İnsanların yaşamı anlama ve kavrama yolculuğu kendisini, çevresini ve daha sonrasında ise yaşadığı gezegeni anlamaya kadar uzanan bir yolculuk. Bu uzun yolculukta insanlar yalnızca sorularına cevaplar bulup anlamaya ve kavramaya başlamadı; hedefler ve hayaller de edindi. Dünya’da başlayan anlam arayışını, varoluşunun uzayda son bulması arzusuna kadar ilerletti. “Dünya’da doğan neden Mars’ta ölmesin?” sorusuyla insanoğlu uzaya çıkmak ve yaşamak için çalışmalara başladı. Biz bugün, bu çalışmalardan uzay inşası yani “Space Construction” üzerinde duracağız.
Öncelikle, uzayda bir şeyler inşa etmek oldukça zorlu ve aşılması gereken çok sayıda sorunu beraberinde getirmekte. Tüm araç ve gereçler bir rokete sığacak kadar küçük, aynı zamanda dayanıklı olmalıdır. Ayrıca, inşaatlarda kullanılan vinçler ve iş makineleri Dünya dışında çalışacak şekilde tasarlanmamıştır. Hatta komplike sorunlar da ortaya çıkabilir, çünkü yer çekimi olmadan standart tasarım teknikleri ve mimarlık kuralları artık tamamen geçerli olmayacaktır. Belki bazılarınızın aklına şu soruyu getirmiş olabilir bu sorunlar: “Bizler neden uzaya bir şeyler inşa etmek için uğraşıyoruz?”. Bunun birkaç nedeni olabilir: tasarlanmış bir araç veya yapı, uzay aracıyla taşınamayacak kadar büyük veya bileşenler bir fırlatmaya dayanamayacak kadar kırılgan olduğunda, uzayda inşa etmek mantıklı bir çözüm olabilir veya yukarıda bahsettiğimiz gibi insanoğlunun hayallerinin giderek büyümesi sonucu uzaya bir koloni ve yaşam alanı kurmak için gerekebilir. Sorunların çözümü ise teknolojinin her geçen gün gelişmesi ve inşaat sektörünün de bundan payını alması sayesinde gerçekleşiyor; örneğin ‘3D Concrete Printer’ gibi yeni teknolojiler bize bu sorunları aşmak için imkan sağlıyor. Aynı zamanda yeni gelişen yapı malzemeleri de bu zorlukların aşılmasında olanak sağlıyor.
NASA’nın yürütmüş olduğu yerinde inşaat veya yerinde kaynak projesiyle diğer gezegenlerde bir şeyler inşa etmek için uygulamalar ve teknolojiler geliştirdiğini duyurdu. Bu kaynakları nasıl kullanılacağını öğrenmek, özellikle inşaat için gerekli malzemelerin taşınması sorununu büyük ölçüde ortadan kaldırmış olacak. İnşaat malzemelerinin önemli bir kaynağı eski veya yıpranmış eşyaların geri dönüştürülmesidir; bu sayede inşaat sektöründe sürdürülebilirlik de desteklenmektedir. NASA’nın ISS’te (International Space Station) sıklıkla kullandığı malzemelerden biri olan ABS (Acrylonitrile butadiene styrene), parçaların üretilmesinde kullanılıyor. Bu parçalar bozulduğunda veya yıprandığında geri dönüştürülebilir ve ABS yeniden kullanılabilir. Uzay inşasında kullanılan malzemelerin ana noktasının geri dönüşüme yatkın olmaları olduğunu söyleyebiliriz. Bu malzemeler uzayın aşırı koşullarına (sıcaklık farkı, radyoaktivite karşısında bozunum vb.) dayanıklı ve geri dönüştürülüp yeniden üretilebilir olmalıdır. Bu noktada ise NASA, ISS inşa ederken ABS gibi polimer ve geri dönüştürülebilir malzemeleri kullanıyor, meydana gelen parça sıkıntılarında ISS içerisinde bulunan 3D yazıcılar ile geri dönüştürülmüş malzemeyi kullanarak parçayı basarak onarımı sağlıyor.
