Uzay yolculuğunda sürdürülebilirlik, Dünya’daki çabalara yardımcı olabilir

Angelo Vermeulen, Hollanda’daki Delft Teknoloji Üniversitesi’nde yıldızlararası keşif için gelişmiş kavramları araştıran bir uzay sistemleri araştırmacısıdır. Son on yılda, Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) MELiSSA programı ile yakın işbirliği yaparak uzay için biyo-yenileyici yaşam destek sistemleri konseptleri geliştirdi. Bu tür sistemlerde, çeşitli mikroorganizmalar aşamalı olarak insan atıklarını parçalar ve ortaya çıkan bileşikler, mürettebat için oksijen ve yiyecek üretmek üzere bitkiler tarafından kullanılır.

Bilimsel uğraşlarının ötesinde, Dr Vermeulen aynı zamanda başarılı bir sanatçı ve SEADS (Uzay Ekolojileri Sanat ve Tasarım) kolektifinin kurucu ortağıdır. SEADS, biyoloji, nörobilim, bilgisayar bilimi ve astrofizik dahil olmak üzere çeşitli bilimsel disiplinlerden kavram ve teknolojileri sorunsuz bir şekilde bütünleştiren sanat eserleri yaratır.

Yakın zamanda yayınlanan bir kitabın yazarıdır. Astronomi ve Uzay Bilimlerinde Sınırlar kendisinin ve ortak yazarlarının, uzun süreli ve uzak uzay görevleri sırasında gerekli tüm yiyecek ve oksijeni teorik olarak üreten ve Dünya’dan ikmal gerekliliğini ortadan kaldıran yeni bir modeli tanımladığı makale. Sınır Bilim Adamları serisinin bu son girişinde, güncel araştırması konusunda bizi yakaladı.

Araştırmacı olmanız için size ilham veren ne oldu?

Kendimi bildim bileli bilime ve keşfe hep ilgi duymuşumdur. Sekiz yaşımdayken biyolog olacağımı biliyordum ve kendi minyatür ev laboratuvarımı kurmaya başladım. Kendi mikroskobumu (hala ofisimde duruyor) satın aldım ve bu yepyeni bir dünyanın kapılarını açtı. On iki yaşıma geldiğimizde, bir arkadaşımla birlikte okulda nüshalar satan bilim dergimiz ‘Know’u başlattık. Ağırlıklı olarak biyoloji ve uzay araştırmalarını ele aldım. Her iki alan da benim için son derece büyüleyiciydi ve aslında şu anda TU Delft’te bir araştırmacı olarak yaptığım şey bu.

Biçimlendirici yıllarımda, kendimi fotoğraf, sinema ve edebiyata kaptırarak sanata derin bir ilgi geliştirdim. Biyoloji doktoram sırasında, doğal olarak video ve enstalasyon sanatına dönüşen dört yıllık bir fotoğrafçılık programını tamamlayarak sanat okuluna gittim. Şu anda uygulamaları birleştiriyorum, bilimsel araştırmayı sanatsal yaratımla birleştiriyorum.

Şu anda üzerinde çalıştığınız araştırmadan bahseder misiniz?

Birlikte çalıştığım kişilerle birlikte yıldızlararası insan keşfi sistemleri için bilgisayar modelleri geliştiriyorum. İkmal olanakları olmadan onlarca yıl derin uzayda seyahat eden mürettebatlı bir uzay aracını tasavvur edebilir miyiz? Bilinmeyen bölgelerdeki bir görev sırasında yaşanan yüksek derecede belirsizlikle başa çıkmak için bu tür sistemlerin nelere dayanıklı olması gerekir? Bu tür sistemlerin mimarisi nasıl olurdu?

Ön koşullardan biri, bir biyorejeneratif yaşam destek sistemini (BLSS) entegre etmek olacaktır. Bu, astronotları ayakta tutmak için roket şeklindeki bir uzay aracının içinde bitkilerin büyüdüğünü hayal eden Konstantin Tsiolkovsky’ye kadar izlenebilecek bir fikir.

Mevcut araştırmamızda, ESA’nın bir BLSS versiyonu olan MELiSSA döngüsünün aracı tabanlı bir modelini (ABM) geliştiriyoruz. Bu modelleme yaklaşımı, toplu düzeyde ortaya çıkan kalıplara nasıl yol açtıklarını anlamak için bir sistem içindeki bireysel etmenlerin etkileşimlerini simüle etmek için kullanılır.

