Son Dakika

Okunan haber:

Denizlerin, tarımın ve uzayın geleceği üzerine bir bakış


futuris

Denizlerin, tarımın ve uzayın geleceği üzerine bir bakış

In partnership with

Okyanus derinliklerinden kozmosun genişliğine kadar, bilim insanları dünyamızı ve uzayı yeni teknolojiler sayesinde daha iyi anlamaya çalışıyor. Futuris’in bu bölümünde deniz, toprak ve uzayın günümüz kâşifleriyle buluşuyoruz.

Denizlerin binlerce kilometre derinliklerinde hayat

Uluslararası bir grup araştırmacı Atlantik Okyanusu’nun ekosistemleri hakkında uzun süren bir araştırma yaptı. ATLAS adlı Projenin koordinatörü Edinburgh Üniversitesi’nden Profesör J. Murray Roberts hedeflerini şu şekilde açıklıyor:

“Okyanuslar bir çok yönden değişikliğe uğruyor. Zamanla daha asitli ve küresel iklim gibi daha sıcak hale geliyor. Ayrıca okyanus akıntılarında da değişmeler oluyor. Bunların nedenini daha iyi anlamamız lazım.”

Deniz bilimcileri, okyanuslardaki değişim oranının tarihte eşi benzerinin görülmediğini söylüyor. Değişimin nedenlerini daha iyi anlamak için Kuzey Atlantik derinliklerinde ve çevresinde 25 bölgede bir Avrupa araştırma projesi planlandı.

İspanya Oşinografi Enstitüsü, Deniz ekolojisi uzmanı,Covadonga Orejas Saco del Valle:

“İlk kez bu kadar derine inebildik. Bu robot sayesinde benzersiz görüntüler elde ettik. İnsan gözlerinin daha önce hiç görmediği gizli bölgeleri ziyaret ettik. Böylece organizmaların dağılımını ve toplulukların kompozisyonunu inceleyerek buradaki ekosistemin işleyişi hakkında daha fazla bilgi sağlamış olduk.”

Uzaktan kumandalı deniz altı robotları yüksek basınca karşı dirençli. Bu robot, Azores takımadalarının yakınında bir deniz dağını incelemek üzere denizin 2 bin metre altına gönderiliyor.

Profesör J. Murray Roberts “Denizin derinliklerini, gitmeden anlayamazsınız. Deniz altı robotu en derin yerlerde araştırmacıların elleri gözleri oluyor. Bu sayede geniş alanları yüksek çözünürlüklü kameralarla gözlemliyor ve oralarda yaşayan canlı örneklerini incelemek için su yüzüne çıkartabiliyoruz.” diyor.

Deniz Biyoloğu Joana Boavida’ya göre temel biyoçeşitlilik alanlarından alınan örnekler, Akdeniz’deki deniz organizmaları ile Atlantik okyanusu arasındaki genetik bağlantıları anlamaya yardımcı oluyor.

“Buralar anlamak ve korumak için kritik öneme sahip alanlar. Canlı topluluklar arasındaki bağlantılar hakkındaki bilgi, sualtı genetik kaynaklarının Avrupa düzeyinde iyi yönetilmesini planlamak için mutlaka gereklidir.”

ATLAS Projesi sayesinde elde edilen yeni bilgiler Bu yeni bilgi, okyanusların devam eden iklim değişikliğine ve derin deniz tabanı kaynaklarının gelişmekte olan endüstriyel sömürüye nasıl tepki vereceğini anlamamıza yardımcı olacaktır.

Tarımsal verilerin hasat edilmesi

Tarım sektörünü daha verimli ve aynı zamanda çevre dostu yapmaya çalışan yeni teknolojiler için Avrupa araştırma projesi kapsamında Ukrayna’da bazı çalışmalar yürütülüyor.

Tarım arazilerinin yüksek çözünürlüklü görüntülerini çekmek için özel kamera taşıyan insansız hava araçlarından faydalanılıyor. Araştırmacı Mykola Lavreniuk’a göre bilgisayar tarafından kontrol edilen insansız hava aracı sayesinde uzay uydularının çekebileceğinden çok daha ayrıntılı fotoğraflar elde ediliyor.

“Hangi tarım ürününün nerelerde büyüdüğünü açıkça bize gösteren çok ayrıntılı drone imajlarını inceliyoruz.”