Uzay inşasında kullanılacak malzemeler üzerinde duracak olursak, ABS dışında farklı yapı malzemeleri mevcut. İlk olarak şeffaf alüminyum, uzayda inşa için kullanılacak en umut verici malzemelerden biridir. Safirden yüzde 85 daha sert olan ve oksidasyona, korozyona ve radyasyona dayanıklı seramik bir alaşımdır. Bir diğer malzeme olan grafen ise çeşitli projelerde kullanılan ve birçok avantajı olan inanılmaz bir malzemedir. Çelikten 200 kat daha güçlü, ancak ondan çok daha hafif olan 3D baskılı bir karbondur. Çok hafif olduğu için, onu uzaya taşımak ve çeşitli aletler, araçlar ve binalar inşa etmek için kullanmak oldukça kolay. Başka bir yapı malzemesi ise beton. Ulusal Uzay Derneği tarafından yapılan bir araştırmaya göre, beton uzayda üretim için faydalı bir malzeme olabilir. Özellikle betonun iki bileşeninden biri olan agrega ay tozu ile değiştirilebildiğinden, betonarme uzun bir yol kat edecek ve bu da daha güçlü bir ürün elde edilmesini sağlayacaktır. Kendi kendini onaran beton ve ışık üreten beton gibi gelişmelerin uygulanabilir hale geldiğini ve betonun uzay inşası için ucuz ve inanılmaz derecede kullanışlı bir malzeme olabileceğini söyleyebiliriz. Bu durum ise daha önce de bahsettiğimiz NASA’nın yürüttüğü yerinde kaynak ve yerinde inşa projeleriyle ilgili. Bu projeler sayesinde gidilen gezegendeki madenleri ve mineralleri kullanarak yapı malzemesi oluşturmak mümkün. Bu gelişmeler ve yapı malzemeleri sadece uzay inşası için gerekli gibi görülse de gelişmeleri sadece bu bağlamda sınırlandırmak yanlış olur, çünkü bu geliştirilen teknoloji ve uygulamalar sadece uzayda değil aynı zamanda Dünya üzerinde yapılacak inşaatlarda da büyük rol oynayacaktır. Bahsi geçen malzemelerin sürdürülebilirlik, dayanıklılık ve taşınabilirlik gibi birçok avantajı olduğunu görüyoruz. İşte bu sebeplerden ötürü yapılarda uygulanabilir olduğunu ve inşaat sektörüne etki edeceğini söyleyebiliriz.
Malzemelerin neler olması gerektiğini veya nereden elde edilebileceğini öğrensek de bu malzemelerin üretimi ve imalat aşamalarının da halledilmesi gerekmekte. İşte bu noktada Endüstri 4.0, başka bir deyişle 4. Sanayi Devrimi karşımıza çıkıyor. Endüstri 4.0’ın bizlere ne gibi faydalar sağladığını anlamak için biraz açacak olursak; Endüstri 4.0 otomasyonun bir üst düzeyini işaret etmektedir. Endüstri 4.0’ın ayırt edici özelliği üretim süreçlerinde rol oynayan tüm araç ve makinelerin sensörler ve İnternet aracılığıyla birbirleri ile iletişim halinde olup üretimin eş zamanlı düzenlenmesidir. İşte burada biraz hayal gücümüzü kullanalım ve kalıp halinde tuğla benzeri bir yapı malzemesinin üretim bandı ile üretilirken bir robotun da yapıyı inşa ettiğini düşünelim. Bu iki sistemin birbiri ile iletişim halinde ve eş zamanlı olarak birbirlerine veri paylaşmasıyla imalat aşaması optimize edilebilir. Endüstri 4.0’ın sağlamış olduğu bu teknolojik gelişmeler, yapısal bir tasarımı insansız bir şekilde inşa etmeye olanak sağlıyor.
Yazıda birçok konuya ve teknolojiye değindik. Bu gelişme ve teknolojilerin uzayda bir yapı inşa etmeyi kolaylaştırdığı gibi, Dünya’da da uygulanabilir olduğunu ve inşa sektörüne etki edebileceğini görüyoruz. İnşaat sektörünün büyük bir değişim çağına girdiğini görüyoruz ve bu gelişim ve dönüşümde rol oynayan kişilerden olmak için gelişmeleri takip etmeli ve inovasyona açık olmalıyız.
Bu yazı İstanbul Teknik Üniversitesi Mühendisliğe Hazırlık Kulübü’nün Teknik Boyut adlı dergisinde yayımlanmıştır.
Çok güzel bir yazı.