ABD’nin Temmuz 1962’de gerçekleştirdiği ve bilinen en güçlü hidrojen bombası testi olan Starfish Prime, gökyüzünde bıraktığı devasa izin yanı sıra birçok uyduyu sarmıştı. Eğer bilim insanlarının uzay yolcukları için oluşan riske dikkat çektikleri araştırmaları olmasaydı, Soğuk Savaş uzay keşfinde çok ağır bir yara açabilirdi.
ABD Hava Kuvvetleri 9 Temmuz 1962 tarihinde bir ton ağırlığındaki W-49 nükleer savaş başlığını Pasifik Okyanu’sunda 400 kilometre yüksekliğe ateşledi. Tarihe en yüksek irtifalı ve en güçlü nükleer bomba denemesi olarak geçen Starfish Prime, 1.44 megatonluk bir şiddet ile patladı. Pasifik Okyanusu’nun büyük kısmından görülebilen kırmızı bir aurora gökyüzünü kapladı ve Hawaii, Tonga ve Samoa’ya kadar sayısız adada gözlemlendi. Patlamanın elektromanyetik şok dalgası, 1.287 km ötedeki Oahu’daki elektrik sistemlerini çökertti.
Bazılarına göre Starfish Prime kulağa fazlasıyla zor gelen bir hipotezi sınamak için gerçekleştirilmişti. Amaç, düşük Dünya yörüngesinde (LEO) yaşanan nükleer patlamaların Van Allen radyasyon kuşaklarını genişleterek Sovyet Rusya tarafından ateşlenecek kıtalararası füzeleri durduracak bir kozmik bariyer oluşup oluşmadığını anlamaktı. Aslına bakılırsa bu mantık dışı bir yaklaşım değildi. Starfish Prime’ın Van Allen kuşaklarına boşalttığı yüksek miktardaki enerji, ateşlenmesinden sadece dört ay sonra Telstar 1 iletişim uydusunun arızanlamasına neden oldu. Öte yandan, bazıları kuşakların çok fazla radyasyon ile dolmasından ve bunun 1967-68’de gerçekleştirilmesi planlanan ilk Apollo görevlerini engelleyeceğinden korktu. Apollo uzay araçları radyasyon enjekte edilen kuşaklardan geçmek zorunda kalacaktı ve kimse radyasyonın astronotlara nasıl bir etki yapacağını kestiremiyordu.
NASA’nın planlama alanındaki yan firmalarından Bellcomm için çalışan D.B James ve H.J Schulte, NASA’ya 5 Ekim 1962’de gönderdikleri raporda Starfish Prime’ın Ay görevlerine nasıl bir etkide bulunacağını analiz etti. NASA Goddard Uzay Merkezi’nde görevli Wilmot Hess’in, Starfish Prime sonrasında Van Allen kuşaklarında ne kadar radyasyon oluşacağına dair çalışmasından yola çıkarak, düşük Dünya yörüngesi için model hazırladılar. Hess’in çalışması, genişleyen iç Van Allen kuşağının düşük limitini yerden 865 km olarak belirlemişti.
İlginçtir ki, Starfish Prime’dan sadece iki gün sonra NASA Apollo Ay görevleri için Ay Yörüngesi Buluşma Noktasını (LOR) belirledi. LOR kapsamında Ay görevi insanlı iki uzay aracı tarafından gerçekleştirilecekti: Bir kumanda gemisi ve bir de küçük Ay iniş aracı. Her ikisi, Apollo uzay görevi olarak Saturn V roketi ile ateşlenecekti.
LOR, Dünya Yörünge Buluşma Noktası (EOR) planının yerine seçildi. James ve Schulte tarafından hazırlanan EOR kapsamında, insanlı tek bir uzay aracı LEO noktasına gönderilecek, ardından insansız bir yakıt tankeri ateşlenecekti. Sonrasında, LEO noktasında Ay’a yolculuk başlayacaktı. NASA’nın kararına rağmen James ve Schulte LOR ve EOR Apollo görevleri için yolculuğun yapılacağı kozmik bölgenin radyasyon miktarını hesapladı. Muhtemelen çalışmaları LOR için riskli miktarlar ortaya çıkması halinde EOR’u bir B planı olarak akıllarda tutmaktı.
