How a miniaturized atomic clock could revolutionize space exploration | Jill Seubert

Transcriber: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Çeviri: Nil Sanli Gözden geçirme: Giray Başbuğ

Six months ago,

Altı ay önce

I watched with bated breath

nesefimi tutarak

as NASA's InSight lander descended towards the surface of Mars.

Nasa'nın InSight aracının Mars yüzeyine doğru inişini izledim.

Two hundred meters,

İki yüz metre,

80 meters,

80 metre,

60, 40, 20, 17 meters.

60, 40, 20, 17 metre.

Receiving confirmation of successful touchdown

Başarılı inişin onayını almak

was one of the most ecstatic moments of my life.

hayatımın en heyecanlı anlarından biriydi.

And hearing that news was possible because of two small cube sets

Bu haberi almak, InSight ile Mars'a giden

iki küçük küp seti sayesinde mümkün oldu.

that went along to Mars with InSight.

Those two cube sets essentially livestreamed InSight's telemetry

Bu iki küp seti, temelde

InSight'ın telemetrisini canlı olarak Dünya'ya aktardı.

back to Earth,

so that we could watch in near-real time

Böylece InSight iniş aracının

as that InSight lander went screaming towards the surface of the red planet,

çığlıklarla kızıl gezegenin yüzeyine inişini,

hitting the atmosphere of Mars

saatte yaklaşık 19.312 km maksimum hız ile Mars'ın atmosferine çarpmasını

at a top speed of about 12,000 miles per hour.

neredeyse gerçek zamanlı izleyebildik.

Now, that event was livestreamed to us

Bu olay bize 144 milyon kilometreden fazla uzaklıktan

from over 90 million miles away.

canlı yayında aktarıldı.

It was livestreamed from Mars.

Mars'tan canlı yayımlandı.

Meanwhile,

Bu esnada

the two Voyager spacecraft --

iki Voyager uzay aracı --

now, these are these two almost unbelievably intrepid explorers.

bu ikisi neredeyse inanılmaz derecede cesur kaşiflerdir.

They were launched

İlk kez,

the same year that all of us here were being introduced to Han Solo

Han Solo'nun bize ilk tanıtıldığı yılda fırlatıldılar

for the first time.

And they are still sending back data from interstellar space

ve 40 yıldan fazla süredir hala yıldızlararası uzaydan

over 40 years later.

veri gönderiyorlar.

We are sending more spacecraft further into deep space

Uzayın daha da derinlerine

her zamankinden daha fazla uzay aracı gönderiyoruz.

than ever before.

But every one of those spacecraft out there

Ancak bu uzay araçlarının her biri,

depends on its navigation being performed

nerede olduğunun

ve daha önemlisi nereye gideceğinin söylenmesi için

right here at Earth

to tell it where it is and, far more importantly,

tam olarak burada,

Dünya'da yapılan navigasyona güveniyor.

where it is going.

And we have to do that navigation here on Earth for one simple reason:

Bu navigasyonu basit bir nedenden dolayı Dünya'da yapmak zorundayız:

spacecraft are really bad at telling the time.

Uzay araçları, zamanı söylemekte berbatlar.

But if we can change that,

Fakat bunu değiştirebilirsek

we can revolutionize the way we explore deep space.

derin uzayı keşfetme şeklimizde devrim gerçekleştirebiliriz.

Now, I am a deep space navigator,

Ben bir derin uzay navigatörüyüm.

and I know you're probably thinking, "What is that job?"

ve muhtemelen "Bu meslek de ne?" diye düşündüğünüzü biliyorum.

Well, it is an extremely unique and also very fun job.

Bu, son derece özel ve aynı zamanda çok eğlenceli bir iş.

I steer spacecraft,

Ben, bir uzay aracını

from the moment they separate from their launch vehicle

fırlatma aracından ayrıldığı andan,

uzaydaki hedefine ulaşacağı ana kadar yönlendiriyorum.

to when they reach their destination in space.

