZET Dünyadaki teknolojinin gelişmesi havacılık sektöründeki gelişme ile orantılıdır. İnsanoğlunun uzaya ilk gönderdiği araçtan günümüze yarım yüzyıl bile geçmedi. Şu anda gündelik hayatımızda ve bilimin birçok alanında kullanılan her türlü teknolojik araç, havacılık alanında teknolojinin gelişmesinin bir sonucudur. Haberleşme, görüntü işleme, sinyal işleme, uzaktan algılama gibi bilimsel alanların yanında, hava taşımacılığı, iletişim, hazır yiyecek sektörü gibi güncel hayatımızda çok önemli yeri olan alanlardaki gelişimin de kaynağı olarak havacılık alanında günümüze kadar kaydedilen gelişmelerdir. Bu bildiride, havacılık sektörünün diğer alanlara olan etkisinin kısa bir tarihi verilerek, havacılık sektörünün diğer alanlarla nasıl bir etkileşim gösterdiği tartışılacaktır. 1. GİRİŞ Çeşitli bilim alanlarında yapılan buluşlar ve gelişmeler birbirleriyle etkileşimlidir. Bunun en açık örneklerinden birisi olarak havacılık alanında yapılan her türlü 'yeni' gelişimin diğer alanlara olan etkisi gösterilebilir. Havacılık sektöründeki teknolojik gelişim bu alana yakın, uzak çeşitli bilim alanlarını etkilemiştir. Bunu açıklamak için en temel kavram olan 'teknoloji' kavramı üzerinde durulması gerekmektedir. Teknoloji sözlük anlamıyla araç ve metodların uygulaması, teknik bilgi uygulama metodu anlamına gelmektedir. Daha açık anlamıyla; çalışma, gelişme ve buluşların, makinelerin uygulaması ve üretim teknikleri ile teknik bilgi ve araçların uygulandığı bir metod ya da metodolojidir [1]. Bilim dallarında yapılan yeni bir buluşun, yeni bir metodolojinin başka bir alanda kullanılabileceği kelime anlamından da görülmektedir. Buradan yola çıkarak çeşitli araştırma-geliştirme merkezlerinde uzay teknolojileri ile insan hayatını kolaylaştırmak, iyileştirmek için çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalar 'Ticari Uzay Araştırmaları' olarak tanımlanmaktadır. Araştırmageliştirme merkezleri çeşitli alanlardaki büyük firmalarla ve diğer araştırma-geliştirme merkezleri ile ortak çalışmalar yapmaktadır. 2. DÜNYADA VE TÜRKİYE'DE HAVACILIĞIN GELİŞİMİ 2.1 Dünyada Havacılık Tarihi İlk havacılar olan Orville ve Wilbur Wright'in yaptığı uçak tahtadan olup el yapımıydı. Wright kardeşler tarihi uçuşlarını 1903 yılında, kendi tasarladıkları motor ile yaptılar. Wright kardeşler uçan makinaları 11
I.ULUSAL UÇAK, HAVACİLİK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ KURULTAYI üzerinde çalıştıkları sıralarda Brezilyalı mucit Alberto Antos-Dumont 1906'da Paris'te biri diğerinin üzerinde olan iki kanatlı hava aracı (biplane) tasarladı ve uçurdu. Wilbur Wrigth 1908 yazında Avrupa'da başarılı bir uçak turu yaptı. Haziran 1909'da Fransız havacı Louis Bleriot kendi tasarladığı uçak ile İngiltere'de kanal boyunca yaptığı yolculuk ile uçuş tarihi büyük ölçüde tamamlanmıştır [2]. 20. yüzyılın ortalarında roket motorları üzerinde üç ülke çalışma yapmaktaydı; Rusya, Amerika ve Almanya. II.Dünya Savaşı'ndan sonra Amerika ve Rusya uzay çalışmalarına başladılar. 1957 yılının Eylül ayında Sovyet uydusu Sputnik uzaya gönderildi. Bundan dört yıl sonra, 1961'de, Rus kozmonot Yuri Gagarin uzaya gönderilen ilk insan oldu. 1958 yılının Ocak ayında da Amerikan uydusu Explorer uzaya gönderildi. Haziran 1969'da ilk insan aya ayak bastı, Neil Armstrong (Şekil 1). Şekil 1. Ayda ilk adım Wright kardeşlerin ilk uçuşu yapmalarıyla başlayan insanoğlunun uçuş tarihi, günümüzde uzay araçları ile uzaya yapılan yolculuğa ulaşmıştır. Tablo l'de uzay araçlarının tarihi gelişimi gösterilmiştir: TABLO 1. Uzay Araçları Tarihi 1926 Robert Goddart sıvı yakıtlı roket motorunu fırlattı 1932 Wernher von Braun doktora tezi için roket motorları ile deneyler yapmaya başladı. 