NASA'nın Juno uzay aracından alınan verileri analiz eden bilim insanları, Jüpiter'in devasa fırtınalarının Dünya'dakinden en az 100 kat daha güçlü şimşekler ürettiğini ortaya koydu.
Bulgular, 20 Mart'ta AGU Advances dergisinde yayımlandı. Araştırmacılar, NASA'nın Jüpiter'deki beş yıllık bilimsel görevini tamamlamasının ardından uzay aracının operasyonlarına verdiği uzatmayı değerlendirmesiyle elde edilen 2021 ve 2022 yıllarına ait verileri kullandı. Juno uzay aracı hala iyi durumda olmasına rağmen, NASA yetkilileri görevin başka bir uzatmasını onaylayıp onaylamayacakları konusunda henüz bir açıklama yapmadı. Temel sorun maliyet.
Juno ve bir düzineden fazla diğer robotik bilim görevinin geleceğiyle ilgili soru işaretleri, yaklaşık bir yıl önce gündeme gelmeye başladı. O dönemde ABD yönetimi, görev liderlerinden uzay araçlarını nasıl kapatacaklarına dair "kapanış" planları sunmalarını istemişti. Bu haber, Beyaz Saray'ın NASA'nın bilim bütçesinde neredeyse yarı yarıya kesinti yapılmasını öngören bir bütçe talebini açıklamasının hemen ardından duyurulmuştu.
Bu listedeki bazı NASA Güneş Sistemi keşif görevleri, operasyonlarına devam etmek için NASA'dan onay aldı. Bunlar arasında, 2023'te asteroit örneklerini Dünya'ya getiren ve şu anda kalan yakıtını kullanarak 2029'da başka bir asteroide doğru ilerleyen OSIRIS-APEX görevi de bulunuyor. Ay'daki NASA'nın tek aktif uzay aracı olan Lunar Reconnaissance Orbiter da en az üç yıl daha finanse edilecek.
Kongre, ABD yönetiminin NASA'ya yönelik önerdiği kesintilerin çoğunu reddetti. Yasama organları, NASA'nın gezegen bilimi bölümü için 2026 mali yılı bütçesini, Beyaz Saray'ın talebinden önemli ölçüde yüksek, ancak geçen yılın fonlarından yaklaşık 220 milyon dolar daha az olsa da 2.54 milyar dolar olarak onayladı.
NASA Her Şeyi Karşılayamıyor
Ulusal Akademiler'in Astrobiyoloji ve Gezegen Bilimleri Komitesi'nin Pazartesi günü yapılan toplantısında konuşan NASA'nın gezegen bilimi bölümü direktörü Louise Prockter, "Geçmişte yaptıklarımızın tamamını destekleyecek gücümüz yok," dedi. Bütçe kesintisinin, NASA yetkililerini "zor kararlar" almaya zorladığını sözlerine ekledi.
Bu kararlardan biri de Jüpiter ve Plüton arasındaki yörüngede şu anda faaliyet gösteren insanlığın tek uzay aracı olan Juno'nun akıbeti. Geleceği, Mars'taki dört görevle birlikte belirsizliğini koruyor. NASA geçen yıl Mars sondalarından biriyle iletişimini kaybetti ve bu görevin sona ermesi muhtemel. Bir diğeri olan Odyssey ise yakıtının bitmek üzere. Değerlendirmeye alınan diğer iki Mars görevi Mars Reconnaissance Orbiter ve Curiosity keşif aracı. Bu araçların hiçbirinin yakın zamanda tam olarak değiştirilmesi planlanmıyor. Ayrıca, bu iki araç işletme maliyeti en yüksek olanlar arasında.
Prockter, Pazartesi günü yaptığı açıklamada, kurumun bu beş görevle ilgili kararını Kongre'ye sunacağı yıllık "işletme planı" ile birlikte duyuracağını belirtti. Belge, üst düzey kurum liderliği ve Beyaz Saray bütçe yetkilileri tarafından inceleniyor.
Yakıtı olan, sağlıklı kalan ve hala faydalı bilimsel gözlemler yapan işleyen bir gezegen bilimi sondasını NASA'nın kapatması nadir görülen bir durum. NASA'dan karar bekleyen tüm görevler, bağımsız gözlemciler tarafından "bilimsel açıdan üst sıralarda" yer alıyor. Ancak bu durum bir maliyet getiriyor.