And these destinations -- say Mars for example, or Jupiter --

Bu istikametler -- mesela Mars veya siz söyleyin Jüpiter --

they are really far away.

gerçekten çok uzaktalar.

To put my job in context for you:

İşimi size şöyle anlatabilirim:

it's like me standing here in Los Angeles and shooting an arrow,

Düşünün ki burada, Los Angeles'ta, durarak bir ok atıyorum

and with that arrow, I hit a target that's the size of a quarter,

ve bu okla 25 kuruş büyüklüğündeki bir hedefi vuruyorum

and that target the size of a quarter is sitting in Times Square, New York.

ve bu 25 kuruş büyüklüğündeki hedef, New York, Times Meydanı'nda.

Now, I have the opportunity to adjust the course of my spacecraft

Güzergah boyunca

uzay aracımın seyrini birkaç kez ayarlama fırsatım var

a few times along that trajectory,

but in order to do that, I need to know where it is.

ama bunu yapmadan önce nerede olduğunu bilmem lazım.

And tracking a spacecraft as it travels through deep space

Bir uzay aracının derin uzaydaki yolculuğunu takip etmek

is fundamentally a problem of measuring time.

temelinde zamanı ölçme sorunudur.

You see, I can't just pull out my ruler and measure how far away my spacecraft is.

Gördüğünüz gibi, öylece bir cetvel çekip uzay aracımın uzaklığını ölçemem.

But I can measure

Ancak bir sinyalin

how long it takes a signal to get there and back again.

oraya gidip gelmesinin ne kadar zaman aldığını ölçebilirim.

And the concept is exactly the same as an echo.

Yankı konseptiyle tamamen aynı.

If I stand in front of a mountain and I shout,

Eğer bir dağın önünde durup bağırırsam,

the longer it takes for me to hear my echo back at me,

kendi yankımı duymam ne kadar uzun sürerse

the further away that mountain is.

dağ o kadar uzaktadır.

So we measure that signal time very, very accurately,

Bu sinyal süresini çok çok doğru bir şekilde ölçüyoruz

because getting it wrong by just a tiny fraction of a second

çünkü hesabı saniyenin çok küçük bir kısmı kadar yanlış yapmak,

might mean the difference between your spacecraft safely and gently landing

uzay aracınızın güvenli ve nazikçe başka bir gezegenin yüzeyine inmesi

on the surface of another planet

veya o yüzeyde başka bir krater oluşturması arasındaki fark

or creating yet another crater on that surface.

anlamına gelebilir.

Just a tiny fraction of a second,

Yalnızca küçücük bir saniye kayması,

and it can be the difference between a mission's life or death.

bir görevin hayatı veya ölümü arasındaki fark olabilir.

So we measure that signal time very, very accurately here on Earth,

Bu sinyal süresini burada, Dünya'da, saniyenin milyarda birinden

down to better than one-billionth of a second.

daha düşük bir hata payıyla oldukça kesin olarak ölçüyoruz.

But it has to be measured here on Earth.

Ancak bu, Dünya'da ölçülmek zorunda.

There's this great imbalance of scale when it comes to deep space exploration.

Derin uzay araştırmaları söz konusu olduğunda

büyük bir ölçek dengesizliği ortaya çıkar.

Historically, we have been able to send smallish things extremely far away,

Tarih boyunca, gezegenimizdeki çok büyük şeyler sayesinde

ufacık şeyleri çok uzağa gönderebildik.

thanks to very large things here on our home planet.

As an example, this is the size of a satellite dish

Örnek olarak, bu bizim derin uzaydaki bu araçlar ile

that we use to talk to these spacecraft in deep space.

konuşmak için kullandığımız bir uydu antenin boyutu.

And the atomic clocks that we use for navigation are also large.

Navigasyon için kullandığımız atomik saatler de büyük.

