Gravity'deki enkaz felaketi gerçekte olabilir mi? Kessler sendromu ve yörüngeler

Alfonso Cuarón'un 2013 yapımı Yerçekimi (Gravity), uzay filmleri arasında görsel gerçekçiliğiyle en çok övülenlerden biri. Film yedi Oscar kazandı; Buzz Aldrin gibi astronotlar ağırlıksızlık ortamının yansıtılışını beğendi. Ama filmin bütün olay örgüsünü taşıyan iki fikir var: yörüngede başlayan bir enkaz zinciri ve bir astronotun bu zincirden kaçmak için üç ayrı uzay aracı arasında yaptığı yolculuk. Bunlardan biri gerçek bir bilimsel kaygıya dayanıyor, diğeri ise büyük ölçüde sinema tercihi.

Film ne gösteriyor?

Hikâyenin başında Explorer adlı uzay mekiği Hubble Uzay Teleskobu'na bakım yapıyor. Görev kontrol, Rusya'nın kendi kullanılmayan bir uydusunu füzeyle vurduğunu ve oluşan parça bulutunun hızla büyüdüğünü bildiriyor. Parçalar mekiği ve Hubble'ı vuruyor; hayatta kalan Dr. Ryan Stone önce Uluslararası Uzay İstasyonu'na (ISS), oradan Çin'in Tiangong istasyonuna geçiyor ve bir Shenzhou kapsülüyle Dünya'ya dönüyor. Film boyunca enkaz bulutu yaklaşık her 90 dakikada bir geri dönüp yeni bir tehlike yaratıyor.

Kessler sendromu nedir?

Filmin dayandığı fikrin bir adı var. NASA Johnson Uzay Merkezi'nden Donald Kessler ve Burton Cour-Palais, 1978'de Journal of Geophysical Research'te yayımlanan makalelerinde uydular arasındaki çarpışmaların Dünya çevresinde bir enkaz kuşağı oluşturabileceğini hesapladı. Mantık basit: Her çarpışma yeni parçalar üretir, yeni parçalar yeni çarpışma olasılığı demektir. Belirli bir yoğunluğun üstünde bu süreç kendi kendini besler. Bu öngörü bugün Kessler sendromu olarak anılıyor; makale, NASA'nın kısa süre sonra Yörünge Enkazı Program Ofisi'ni kurmasında etkili oldu.

Tehlikenin büyüklüğü hızdan geliyor. NASA'nın Yörünge Enkazı Program Ofisi'ne göre alçak Dünya yörüngesindeki cisimler saniyede 7-8 kilometre hızla dolaşıyor; iki cisim çarpıştığında ortalama göreli hız saniyede 10 kilometre civarında, en yüksek değerler 15 kilometreye çıkıyor. Bu hızda santimetre ölçeğinde bir parça bile ciddi hasar verebilir. ISS'in kalkanları kritik bölümleri 1 santimetreye kadar olan parçalara karşı koruyacak biçimde tasarlandı. ABD Uzay Gözetleme Ağı, 2026 yazı itibarıyla 34 binden fazla cismi katalogladı; milimetre boyutundaki parçaların sayısının ise 100 milyon civarında olduğu tahmin ediliyor.

Gerçek dünyada yaşanmış örnekler

Filmdeki başlangıç senaryosu uydurma değil. Çin 2007'de Fengyun-1C hava durumu uydusunu kasıtlı olarak yok etti; 2009'da ise işler durumdaki Iridium 33 ile kullanılmayan Kosmos 2251 uydusu kazayla çarpıştı. NASA'ya göre bu iki olay yörüngedeki büyük enkaz miktarını belirgin biçimde artırdı.

Filmden sekiz yıl sonra, 15 Kasım 2021'de, Rusya kullanılmayan Kosmos 1408 uydusunu yerden fırlatılan bir füzeyle vurdu. ABD Uzay Komutanlığı bu testin 1.500'ü aşkın izlenebilir parça ürettiğini açıkladı. NASA'nın açıklamasına göre ISS mürettebatı uyandırıldı, bazı modüllerin kapakları kapatıldı ve astronotlarla kozmonotlar, enkaz bulutunun yakınından iki geçiş boyunca istasyona bağlı kendi araçlarına sığınarak bekledi. Yani "Rusya kendi uydusunu vuruyor, enkaz istasyonu tehdit ediyor" kurgusu, birkaç yıl sonra gerçek oldu; neyse ki filmdeki sonuçlarıyla değil.