Projede çalışan bir diğer araştırmacı Bohdan Yailymov, tek tek mahsuller hakkında ayrıntılı istatistiksel verileri toplamak için özel bir mobil uygulama ve geniş açılı fotoğraf kameraları kullandıklarını belirtiyor.

“Ürünün statüsünü – nasıl geliştiğini, nasıl büyüdüğünü, yetiştirme döneminde hangi evrelerden geçtiğini, mümkün olan en iyi hasat zamanını bilmek istiyoruz.”

Uzay araştırma enstitüsünün ekibi Ukrayna genelinde 5000’den fazla tarlada denendi. Nataliia Kussul, tarım arazilerinin imajlarını tek bir haritada birleştirmek için verileri, yapay zeka algoritmaları kullanan bir yazılım modeline yüklüyor.

“Çok sayıda görüntü verisine sahip olduğumuzdan bunları otomatik olarak işlemek zorundayız. Bunu yapmak için insan beyninin veri tanıma yeteneklerini taklit eden entelektüel yöntemler ve modeller geliştiriyoruz. Bu bilgisayar sistemi tarım alanlarında oluşan arazi yüzeylerini ve ana kültür türlerini otomatik olarak tanıyor ve sınıflandırıyor.”

Farklı kıtalardaki çeşitli ülkelerde test edilen SIGMA projesi Koordinatörü Sven Gilliams, sistemin tarımsal üretimle ilgili verileri dünya çapında elde ederek hasat tahminine ve gıda fiyatlarındaki artışları küresel düzeyde azaltmaya yardımcı olabileceğini söyledi.

“Bitki haritalama, tarımsal istatistikler, üretim izlemeyi – ama aynı zamanda bazı tarımsal değişikliklerin çevresel etkisini de bu siteler üzerinden farklı tekniklerle test ediyoruz. Ve sonuçlara dayanarak, global ölçekte uygulanabilecek daha sağlam teknikler elde ediyoruz.”

Uzayda bir milyar yıl geçmişe gitmek mümkün

Radyo teleskopları uzayın gittikçe daha uzak kısımlarını ortaya çıkarmaktadır. Bir teleskop ne kadar büyükse, o kadar hassastır. Burada Cambridge’de bilim insanları kıtalararası ölçekte bir gözlemevi tasarlıyorlar.

Avustralya ve Güney Afrika’da kurulacak dünyanın en büyük radyo teleskopunun bir prototipi Cambridge Üniversitesi’nde tasarlandı. Kilometre Kare Dizisi (SKA) adı verilen birbirinden uzakta kurulu istasyonlar durağan anten setleri olarak kullanılacak.

Radyo dalgaları uzmanı Eloy de Lera Acedo tasarladıkları aleti şöyle açıkladı:
“Noel ağacı gibi görünen bu metal kollar, gökyüzünden foton toplamakta ve elektrik akımına dönüştürdükten sonra bunları üst kısmındaki anten vasıtasıyla elektronik verilere dönüştürmektedir. Burada, şu beyaz kutuda, anten vasıtasıyla toplanan elektrik akımını süper bilgisayarlarımız tarafından incelenebilecek şekle dönüştüren elektronik gereçler var.”

Küçük antenlerin bir dizi halinde birleştirilmesi, muazzam bir çanak teleskobu maliyetinin çok altında olmasına karşın aynı sonucu sağlıyor.

Araştırmacı Jeff Wagg proje ile ilgili, SKA, radyo astronomisinin evriminde kesinlikle bir sonraki safhayı temsil ediyor. Plan, burada gördüklerinize benzer anten gibi biri düşük frekanslı bileşenden iki tür teleskoptan 130 bin adet inşa etmek. Orta-yüksek frekanslı çanak takımlarından da iki yüz tane üretip, Güney Afrika’ya yerleştirmek.” dedi.

Wagg ayrıca 2020 başlarından itibaren faaliyete geçtiğinde, SKA’in evrenin başlangıcıyla ilgili temel atomik bileşenleri hakkında yeni verileri ortaya çıkarması beklediklerini söyledi.

“Büyük patlamadan yaklaşık 1 milyar yıl sonra, Samanyolu gibi galaksilerin çok erken dönemlerinden bugünkü zamana kadar olan evrim sürecinin 3-boyutlu bir gaz filmini yapabildiğinizi hayal edin.”

