Donald Kessler

Donald J. Kessler, uzay enkazı (yörüngede dolaşan işlevsiz insan yapımı cisimler) alanının öncüsü sayılan Amerikalı bir NASA bilim insanıdır. 1978'de Burton Cour-Palais'yle yazdığı makalede, yörüngedeki cisimler arttıkça çarpışmaların kaçınılmaz hâle geleceğini ve her çarpışmanın yeni parçalar üreterek zincirleme bir süreç başlatabileceğini gösterdi. Bugün Kessler sendromu adıyla bilinen bu senaryo, uydu takımlarının hızla büyüdüğü günümüzde uzay güvenliği tartışmalarının merkezindedir. Kessler, NASA'nın yörünge enkazı programının kurulmasında da öncü rol oynadı.

Erken yaşamı ve eğitimi

Kessler 1940'ta doğdu ve Teksas'ta büyüdü. Gençliğinde ABD Ordusu'nun hava savunma birliklerinde görev yaptı. 1962'de Houston Üniversitesi'nde fizik okumaya başladı ve daha mezun olmadan NASA'da çalışmaya başladı.

NASA kariyeri

Kessler, kariyerinin ilk yıllarında 1973'te fırlatılan ABD'nin ilk uzay istasyonu Skylab için uçuş kontrolörü olarak çalıştı. Ardından Houston'daki Johnson Uzay Merkezi'nde, uzay ortamının araçlara etkisini inceleyen birimde araştırmalarına devam etti.

1978 makalesinin ardından NASA, yörünge enkazını incelemek üzere yeni bir program başlattı ve Kessler bu birimin, bugünkü Yörünge Enkazı Program Ofisi'nin başına getirildi. 1996'da NASA'dan emekli oldu, ancak emekliliğinin ardından da enkaz konusundaki çalışmalarını ve konferans konuşmalarını sürdürdü.

Kessler sendromu

Kessler ve Cour-Palais'nin "Collision Frequency of Artificial Satellites: The Creation of a Debris Belt" (Yapay Uyduların Çarpışma Sıklığı: Bir Enkaz Kuşağının Oluşumu) başlıklı makalesi 1978'de Journal of Geophysical Research dergisinde yayımlandı. Yazarlar, asteroit kuşağındaki cisimlerin milyarlarca yıl içinde çarpışarak parçalanmasını açıklayan süreçlerin, alçak Dünya yörüngesinde çok daha hızlı, yani milyarlarca yıl değil on yıllar içinde işleyebileceğini öne sürdü. Hesaplarına göre yaklaşık 2000 yılına gelindiğinde insan yapımı enkaz, uzay araçları için doğal mikrometeoroitlerden daha büyük bir çarpışma tehlikesi oluşturacaktı.

Fikrin özü basittir: Yörüngedeki cisim yoğunluğu belirli bir eşiği aştığında, iki cismin çarpışması yüzlerce yeni parça üretir; bu parçalar başka cisimlere çarparak daha fazla parça doğurur. Süreç bir kez başladığında, yeni fırlatma yapılmasa bile kendi kendini besleyebilir. Kessler'in 1978'de yaptığı inceleme, kayıtlı enkazın yüzde 42'sinin yalnızca 19 olaydan, çoğunlukla patlayan roket üst kademelerinden kaynaklandığını da ortaya koymuştu. Bu bulgular 1979'da NASA'nın yörünge enkazı programının başlatılmasına yol açtı. Sonraki ölçümler, o dönemin kataloglarının yörüngedeki cisim sayısını en az yüzde 50 eksik gösterdiğini ortaya koydu.

Yörüngedeki kazara çarpışmaların birikeceği fikri aslında tamamen yeni değildi; 1960'ta roket öncüsü Willy Ley de bu tür çarpışmaların artacağını ve enkazın temizlenmesi gerekeceğini öngörmüştü. Kessler'in katkısı, süreci gök mekaniği ve çarpışma istatistiğiyle sayısal olarak modelleyip zaman ölçeğini ortaya koymasıydı.