1933 Rusya ilk sıvı yakıtlı roketi fırlattı. 1934 Von Braun A-2 isimli ilk roketini başarıyla yaptı. 1942 Von Braun V-2 isimli roketini ilk başarılı fırlatmayı gerçekleştirdi. 1950 Cape Canaveral tarafından yapılan iki aşamalı bumper roketi fırlatıldı. 1957 Sergei Korolev tarafından yapılan sıvı yakıtlı Sputnik I fırlatıldı. 1958 A.B.D Explorer l'i fırlatarak uzay programını başlattı. 1959 Rusya Lima'yı aya yerleştirerek ilk fotoğrafları aldı. 1961 Rus kozmonot Yuri Gagarin dünya çevresinde bir kez dönüş yaptı. 1961 Alan Shepard uzayda 115 mil uzaklığa fırlatıldı, 15 dakika sonra Atlantik Okyanusu'na düştü. 1962 John Glenn Mercury kapsülü Friendship 7 ile dünyanın çevresini üç kez döndü. 1962 Mariner 2 Venüs'e uçarak başka bir gezegen üzerinde ilk kez araştırma yapıldı. 1963 Dünya'nın ilk yüksek enerjili sıvı hidrojen motoru olan RL-10 roket motoru yapıldı. 1963 Sovyet kozmonot Valentine Tereshkova uzaya giden ilk kadın oldu. 1963 İlk iletişim uydususenkron yörüngeye ulaşan Syncom II fırlatıldı. 12
I.ULUSAL UÇAK, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ KURULTAYI 1964 A:S Gemini programı ile ilk uzay yürüyüşü yapıldı. 1965 İletişim Servisleri tarafından kullanılan Early Bird fırlatıldı. 1965 Gemini uzay aracı iki uzay aracı arasında ilk rendezvuzu yapmıştır. 1969 Apollo 11 aya indi ve Neil Armstrong ayda yürüyüş yapan ilk insan oldu. 1971 Rusya dünya çevresinde dönen uzay istasyonunu yörüngeye yerleştirdi. 1973 Skylab yörüngeye yerleştirildi. 1976 Mars uzay araştırmaları NASA'nın Viking I ve Viking II'nin fırlatılmasıyla başladı. 1977 A.B.D Uzay Mekiği programını başlatı. 1981 Kanatlı ilk uzay aracı Columbia Uzay Mekiği fırlatıldı 1997 Robot keşif Sojourner Mars'a indi 1997 Pioneer 10 uzay aracı yıldızlar arası uzay için güneş sisteminden çıktı, hala çalışmaktadır. 1997 Discovery Mekiği 77 yaşındaki Jolım Glenn ile görevdedir. 2.2 Türkiye'de Havacılık Ülkemizin havacılık sanayii kurma çalışmaları ilk olarak 1925 yılında Tayyare ve Motor Türk A.Ş. (TOMTAŞ) teşebbüsü çerçevesinde Kayseri'de uçak ve Eskişehir'de bakım amacıyla yapılan tesisler söylenebilir. 1936 yılında ilk özel havacılık sanayi Nuri Demirağ tesislerinin kurulmasının ardından 194O'lı yıllarda Türk Hava Kurumu Uçak ve Uçak Fabrikaları ile Ankara Hava Tüneli'nin yapılması takip etti. Daha sonra 1970'li yıllarda Türk Uçak Sanayi (TUSAŞ), TUSAŞ Havacılık ve Uzay Sanayi A.Ş. (TAI) ve TUSAŞ Motor S;mayi A.Ş.(TEI) kuruldu..«tomtaş'm Kayseri'deki tesisleri, 1928'de Hava Müfettîşliği'ne devredilmiş ve adı Hava Müfettişliği Kayseri Uçak Fabrikası olarak değiştirilmiştir. 1939 yılında Kayseri Hava İkmal ve Bakım Merkezi adını alarak bugünkü haline getirilmiştir. TOMTAŞ'ın Eskişehir'deki tesisleri ise, 1928'de Hava Müfettişliği - Eskişehir Uçak Fabrikası adını almıştır. Eskişehir Hava İkmal ve Bakım Merkezi'nin temelini oluşturarak daha sonra Jet uçaklarının ve motorlarının bakımı konusunda tekrar düzenlenmiştir [3]. 