Dünyanın en büyük teleskobunu inşa etmek, lojistik de dahil olmak üzere pek çok açıdan zahmetli bir iş. Fakat SKA’in Avustralya kısmı için planlanan 130 bin anten, ucuz, kolay monte edilebilir ve son derece dayanıklı olarak tasarlandı.

Eloy de Lera Acedo: “Anten içindeki tüm elektronik aksamlar içine girecek kumdan korunmalıdır. Antenlerin mekanik tasarımı, saatte 160 km’nin üzerinde esen rüzgarlara ve çöl havasının tüm diğer zorluklarına karşı yeterince dayanıklı olmalı.”

Avustralya ve Güney Afrika’daki SKA teleskopları tek bir kıtalararası gözlemevi olarak işlev görecek. Her bir antenin sinyallerini gerçek zamanlı olarak işleme koymak benzeri görülmemiş bir hesaplama gücü gerektiriyor.

Bilimsel Veri İşlemcisi Uzmanı Rosie Bolton bunu nasıl sağlayacaklarını şöyle anlattı:
“Temel olarak, her iki SKA sitesinde birer süper bilgisayar kurulacak. Ki bunlar dünyadaki tüm bilgisayarların toplam gücü kadar ya da daha büyük olacak. SKA için Bilim Veri İşleyicisine gelen veri hızı, dünya İnternet trafiği toplamından daha büyük gerçekleşecek. Bu nedenle burada muazzam bir sistemden bahsediyoruz.”

Hollanda’daki tasarlanan bilimsel bir ekipman, SKA’in nasıl işleyeceği konusunda daha iyi bir fikir vermekte. Toplam 40 bin antenli LOFAR – “Düşük frekanslı dizi” – şu anda dünyada türünün en büyüklerinden biri sayılıyor.

Michiel van Haarlem, LOFAR’ın merkez bölgesinde 25 istasyon var. Hollanda’nın etrafındaki istasyonlarla birlikte Almanya’da, Polonya’da, İsveç‘te, Fransa’da ve İngiltere’de uluslararası istasyonlarımız var. Yakında İrlanda’da da bir tane olacak.” diye belirtti.

Optik fiber kablolar, gökyüzünün haritalarını çıkarmak için LOFAR çekirdeğini uzaktaki istasyonlarla, tüm sinyallerin birleştirildiği merkezi işleme tesisine bağlıyor.

Michiel van Haarlem:
“Birbiriyle bağlantılı uluslararası istasyonlar gökyüzündeki ince ve keskin ayrıntıları görebilmenizi sağlıyor. İstasyonlar bu şekilde paket halinde bir araya getirilmeseydi bu mümkün olamazdı.”

Enstrüman Mühendisi Gijs Schoonderbeek, belirli bir yönden gelen radyo dalgalarını senkronize ederek, tek tek antenlerin her birinden gelen sinyalleri birleştiren bilgi işlem panolarını gökyüzündeki belirli bir noktaya odaklayarak tasarladıklarını belirtti.

“Gökyüzünün belli bir yerinden gelen tüm sinyaller tutarlı bir şekilde bir araya getirilir. Bu nedenle aynı evrede bulunurlar. Uygun şekilde bir araya gelen sinyaller bu yerlerin ortalamasını meydana çıkarır.”

SKA, inanılmaz miktarda veriyi sayısız fiber optik bağlantı yoluyla aktaracak. Bu tip ticari cihazların her birinin maliyeti yaklaşık 1000 avro’dur. Fakat araştırmacı Peter Maat standart bir USB portuna uyan basit ve düşük maliyetli bir çözüm tasarladıklarını söyledi.

_“Bağlantı başına fiyatı 25 avroya indirdik. Böylece maliyette çok önemli bir kar elde etmiş olduk. Küçük takılabilir modül teknolojisi sayesinde istediğinizi elde edebiliyorsunuz.”

Önümüzdeki yıllarda 3 bin kilometrelik bir alanı kaplayacak dünyanın en büyük teleskopu inşa edilmiş olacak. Gökyüzünü şimdiye dek olduğundan on kat daha hızlı bir şekilde ölçerek gökbilimcilere benzersiz bir çözünürlük ve hassaslıkta veriler sağlayacak ve yaşadığımız evren hakkında daha fazla bilgi edineceğiz.

ALL VIEWS

Görmek için tıklayın
Bir sonraki konu

futuris

Via Lactea: "Samanyolu yıldız doğuran bir organizma"