ABM’mizde aracılar, her biri kendi kuralları ve davranışları olan mürettebatı, biyoreaktörleri ve tesis alanlarını temsil eder. ABM’nin temeli, BLSS boyunca ana kimyasal yolların ayrıntılı bir açıklamasıdır. Tamamen otonom sistemlerle ilgilendiğimiz için, zorluk, döngüyü kapatmak ve mürettebatın tüm oksijen ve yiyecek ihtiyaçlarının karşılandığından emin olmaktır.

Bu araştırmanın bir parçası olan E|A|S (Gelişen Asteroit Yıldız Gemileri) birkaç yıl önce başlattığım proje. Bu projede, çok kuşaklı derin uzay keşifleri için biyorejeneratif sistemlerin ve biyo-ilham alan mühendisliğin kullanışlılığını keşfediyoruz.

Sizce araştırmanız neden önemli?

Kapalı döngü sistemleri düşünmek de Dünya’daki yaşam için son derece değerlidir. Bu, israfı radikal bir şekilde azaltabilen, hatta ortadan kaldırabilen ve tamamen döngüsel ekonomi kavramına uyan bir yaklaşımdır. Ben bu yaklaşımı ‘moleküler sürdürülebilirlik’ olarak adlandırıyorum. Sürdürülebilirliğe en küçük düzeyde bakmak için bir mercek: moleküller ve atomlar. Farklı bir duyarlılık yaratarak dünyaya ve onun madde akışına çok daha bağlantılı bir şekilde bakmamızı sağlıyor.

Bu araştırma alanıyla ilgili yaygın yanlış anlamalar var mı? Onlara nasıl hitap edersiniz?

Sık sık değinmek zorunda kaldığım temel yanılgılardan biri, uzay araştırmaları ile iklim değişikliği arasında algılanan karşıtlıktır. Dünyadaki iklimimizle ilgili bu kadar çok sorunumuz varken uzaya gitmek israf değil mi? Ancak bu sıfır toplamlı bir oyun değil. Aksine, aslında iklim değişikliğini keşfettiğimiz uzay araştırmaları sayesinde – Dünya gözlem uydularını kullanarak. Ve Dünya’yı yeterince yönetmek ve geleceğini korumak için uzay teknolojisine ihtiyacımız olacak. Dünyadaki yaşamımız ve uzaydaki yaşamımız ayrılmaz bir şekilde iç içe geçmiş durumda. Dahası, uzaya giderek gezegenimizin katıksız güzelliği ve benzersizliği daha da belirgin hale geliyor. Apollo dönemine ait ünlü ‘Earthrise’ fotoğrafının çevre hareketini başlattığı sık sık söylenir.

Önümüzdeki yıllarda ele alınmasını istediğiniz araştırma alanlarından bazıları nelerdir?

Araştırmamızın bir sonraki adımı, çoklu modelleme: Araştırdığımız sorulara ilişkin daha bütünsel bir anlayış elde etmek için farklı model türlerini birbirine bağlamak. ABM’nin yanı sıra, yıldızlararası keşif için kendi kendini kopyalayan uzay mimarisinin davranışını tanımlayan bir model de geliştirdik. Geçmiş yıllardaki tüm çalışmalarımızı tek bir sanal tezgahta birleştirmek harika olurdu.

Ayrıca, Dünya’da kapalı döngü ve biyolojik olarak yenilenen sistemlerin uygulanmasına daha fazla odaklanmamız ve önemli bir sorun olan gıda israfını ele almak için daha fazla çaba göstermemiz gerektiğini düşünüyorum. Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü’ne göre, her yıl 1,3 milyar ton gibi şaşırtıcı bir gıda kaybı ya da israfı yaşanıyor. Bu sorun, artan küresel nüfus ve eş zamanlı gıda güvensizliği ve çevresel bozulma gibi zorluklar düşünüldüğünde özellikle endişe vericidir. Bu sorunu çözmek için ‘moleküler sürdürülebilirlik’ odaklı bir zihniyetin benimsenmesi çok önemli görünüyor.

Ek olarak, insanlığı uzayda ilerletmek için siyasi motivasyonlar veya rekabetle değil, birleşik bir işbirlikçi çabayla daha iddialı ve eşitlikçi bir yaklaşıma ihtiyacımız olduğunu düşünüyorum.

Açık bilim, araştırmanızın erişimine ve etkisine nasıl fayda sağladı?

Açık bilim, küresel olarak daha bilinçli bir toplum geliştirmek için kesinlikle anahtardır. Hem akademi içinde hem de dışında çok farklı alanlardan insanlarla işbirliği yaptığım için çalışmalarıma herkesin erişebilmesi önemlidir. Açıklığa olan bu bağlılık, yalnızca bilginin ilerlemesini hızlandırmakla kalmaz, aynı zamanda sınırları aşan ve kolektif hayal gücünü zenginleştiren işbirlikçi bir ruhu da teşvik eder.