Cambridge Üniversitesi öncülüğündeki uluslararası bir ekip, evrenin kozmik karanlık çağlarından kalma bir hidrojen sinyalini aramak üzere kompakt CosmoCube uydusunu Ay yörüngesine göndermeyi planlıyor. Ay’ın uzak tarafında uzay aracı, her iki saatlik yörüngenin yaklaşık 40 dakikası boyunca Dünya kaynaklı radyo girişiminden korunacak; bu da Dünya’dan mümkün olmayan ölçümler yapmasına yardımcı olacak. Görev, ilk yıldızlar ortaya çıkmadan önceki bir dönemi inceleyebilir ve karanlık maddenin erken dönemdeki rolüne ilişkin kanıt sağlayabilir.
Temel bilgiler
- CosmoCube, küçük bir kabin valizi büyüklüğünde, Birleşik Krallık’ta geliştirilen küçük bir uydudur.
- Kozmik karanlık çağlar ve Kozmik Şafak sırasında hidrojen atomlarının yaydığı 21 santimetre çizgisini gözlemlemek üzere tasarlanmıştır.
- Uydu, Dünya’nın radyo gürültüsünden uzakta, Ay’ın arkasından geçerken 10 ila 50 MHz frekanslarında gözlem yapacaktır.
- Ekip, iki yıl sürmesi beklenen görev boyunca 1.000 saat veri toplamayı hedefliyor.
- Proje Birleşik Krallık Uzay Ajansı’ndan fon aldı ve araştırmacılar beş yıl içinde fırlatılabileceğini umuyor.
Neden Ay’ın karanlık tarafı kullanılacak?
Ay’ın karanlık tarafı, uzay aracı uzak taraftayken Ay kütlesinin Dünya’dan gelen gürültüyü engelleyebilmesi nedeniyle CosmoCube’un gözlem stratejisinde merkezi önem taşıyor. Dünya tabanlı çalışmalar iki büyük engelle karşılaşıyor: İyonosfer ilgili düşük frekansları engelliyor; FM radyo, telekomünikasyon ve uydular ise zayıf kozmik sinyali bastırabilecek girişim oluşturuyor.
Hedef, Büyük Patlama’nın ardıl ışıması ile ilk yıldızların oluştuğu Kozmik Şafak arasındaki dönemde hidrojen atomlarından gelen 21 santimetre çizgisidir. Ekip bu dönemi yaklaşık 150 milyon yıl süren ve doğrudan gözlemlenmemiş bir evre olarak tanımlıyor. Bir tespit, araştırmacıların evrenin karanlık ve neredeyse boş bir durumdan bugün görülen yapılara nasıl dönüştüğünü incelemesine olanak tanıyacak.
CosmoCube neyi ölçecek ve bu neden önemli?
CosmoCube, Ay yörüngesinde açılacak uzun ve hafif bir anten kullanarak, erken dönem hidrojeninden gelen son derece zayıf radyo yayımını 10–50 MHz aralığında ölçmeye çalışacak. Bu ölçüm, araştırmacıların ilk yıldızlar ve galaksilerin oluşumunu incelemesine ve karanlık maddenin erken evrende hidrojeni bir araya getirmeye nasıl yardımcı olduğunu araştırmasına katkı sağlayabilir.
Uydunun uzak taraf geçişleri sırasında, uzayı görmeye devam ederken sinyali gözlemlemek için gerekli korumayı elde etmesi bekleniyor. Projenin bilimsel planı ayrıca, aranan yayımın çok daha parlak radyo ön planlarından, özellikle de Samanyolu’ndan gelen yayımlardan ayrılmasına dayanıyor.
Küçük uydu, zor bir ölçüm için nasıl tasarlandı?
Uzay aracı, RF-Systems-on-Chip teknolojisine dayalı tamamen entegre minyatür bir radyometre kullanacak. Gökyüzü sinyalini Dicke anahtarlamalı bir kalibratör aracılığıyla yerleşik referans kaynaklarıyla tekrar tekrar karşılaştıracak; bu sürecin, aksi hâlde kozmik bir sinyale benzeyebilecek elektronik sürüklenmeleri ve iç gürültüyü düzeltmesi amaçlanıyor.
Veriler Dünya’ya döndükten sonra araştırmacılar, ön plan gürültüsünü gidermek için Bayesçi istatistik yöntemleri kullanmayı planlıyor. Ayrıca antenin gökyüzü üzerindeki tepkisini yeniden oluşturmak ve kalan bozulmaları çıkarmak için bilgisayar benzetimlerini uçuş sırasındaki ölçümlerle birleştirmeyi planlıyorlar.
Surrey Space Technology Limited, SSTL-21 platformunu Birleşik Krallık’ta geliştiriyor. Cihaz geliştirme çalışmaları, çalışan laboratuvar prototiplerini ve çevresel testleri içeriyor. Cambridge’in akademik ortakları arasında Portsmouth Üniversitesi ve STFC RAL Space bulunuyor; Malta’dan da katılım var. Ekip ayrıca, görev maliyetlerini 50 milyon avronun altında tutmayı hedefleyen Avrupa Uzay Ajansı’nın mini-Fast missions Call for Ideas çağrısına katıldı.
Bu, araştırmacılar ve üniversiteler için ne anlama geliyor?
Araştırmacılar için CosmoCube, yer tabanlı radyo teleskoplarının gereken frekanslarda yapamadığı gözlemlere önerilen bir erişim yolu sunuyor. Katılımcı üniversiteler ve araştırma kuruluşları için görev; kozmoloji, radyo cihaz tasarımı, uzay aracı ısıl testleri, kalibrasyon ve istatistiksel veri analizini bir araya getiriyor. Çalışmada Cambridge Üniversitesi, Portsmouth Üniversitesi, STFC RAL Space, Surrey Space Technology Limited ve uluslararası ortaklar yer alıyor.
Sessiz Ay radyo ortamını koruma yarışı
Proje, Ay’ın uzak tarafının radyo astronomisi ve başka görevler için daha geniş ilgi gördüğü bir dönemde geliyor. CosmoCube ekibi, ABD, Hindistan ve diğer ülkelerden görevlerin Ay’ın radyo sessizliğinden yararlanmak üzere planlandığını belirtiyor; bu da olağanüstü sessiz gözlem ortamının sonsuza dek değişmeden kalmayabileceği anlamına geliyor.
Önerilen görevin ayrıntıları 2026’da Nature Astronomy dergisinde yayımlandı. Çalışma kısmen Birleşik Krallık Uzay Ajansı, Kavli Vakfı ve Birleşik Krallık Araştırma ve İnovasyon’un parçası olan Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi tarafından desteklendi.
Sık sorulan sorular
CosmoCube bu gözlemleri neden Dünya’dan yapamıyor?
Dünya’nın iyonosferi, CosmoCube’un kullanmak üzere tasarlandığı 10–50 MHz frekanslarını engelliyor; radyo yayınları, telekomünikasyon ve uydular da girişim yaratıyor. Ay’ın uzak tarafındaki geçişler, uzay aracı ile Dünya arasına Ay’ı yerleştirerek bu karasal gürültüyü azaltacak.
CosmoCube ne zaman fırlatılabilir?
Araştırmacılar CosmoCube’un beş yıl içinde fırlatılabileceğini umuyor. Proje Birleşik Krallık Uzay Ajansı’ndan fon aldı; cihaz çalışmaları ise laboratuvar prototiplerini, çevresel testleri ve SSTL-21 uzay aracı platformunun geliştirilmesini içeriyor.