Film nerede abartıyor?

Kessler'in makalesi bir enkaz kuşağının bu yüzyıl içinde oluşmaya başlayabileceğini ve sonraki yüzyılda önemli bir sorun hâline gelebileceğini söylüyordu. Yani gerçek Kessler sendromu yıllar ve on yıllar içinde ilerleyen, yavaş bir süreç. Filmdeki gibi birkaç saat içinde yörüngedeki her şeyi silip süpüren bir çığ, bu kavramın sinema için sıkıştırılmış hâli.

Enkazın "her 90 dakikada bir geri gelmesi" de sadeleştirme. Alçak yörüngede bir tur gerçekten 90 dakika civarında sürüyor; ancak bir parçalanmadan çıkan parçalar farklı hızlarla saçılır, farklı yüksekliklere ve dönemlere yerleşir, zamanla yörünge boyunca yayılır. Tek bir bulut hâlinde, belirli aralıklarla aynı noktaya dönen bir duvar gibi davranmaz. Ayrıca parçalar çarpışmanın gerçekleştiği yörünge düzlemine yakın kalır; o düzlemden çok farklı yörüngedeki araçlara aynı anda ulaşmaları beklenmez.

Hubble'dan ISS'e, oradan Tiangong'a: Yolculuk mümkün mü?

Filmin en büyük bilimsel serbestliği burada. Üç araç gökyüzünde yan yana durmuyor; her biri farklı yükseklikte ve farklı eğimde bir yörüngede dolaşıyor:

• Hubble: Ekvatora göre yaklaşık 28,5 derece eğimli bir yörüngede, filmin geçtiği dönemde 540 kilometre civarında bir yükseklikte.
• ISS: 51,6 derece eğimli bir yörüngede, yaklaşık 400 kilometrede.
• Tiangong-1: Yaklaşık 42,8 derece eğimli bir yörüngede. Bu laboratuvar 2018'de atmosfere girerek yandı.

Yükseklik farkı tek başına sorun değil; asıl engel yörünge düzlemleri arasındaki açı. Hubble ile ISS'in düzlemleri arasında en az 23 derece fark var. Kabaca bir hesapla, saniyede 7,6 kilometre hızla giden bir aracın düzlemini bu kadar çevirmesi için saniyede 3 kilometre düzeyinde hız değişimi gerekir. Bu, bir astronotun sırt itki ünitesinin ya da bir yangın söndürücünün sağlayabileceğinin çok çok üstünde; büyük bir roket ateşlemesi gerektiren bir manevra.

Bir başka zamanlama sorunu da var: Gerçek dünyada son Hubble bakım görevi Mayıs 2009'da Atlantis mekiğiyle yapıldı ve mekik programı 2011'de sona erdi. Film çekildiğinde Hubble'a mekikle gidilecek yeni bir görev yoktu.

Nerede haklı, nerede değil?

• Haklı: Yörünge enkazının yüksek hızı ve küçük parçaların bile yıkıcı olabilmesi.
• Haklı: Uydu imha testlerinin uzun ömürlü enkaz bulutu üretmesi; 2007 ve 2021 örnekleri bunu gösterdi.
• Haklı: Uzay istasyonu mürettebatının enkaz uyarısında kapsüllere sığınması gerçek bir prosedür.
• Abartılı: Kessler zincirinin saatler içinde tamamlanması; gerçekte yıllara yayılan bir süreç.
• Yanlış: Hubble, ISS ve Tiangong arasında sırt itki ünitesiyle ya da kapsülle kısa sürede geçiş yapılabilmesi.

Sonuç

Yerçekimi bir belgesel değil, bir hayatta kalma gerilimi. Ama seyircinin aklında bıraktığı soru doğru bir soru: Yörüngeyi ortak kullandığımız bir alan olarak koruyamazsak, oraya gönderdiğimiz her şey birbirine tehdit hâline gelebilir. Bugün uydu operatörleri arasında yörünge verisi paylaşımı tartışılıyorsa (bkz. SpaceX'in yörünge verisi çağrısı), bunun nedeni filmdeki senaryonun yavaş çekim bir versiyonunun gerçekten mümkün olması. Filmlerin bilime en sık nerelerde ters düştüğünü merak edenler uzay filmlerindeki bilim hataları yazımıza da bakabilir.