Bilim kurgu sinemalarında, geleceğin uzay araçlarının karanlık unsur üzere egzotik kaynaklardan yakıt alacağı sıklıkla hayal edilir. Lakin Kaliforniya Üniversitesi, UC Davis’ten iki mühendis, o aşamaya gelmeden, derin uzayın enerjiyi kullanmak için potansiyel bir kaynak olabileceğini gösteren deneysel bir motor geliştirdi. Bu motor, yıldızlararası seyahati desteklemeyecek kadar küçük ölçekte olsa da, ileriye hakikat kıymetli bir adım olabilir.
12 Kasım’da Science Advances mecmuasında tanıtılan bu yeni motor çok daha mütevazı bir maksada sahip ve yalnızca seralara ve öteki binalara havalandırma sağlamayı hedefliyor. Stirling motoru olarak bilinen bu kolay aygıt, ısı farklılıklarını mekanik güce çeviriyor.
Bu motoru özel kılan şey ise, gereksinimi olan soğuk kısmı sağlamak için derin uzayın soğukluğunu kullanması. Grup, motorun “sıcak” kısmının Dünya’daki doğal sıcaklık geldiğini, “soğuk” kısmının kaynağının ise “çok, çok soğuk fakat tıpkı vakitte çok uzakta olan derin uzay” olduğunu açıklıyor.
Çalışmanın kıdemli müellifi Jeremy Munday, “Aslında uzaya fizikî olarak dokunması gerekmiyor; yalnızca uzayla radyasyon yoluyla etkileşime girmesi yeterli” diyor.
Isı farkını mekanik güce çevirmek
Stirling motorları, öbür motorların bilakis, “bir fincan sıcak kahve ile etrafı ortasındaki üzere sadece küçük sıcaklık farklılıkları olduğunda” inanılmaz derecede verimli çalışıyor. Munday, anahtar noktanın motorun sıcak ve soğuk kısımlarının açıkça ayrılmış olmasını sağlamak olduğunu belirtiyor.
Yeni motoru geliştirmek için Munday ve yüksek lisans öğrencisi Tristan Deppe, ticari olarak temin edilebilen bir Stirling motorunda sadece kolay bir değişiklik yaptı. Bir dizüstü bilgisayardan biraz daha büyük olan kare halinde bir panel ürettiler ve bunu ısı yayan bir anten misyonu görmesi için kullandılar.
Antenin yere bakan tarafı, Dünya yüzeyinden ısıyı emmesini sağlamak için alüminyum bir temasla toprağa bağlandı. Başka taraf, yani gece gökyüzüne bakan yüzeyi ise derin uzaydan ve Güneş’ten gelen kızılötesi radyasyonu yakalamasını sağlayan özel bir boya ile kaplandı.
Munday, “Bu teknolojiyi başkalarından ayıran şey, birçok motorun yakındaki sıcaklık farklarıyla çalışmasıdır” diyor ve devam ediyor: “Bizim için, yakınımızda sıcak Dünya var, lakin uzayın soğukluğu çok, çok uzakta. Yaptığımız sıçrama ise, bu şeyler birbirinden uzak olsa bile, onları radyasyon yoluyla birleştirebilmemiz.”
Munday ve Deppe, bir yıl boyunca laboratuvar dışında bir alanda aygıtlarını test etti. Gün batımından sonra, kurdukları sistemin kare antenlerinin iki tarafında yaklaşık 10 santigrat derecelik bir sıcaklık farkı olduğunu gördüler. Bu ısı farkı, metrekare başına en az 400 miliwatt mekanik güç üretmek için kafiydi. Bu güç, bir fanı ve küçük bir elektrik motorunu direkt çalıştırmaya yetiyor.
Seralar için otonom havalandırma
Ancak araştırmacılar için en umut verici deney, küçük bir sera içinde gerçekleştirdikleri test oldu. Bu test için motorun volanını özel bir fan kanadıyla değiştirdiler ve düzeneğin bir seranın gece havalandırılmasına yardımcı olup olamayacağını gözlemlediler.
Şaşırtıcı bir formda, fanın seranın sıcaklığını düzenlemek için kâfi hava akışı sağladığı görüldü. Araştırmacılar, bu yalnızca birinci prototip olduğu için, teknoloji üzerindeki daima iyileştirmelerin ve ölçeklendirmenin, “halka açık yerlerde sağlıklı teneffüs havası sağlamak ve seralarda nem ve CO2 düzeylerini düzenleyerek bitki büyümesini teşvik etmek için büsbütün pasif bir usul sağlayabileceğini” belirtiyor.
UC Davis, bu tasarım için süreksiz bir patent müracaatında bulunmuş durumda…