The clocks and all of their supporting hardware

Saatler ve tüm destek donanımları

can be up to the size of a refrigerator.

bir buzdolabı büyüklüğüne ulaşabilir.

Now, if we even want to talk about sending that capability into deep space,

Eğer bu yeterliliği de derin uzaya göndermekten bahsediyorsak

that refrigerator needs to shrink down

bu buzdolabının, bir çekmeceye sığabilicek boyuta küçülmesi gerekiyor.

into something that can fit inside the produce drawer.

So why does this matter?

Peki bu neden önemli?

Well, let's revisit one of our intrepid explorers, Voyager 1.

Şimdi cesur kaşiflerimizden Voyager 1'e tekrar bakalım.

Voyager 1 is just over 13 billion miles away right now.

Voyager 1, şu anda yaklaşık 21 milyar kilometre uzakta.

As you know, it took over 40 years to get there,

Bildiğiniz üzere oraya varması 40 yıl sürdü

and it takes a signal traveling at the speed of light over 40 hours

ve ışık hızında yolculuk eden bir sinyalin, oraya gidip gelme süresi

to get there and back again.

40 saatin üzerinde.

And here's the thing about these spacecraft:

Uzay araçları hakkında şunu söyleyebiliriz:

they move really fast.

Gerçekten hızlı hareket ediyorlar.

And Voyager 1 doesn't stop and wait for us to send directions from Earth.

Voyager 1 olduğu yerde durup bizim ona Dünya'dan talimat göndermemizi beklemiyor.

Voyager 1 keeps moving.

Voyager 1 hareket etmeye devam ediyor.

In that 40 hours that we are waiting

Dünya'da yankı sinyalini duymayı beklediğimiz o 40 saatte

to hear that echo signal here on the Earth,

Voyager 1 has moved on by about 1.5 million miles.

Voyager 1 yaklaşık 2,4 milyon kilometre daha ilerledi.

It's 1.5 million miles further into largely uncharted territory.

Büyük ölçüde keşfedilmemiş bölgeye doğru 2,4 milyon km daha.

So it would be great

Yani, bu sinyal zamanını

if we could measure that signal time directly at the spacecraft.

doğrudan uzay aracında ölçebilmemiz harika olurdu.

But the miniaturization of atomic clock technology is ...

Ancak atomik saat teknolojisinin minyatürleştirilmesi...

well, it's difficult.

bayağı zahmetli.

Not only does the clock technology and all the supporting hardware

Saat teknolojisinin ve tüm destekleyici donanımın

need to shrink down,

sadece küçültülmesini değil,

but you also need to make it work.

aynı zamanda çalışmasını da sağlamanız gerekir.

Space is an exceptionally harsh environment,

Uzay son derece sert bir ortamdır

and if one piece breaks on this instrument,

ve eğer bu cihazda bir parça kırılırsa,

it's not like we can just send a technician out to replace the piece

parçayı değiştirmek için bir teknisyen gönderip

yola devam etmek diye bir şey yoktur.

and continue on our way.

The journeys that these spacecraft take can last months, years,

Bir uzay aracının yolculuğu aylar, yıllar

hatta on yıllar sürebilir.

even decades.

And designing and building a precision instrument that can support that

Bunu destekleyebilecek hassasiyette bir alet tasarlayıp inşa etmek

is as much an art as it is a science and an engineering.

bilim ve mühendislik olduğu kadar sanattır da.

But there is good news: we are making some amazing progress,

Ama iyi haber şu ki inanılmaz bir ilerleme kaydediyoruz.

and we're about to take our very first baby steps

Yeni atomik uzay saati çağına doğru

into a new age of atomic space clocks.

ilk küçük adımlarımızı atmak üzereyiz.

Soon we will be launching

Yakında uzaya uygun,

an ion-based atomic clock that is space-suitable.

iyon bazlı bir atom saati piyasaya süreceğiz.

And this clock has the potential to completely flip the way we navigate.