Prockter, "Bu görevlerden hala çok değerli bilimsel veriler aldığımızdan hiç şüphemiz yok," dedi. "NASA'nın gezegen bilimi bütçesinin yaklaşık yüzde 10'unu bu görevlere harcıyoruz. Bu çok büyük bir oran gibi görünmeyebilir, ancak 2025'te yaklaşık 260 milyon dolardı..."
Prockter'ın kendisi bir gezegen bilimci ve siyasi bir atama değil. Görevi, NASA'nın Jüpiter'in Europa Clipper gibi milyarlarca dolarlık büyük ölçekli bilimsel görevleri ile metal bir asteroiti keşfetmek üzere yolda olan ve daha odaklı, daha az maliyetli projeler olan Psyche sondası gibi projeler arasında doğru dengeyi bulmak. NASA'nın gezegen bilimi portföyündeki daha ucuz görevler bile genellikle yüz milyonlarca dolara mal oluyor.
NASA ayrıca, yeni teknolojileri tanıtan ve büyük bilimsel soruları yanıtlamayı amaçlayan yeni görevler inşa etmek ile vergi mükelleflerinin zaten ödeme yaptığı başarılı uzay araçlarını çalıştırmak arasındaki bütçeyi dengelemek zorunda. NASA'nın yaşlanan araştırma uydularının geleceğiyle ilgili sorular yalnızca gezegen bilimiyle sınırlı değil. Bütçe kısıtlamaları neredeyse NASA'yı Chandra X-ışını Gözlemevi'ni kapatmaya zorlamıştı, ancak Kongre özellikle Chandra'nın operasyonlarının devam etmesi yönünde NASA'ya talimat verdi.
Prockter, NASA'nın uzay bilimi topluluğu içinde, özellikle genişletilmiş görevlerle ilgili olarak kurumun öncelikleri hakkında "bir sohbet başlatmak" istediğini belirtti. "Bir şeye evet dediğimizde, başka bir şeye hayır diyoruz."
NASA'nın Güneş Sistemi görevlerinin sıklığı, 1990'ların sonu ve 2000'lerin başında, kurumun 15 yıldan biraz fazla bir sürede 11 Keşif sınıfı robotik görev fırlattığı zirve noktasından bu yana azaldı. NASA o zamandan beri son 15 yılda yalnızca üç Keşif görevi fırlattı ve bir sonraki görev 2030'dan önce uçmayacak. Daha pahalı görevler için olan Yeni Sınırlar programı ise son 20 yılda üç görev fırlattı. Bir sonraki Yeni Sınırlar görevi olan Dragonfly, 2028'de Jüpiter'in uydusu Titan'a fırlatılacak bir döner kanatlı araç.
NASA, bilim insanlarının diğer gezegenlere, asteroidlere veya kuyruklu yıldızlara sonda göndermek için teklifler sunduğu periyodik yarışmalarla Keşif ve Yeni Sınırlar görevlerini seçiyor. Bu görevlerin bir maliyet sınırı var. En son Keşif yarışması, teklifleri 500 milyon doların altında bir geliştirme maliyetiyle sınırladı.
Prockter, NASA'nın uzun ömürlü gezegen bilimi görevlerini sonlandırmanın yeni keşif fırsatları yaratacağını söyledi.
"Yıllık ekstra 260 milyon dolarımız olsaydı, bu önümüzdeki on yıl içinde yaklaşık iki Keşif görevi değerine denk gelirdi. Sanırım, genişletilmiş görevlere baktığımızda, gelecekte yapmadığımız bilimsel çalışmaların değeriyle karşılaştırıldığında, elde ettiğimiz bilimin değerini daha ciddi bir şekilde konuşmaya başlıyoruz," dedi.
Prockter, "Sadece konuşmaya başladık," dedi. "Yöneticimiz (Jared Isaacman), bilime daha hızlı ulaşma ve programdan daha fazla verim almanın yollarını arama arzusunu dile getirdi."
İşte Bir Verim Örneği
Bilimsel keşiflerde yatırımın geri dönüşünü ölçmek kolay değil, ancak bir bilim görevini çok erken bitirmenin bir fırsat maliyeti var. Örneğin, olası bir yenileme bekleyen görevlerden biri olan NASA'nın Curiosity keşif aracı, 2022 ve 2023 yıllarında eski Mars'taki karbon döngüsü hakkında potansiyel olarak geçmiş yaşam izlerine işaret eden önemli bir keşfe yol açan veriler topladı. Curiosity, NASA'nın keşif aracının operasyonlarını üçüncü kez uzatmasından sonra bu ölçümleri yaptı.