"Kessler sendromu" adını Kessler'in kendisi koymadı. Terimi, makalenin yayımlanmasından kısa süre sonra verdiği bir söyleşide ABD Kuzey Amerika Hava Savunma Komutanlığı (NORAD) çalışanı John Gabbard kullandı; ifade 1982'de Popular Science dergisinde çıkan bir yazıyla yaygınlaştı. Konunun ayrıntıları uzay enkazı sayfamızda.

Sonraki çalışmaları

Kessler, emekliliğinden sonra da alanın önde gelen seslerinden biri olarak kaldı. 2009'da NASA ve DARPA'nın ortak düzenlediği ilk Uluslararası Yörünge Enkazı Temizleme Konferansı'nda konuştu. Aynı yıl yayımladığı bir değerlendirmede, yeterli önlem alınmadan sürdürülen yoğun uzay faaliyetlerinin çarpışmalar arasındaki süreyi ciddi biçimde kısaltabileceğini yazdı ve modellemelerin enkaz ortamının artık kararsız hâle geldiğine işaret ettiğini belirtti.

2011'de ABD Ulusal Araştırma Konseyi'nin NASA'nın yörünge enkazı programlarını değerlendiren komitesine başkanlık etti ve uzay çöpünü konu alan IMAX belgeseli Space Junk 3D'ye danışmanlık yaptı. 2012'de, artık çalışmayan büyük Avrupa uydusu Envisat'ın yörüngede kalacağı tahmin edilen 150 yıl boyunca kolayca önemli bir enkaz kaynağına dönüşebileceği uyarısında bulundu. 2013'te Tokyo'da özel bir konferans verdi, 2017'de 7. Avrupa Uzay Enkazı Konferansı'nın açılış konuşmasını yaptı.

Ödülleri

1999'da NASA'nın Olağanüstü Bilimsel Başarı Madalyası'nı, 2000'de Amerikan Havacılık ve Uzay Enstitüsü'nün (AIAA) Losey Atmosfer Bilimleri Ödülü'nü aldı. 2008'de Uluslararası Uzay Güvenliği Geliştirme Derneği (IAASS) onu Jerome Lederer Uzay Güvenliği Öncüsü Ödülü'ne, 2010'da Amerikan Astronomi Derneği yarım asırlık astrodinamik çalışmaları nedeniyle Dirk Brouwer Ödülü'ne layık gördü.

Uzay ve astronomiye etkisi

Kessler'in uyarısı, yalnızca akademik bir öngörü olarak kalmadı. Uzay ajansları enkaz oluşumunu azaltmaya yönelik kurallar geliştirdi; NASA'nın ilk enkaz azaltma gereklilikleri 1995'te yörünge enkazı ofisi tarafından hazırlandı. 2007'de Çin'in bir uydusunu füzeyle vurduğu deney yörüngeye on yıllar boyunca kalacak büyük miktarda parça bıraktı; 2009'da ise iki uydu yörüngede çarpıştı. Bu olaylar Kessler'in tarif ettiği tehlikenin somut örnekleri olarak anılır. 2021 tahminlerine göre yörüngede 1-10 santimetre arasında yaklaşık 600.000 parça ve bundan büyük 23.000 cisim vardı; 2025'te ise yörüngedeki uydu sayısı 11.800'ü aşmıştı. Binlerce uydudan oluşan uydu takımlarının kurulduğu bugün, enkaz yönetimi uzay faaliyetlerinin geleceğini belirleyen başlıca konulardan biri.

Kavram popüler kültüre de girdi. 2013 yapımı Yerçekimi (Gravity) filminin olay örgüsü, bir uydunun vurulmasıyla başlayan zincirleme enkaz felaketine dayanır.

Bilmeye değer

• Uzay enkazı üzerine çalışmadan önce ABD'nin ilk uzay istasyonu Skylab'da uçuş kontrolörlüğü yaptı.
• Kendi adını taşıyan sendromun adını kendisi koymadı; terim bir NORAD çalışanından çıktı.
• 1981'de keşfedilen 11267 numaralı asteroide 2017'de onun onuruna Donaldkessler adı verildi.
• 1996 yapımı Çılgın Marslılar (Mars Attacks!) filminde Pierce Brosnan'ın canlandırdığı bilim danışmanının adı Donald Kessler'dir.