3. HAVACILIĞIN DİĞER ALANLARLA İLİŞKİSİ Roketlerden günümüzün uydularına kadar insanın uzay teknolojilerinde ilerlemesi 20. yüzyılda pek çok başarı elde etmesini sağlamıştır. Uzay araçlarının geliştirilmesi gezegenimiz dışındaki diğer gezegenler, yıldızlar ve uzay hakkındaki bilgi tabanımızı arttırmıştır. Bunun yanısıra, şu anda hem gündelik hayatımızda kullandığımız teknolojinin yanı sıra spesifik alanlarda da bir çok gerekli ürünün ortaya çıkması uzay programları ile olmuştur. Bunlara örnek olarak; tıbbı aletler, malzeme iyileştirmesi, hava tahmini yapılabilmesi, uzaktan algılama, kablosuz iletişim sayılabilir. 3.1 Yer Gözlemleyen Uydular (Earth-Observing Satellites) Uzaya araç gönderilmesiyle dünyayı gözlemlemek gibi önemli bir kabiliyet kazanılmıştır. Büyük alanları izlemek hava durumu ve mevsimlerle ilgilenen meteorolojistlerin geniş ölçekte çalışabilmelerine olanak sağlamıştır. Elde edilen uydu görüntüleri, kartograflara bölgeleri daha kolay incelemelerine ve elde edilen görüntüleri yıllar arasında karşılaştırarak bölgelerin doğal çevrelerinde süregelen olumlu ve olumsuz değişimleri incelemelerini sağlamıştır. Bu uzaktan algılama uydularının görüntüleri tarım, kadastral çalışmalar, çevre, şehir planlama, iletişim, ormancılık, doğal riskler (sel, kriz yönetimi), su yönetimi, doğal kaynaklar, petrol ve gaz araştırmaları, jeoloji ve inşaat mühendisliği gibi çok geniş bir yelpazedeki alanlarda 13
I.ULUSAL UÇAK, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ KURULTAYI da kullanılmaktadırlar. Dünyayı gözlemleyen en önemli uydular şöyle sıralanabilir; 1975-1999 yılları arasında gönderilen Amerika'nın Landsat uyduları (1-7), 1986 yılında gönderilmeye başlanan Fransa'nın SPOT uyduları, 1987 yılında Japonya'nın gönderdiği MOS-IA (Marine Observation System) uydusu, 1988 yılında gönderilmeye başlanan Hindistan'ın 1RS uydularıdır [4]. 3.2 Bioteknolojide Kullanılan Uzay Araştırmaları NASA'nın Uzay Ürünleri Geliştirme laboratuarlarında yapılan Bioteknoloji araştırmaları uzay teknolojilerinin tıp araştırmalarında kullanımına örnek olarak verilebilir. Bioteknoloji araştırmaları organik materyaller olan hücreler, dokular ve hatta yaşayan organizmaların manipulasyonunu içerir. Bu manipulasyon gelecek için organik bilgisayarlardan akuakültürlerin geliştirilmesine kadar bir çok yeniliği sunmaktadır. Araştırmacılar mikro yerçekimli çevresel şartlarını kullanarak büyük ve mükemmele yakın protein kristalleri üretmeye ve diyabet tedavisinde kullanılan insulin üzerinde araştırma yapmaktadırlar. Bu şekilde üretilen kristaller diğerlerinden daha üstün insulin kristalleridir. Bu kristaller kullanılarak diyabet tedavisinin daha iyi hale getirilmesine çalışmaktadır. Başka bir araştırma beyin tümörü ile ilgilidir. Bilindiği gibi beyin tümörü tedavisi en zor kanser türlerinden biridir. Bu tümör üzerinde uzay teknolojisi kullanılarak Fotodinamik terapi araştırmaları yapılmaktadır. ASTROCULTURE (Şekil 2) adı verilen bitki yetiştirme ünitesi için yapılan Işık Yayan Diyotlar-Light Emitting Diods (IYD) Fotodinamik Terapi tedavisine yardımcı olmaktadır. Fotodinamik terapi hassas beyin dokuları çevresinde zarar vermeden tümörü yok etmek için kullanılan bir metoddur. Çalıştıkları dalga boylarında güneşten kat kat fazla enerji üretebildikleri halde saatlerce soğuk kalabilen IYDler, bu işlem için ışığa duyarlı kemoterapi ilaçları ile beraber kullanılırlar. IYD ünitesi lazer'in fiyatının küçük bir parçasına satın alınabildiği için, bu çalışma tedaviyi-işlemi daha etkin kılarken maliyetinin de düşmesine yardımcı olmuştur. Ayrıca, IYD'ler