Güneş Sistemi'nde daha uzakta, Juno hala yıllarca atmosferinde dönen devasa siklonlar ve antisiklonların bulunduğu Jüpiter'den ilginç bilimsel sonuçlar elde ediyor. Jüpiter'in en ünlü fırtınası olan Büyük Kırmızı Nokta, en az 190 yıldır devam ediyor.
NASA'nın Voyager 1 uzay aracı, 1979'da dev gezegene yaklaştığında Jüpiter'in fırtınalarının iç işleyişini ilk kez ortaya koymuştu. Voyager'ın keşifleri arasında Jüpiter atmosferindeki şimşeklerin ilk gözlemleri de yer alıyordu.
On yıllar boyunca bilim insanları, Jüpiter şimşeklerinin saldığı gücü ölçmekte zorlandı. Jüpiter'in Dünya'dan daha güçlü şimşekler ürettiği şaşırtıcı değil, ancak bulutlar genellikle optik kameralardan gelen parlamaların tam gücünü gizliyordu. 2016'dan beri Jüpiter yörüngesinde bulunan NASA'nın Juno görevi, Jüpiter atmosferinin derinliklerinden gelen mikrodalga emisyonlarını tespit edebilen bir cihaza sahip.
Jüpiter'in fırtınaları, gezegeni çevreleyen kuşaklarda yoğunlaşmıştır. Birbirlerine olan yakınlıkları, Juno'nun mikrodalga radyometre cihazı tarafından toplanan sinyallerin kaynaklarını belirlemeyi zorlaştırıyor. 2021 ve 2022'deki fırtına sakinliği, bilim insanlarının tek bir fırtınaya odaklanmasını sağladı.
12 geçiş boyunca Juno, Dünya'daki bir şimşekle aynı güçten en az 100 kat daha güçlü olan 613 mikrodalga darbesini tespit etti. Gezegenler arası karşılaştırmada belirsizlikler olduğundan, Jüpiter'in şimşeklerinin Dünya'dakinden bir milyon kat daha güçlü olması da mümkün.
Jüpiter'deki şimşeklerin, Dünya atmosferinde olduğu gibi benzer bir mekanizmayla tetiklendiği düşünülüyor; bulutlardaki buz kristallerinin bir elektrik yükü kazanması ve voltaj farklılıklarının buluttan buluta veya buluttan yere şimşek çakmalarına yol açması.
Ancak gezegenler arasında belirgin farklılıklar da var. Jüpiter'in gerçek bir yüzeyi yok ve Jüpiter atmosferindeki buz kristalleri su ve amonyak içeriyor. Dünya'da ise sadece su bulunuyor. Atmosferik konveksiyon da Jüpiter'de farklı işliyor; nemli hava, çevresindeki hidrojen açısından zengin atmosferden daha ağır olduğu için batmak istiyor. Azot, sudan daha ağır olduğu için Dünya'nın atmosferine hakimdir, bu yüzden nemli hava yükselir.
Bu nedenle, bu kadar büyük ve güçlü fırtınalara yol açan sadece Jüpiter'in muazzam büyüklüğü değil. Nemli havayı yukarı itmek için çok daha fazla enerji gerekiyor, bu da daha güçlü rüzgarlar ve daha yoğun buluttan buluta şimşek çakmalarına neden oluyor. Jüpiter'deki şimşeklerin bu kadar aşırı olmasına neyin sebep olduğu hala bir gizem.
Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley Uzay Bilimleri Laboratuvarı'ndan bir gezegen bilimci olan Michael Wong, "Temel farkın hidrojen ve azot atmosferleri mi olabileceği, yoksa Jüpiter'deki fırtınaların daha mı uzun olduğu ve dolayısıyla daha büyük mesafelerin söz konusu olduğu mu?" diye sordu. Wong, Jüpiter şimşek çalışmasının baş yazarı.
Wong, bir basın açıklamasında, "Ya da nemli konveksiyonla Jüpiter'de, fırtınayı oluşturmak ve şimşek çakmasını sağlamak için gereken daha büyük bir ısı birikimi olduğu için daha fazla enerji mevcut olabilir mi? Bu aktif bir araştırma alanı," dedi.