EOR ve LEO rotalarının radyasyon ile savaşı
James ve Schulte, bir EOR Apollo uzay aracı Ay’a yolculuğa başlamadan önce Dünya’nın etrafında saatte 405 kilometre hızla en az altı defa dönmesi gerekecekti. Yörünge konumu ile ekvatora 28.5 derece olmalıydı. Cape Canaveral uzay üssünden yapılacak ateşlemenin ardından, yer kontrolcüleri EOR uzay aracının kesin rotasını belirleyecekti. LEO noktasına ulaşmak ve yakıt tankeri ile kenetlenmek yörüngede 2.5 tur gerektirecekti. Yakıt ikmali ve yolculuğun ikinci kısmına hazırlık, iki ek tur anlamına gelecekti. Ardından, bir yarım tur sonrasında EOR Apollo uzay aracının yörünge düzlemi Ay’a yola çıkmak için hizalanacaktı.
Bellcomm araştırmacıları, Hess modeline dayanarak EOR Apollo astronotlarının LEO noktasında Ay’a hareket öncesi 4 rad radyasyona maruz kalacağını hesapladı. En yüksek radyasyon miktarı, Atlantik üzerinde Brezilya’dan Güney Afrika’ya kadar uzanan manyetik alanı geçtikleri beşinci ve altıncı yörüngede ortaya çıkacaktı. Van Allen kuşaklarında bozulma yaşanan ve “Güney Atlantik Anomalisi” olarak bilinen bu noktada, Van Allen kuşakları Dünya’nın yüzeyine 160 km kadar alçalıyor. Eğer EOR Apollo astronotları LEO’dan vaktinde ayrılamazsa, Güney Atlantik Anomalisi’nin en geniş olduğu bölgeyi kat etmeleri gerekecek ve 7 ile 10’uncu yörüngeleri kapsayan bu süreçte yörünge başına 6 rad radyasyona maruz kalacaklardı.
James ve Schulte’nin hesabına göre LOR Apollo astronotları yer kontrolcüleri yörüngelerini kesin bir şekilde belirlerken yerden 400 km yükseklikte olacaktı. Bir yarım yörünge daha ilerledikten sonra uzay aracının yörünge düzlemi Ay ille hizalanacaktı. Güney Atlantik Anomalisi’nden 1,5 yörünge boyunca uzak kalmayı başaracaklar ve bu sayede Van Allen kuşaklarından alacakları LEO radyasyon dozu sadece 0.02 rad’da kalacaktı.
Hem LOR hem de EOR modlarında, astronotlar Van Allen kuşaklarını geçerken 16 rad doz alacaklardı. Böylece, EOR astronotlarının alacağı mimimum doz 20 rad olurken, LOR astronotları 16.02 rad doz kapacaktı. İkilinin hesapları, düşük Dünya yörüngesinde patlatılacak olası yeni nükleer bombaların, Ay yolculuklarında astronotların maruz kalacağı radyasyon oranını ciddi ölçüde artıracağını gösterdi. Notlarına göre, Uranyum-238 içeren bir bomba kuşaklardaki radyasyonu “100 kat artırabilirdi.”
James ve Schulte, Van Allen kuşaklarının Dünya’nın ekvatoruna göre konumlandığını ve kutuplarını içermediğini de not düşmüştü. Uyarıları, eğer Van Allen kuşakları radyasyon nedeniyle geçilmez hale gelirse, astronotları kutup noktalarından yapılacak ateşlemeler ile kuşakların aralalıklarından Ay’a göndermek zorunda kalacaklarıydı. İşin kötüsü, Cape Canaveral uzay üssü kutup ateşlemeleri için oldukça ters konumlanmıştı ve uzay araçlarının yoğun nüfuslu Küba ve Brezilya şehirlerinin üzerinden geçmesi gerekebilirdi. James ve Schulte kutuplardan ateşlemeler yapabilecek bir ülkenin nükleer bombalar ile diğer ülkelerin Van Allen kuşakları üzerinden astronot göndermesini engelleyebileceğini belirtti. Hiç isim vermediler ancak geniş Arktik kıyıları ile kimin uzay yarışında ABD’yi saf dışı bırakabileceğini çok açık ortaya koydular: Sovyet Rusya.
İnsanlık akıl mantığa uyarak düşük Dünya yörüngesinde bir daha nükleer bomba testi yapmaya kalkışmadı. Val Allen kuşaklarındaki radyasyon oranı da Starfish Prime’ın ateşlenmesinden birkaç yıl sonra normal seviyeye indi. Dahası, ABD ve Sovyet Rusya Ağustos 1963’te atmosferde nükleer silahların test edilmesini yasaklayan anlaşmaya imza atarak astronot ve kozmonotların imza atacağı birbirinden önemli başarının önünü açmış oldu.
Gelsin Gagarin’ler, Armstrong’lar, Komorov’lar ve Eugene Cernan’lar…