dokuların gelişmesini hızlandırarak-destekleyerek, yaraların iyileşmesine yardımcı olduğu gözlenmekte ve bu alanda araştırmalar devam edilmektedir [5]. Şekil 2. ASTROCULTURE Uçuş Ünitesi 3.3 Malzeme Alanında Yapılan Çalışmalar Malzeme alanında yapılan araştırmalar da, geleceğin malzemeler geliştirilirleri mevcut malzemelerin özelliklerinin artırılması için yapılan çalışmalardır. Örnek olarak, malzeme alanında çalışan araştırıcılar Aerojel adı verilen bir malzeme üzerinde araştırmalar yapmaktadır (Şekil 3). Aerojel, ilk bakışta bir hologramı andırmaktadır. Oldukça yalıtılmış katı bir malzeme olup herhangi bir katı maddenin en az yoğunluğuna sahiptir. Bu değişik maddenin bileşiminde %99.9 oranında hava ve %0.1 oranında silikon dioksit bulunmakadır. Camdan bin kez daha az yoğun olan bu malzeme 'mavi duman' ve 'katı duman' ismiyle de anılmaktadır. Bu malzeme otomotiv ve hava-uzay araçları yapı bileşenlerinde kullanılmaktadır. Kullanıldığı projeler; NASA'nın STARDUST ve Mars Pathfinder görevlerinde kullanılmıştır (Şekil 4, Şekil 5)[6] [7]. 14
15
I.ULUSAL UÇAK, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ KURULTAYI 3.4 Tarımsal Araştırmalar Mikro yerçekimli alanda bitkilerin yetiştirilmesini sağlayan araştırmalar pek çok yeni fırsatlar ortaya çıkarır. Belirli bitkilerde anti-kanser kimyasalların üretimini zenginleştirmek için bu değişiklikler koşumlandırılabilirse araştırmaların doğruluğu saptanır. Fasulye ve diğer kabuklu bitkilerin yaptığı gibi, hava ve topraktan çıkarılabilen nitrojen parçaları oluşturulacak olan bitki ürünleri üretilmesi olasılığını görmek için araştırma yapılmaktadır. Bu araştırma, bitkilerin daha az gübreye ihtiyaç duyarak yetiştirilebilmeleri için yapılmaktadır. Sadece tarımsal ürünleri artırmak için değil ayrıca su kirliliğine sebep olan su ile yayılan aşırı dozda nitrojen kimyasallarının azaltılmasına da yardımcı olmaktadır. Tarım alanında yapılan bu tür araştırmalar uzayda yeni türlerde bitki yetiştirilmesi ve geliştirilmesini mümkün kılabilecektir [6]. 4. SONUÇ Bu bildiride, uzay-havacılık teknolojisindeki gelişmelerin pek çok yeni araştırmayı beraberinde getirdiği gösterilmiştir. Bu araştırmalarda havacılık alanında yapılan teknolojik gelişmeler kullanılmıştır. Havacılık sektöründeki gelişim, bilim adamlarını, araştırmacıları bu teknolojjîyi insan yaşamını iyileştirmek, daha kolay hale getirmek için kullanılmıştır. Tıp alanında yapılan çalışmalar uzay teknolojisinin insan hayatını iyileştirme yönünde yapılan çalışmalara en iyi örnek olarak gösterilebilir. Tarım alanında yapılan çalışmalar sayesinde belki de önümüzdeki yıllarda uzayda kurulacak olan istasyonlarda yeni bitki türlerinin geliştirilmesine sebep olacaktır. Yeni tür malzemelerin geliştirilmesi otomobil sektörünü birebir etkileyerek daha güvenli ulaşım araçlarının yapılmasına etken olacaktır. Bu araştırma ve geliştirme çalışmaları önümüzdeki yıllarda uzay-havacılık alanında geliştirilen teknolojilerin daha pek çok bilim dalında kullanılacağını da göstermektedir. REFERANSLAR [ 1 ] http://dictonary.msn.com [2] http://www.encarta.msn.com/fınd/concise.aspmod=l&ti=761578393&page=4#s35 [3] Türk Havacılık Sanayi H. Nadir- Büyükoğlu SSM-4, Tez-1, Ankara 1991 [4] "ERDAS Field Guide", ERDAS Inc., 1997, s.55, 56 [5] http://spd.nasa.gov/biotech.html [6] http://spd.nasa.gov/research.html [7] httpv/stardust.jpl.nasa.gov/spacecraft/aerogel.html 16