Bu saatin, navigasyon tekniğimizi

tamamen değiştirme potansiyeli var.

This clock is so stable,

Bu saat o kadar kararlı ve zamanı çok iyi ölçüyor ki

it measures time so well,

that if I put it right here and I turned it on,

eğer onu tam buraya koyup açarsam

and I walked away,

ve uzaklaşırsam

I would have to come back nine million years later

saatin ölçümünün bir saniye kayması için

for that clock's measurement to be off by one second.

dokuz milyon yıl sonra geri dönmem gerekir.

So what can we do with a clock like this?

Peki böyle bir saatle neler yapabiliriz?

Well, instead of doing all of the spacecraft navigation

Bütün bu uzay aracı yönlendirmesini Dünya'dan yapmak yerine,

here on the Earth,

what if we let the spacecraft navigate themselves?

ya uzay araçlarının kendilerini yönlendirmesine izin verseydik?

Onboard autonomous navigation, or a self-driving spacecraft, if you will,

Derin uzayda hayatta kalacaksak

yerleşik özerk navigasyon veya kendi kendine giden bir uzay aracı

is one of the top technologies needed

if we are going to survive in deep space.

en ihtiyaç duyulan teknolojilerden biridir.

When we inevitably send humans to Mars or even further,

Kaçınılmaz olarak insanları Mars'a veya daha da ileriye gönderdiğimizde,

we need to be navigating that ship in real time,

Dünya'dan yönergelerin gelmesini bekletmeden,

not waiting for directions to come from Earth.

anlık olarak o gemiyi yönlendirmemiz gerekir.

And measuring that time wrong by just a tiny fraction of a second

Bu süreyi küçücük bir saniye hatasıyla ölçmek

can mean the difference between a mission's life or death,

bir görevin hayatı veya ölümü arasındaki fark olabilir --

which is bad enough for a robotic mission,

ki bu robotik bir görev için yeterince kötüdür.

but just think about the consequences if there was a human crew on board.

Gemide bir insan ekibi olsaydı ortaya çıkabilecek sonuçları düşünün.

But let's assume that we can get our astronauts

Fakat farz edelim ki astronotlarımızı

safely to the surface of their destination.

varış noktalarına güvenle götürebiliyoruz.

Once they're there, I imagine they'd like a way to find their way around.

Oraya vardıklarında, yollarını bulabilmek istediklerini hayal edebiliyorum.

Well, with this clock technology,

İşte, bu saat teknolojisi ile

we can now build GPS-like navigation systems

artık diğer gezegenlerde ve uydularda

GPS benzeri navigasyon sistemleri oluşturabiliriz.

at other planets and moons.

Imagine having GPS on the Moon or Mars.

Ay'da veya Mars'ta GPS'inizin olduğunu düşünün.

Can you see an astronaut standing on the surface of Mars

Arkasında Olympus Mons yükselirken

with Olympus Mons rising in the background,

Mars yüzeyinde duran bir astronotu

and she's looking down at her Google Maps Mars Edition

ve onun, telefonundaki Google Haritalar Mars Versiyonu üzerinden

to see where she is

nerede olduğunu görüp gitmesi gereken yere ulaşmak için

and to chart a course to get where she needs to go?

bir rota çizmeye çalıştığını görebiliyor musunuz?

Allow me to dream for a moment,

Bir an için hayal kurmama izin verin,

and let's talk about something far, far in the future,

çok uzak bir gelecek hakkında konuşalım.

when we are sending humans to places much further away than Mars,

İnsanları Mars'tan çok daha uzak yerlere göndermemiz

places where waiting for a signal from the Earth in order to navigate

ve onları yönlendirmek için

Dünya'dan sinyal bekletmemiz gerçekçi değil.

is just not realistic.

Imagine in this scenario that we can have a constellation,

Bu senaryoda

bir takım yıldıza, derin uzay boyunca dağılmış

a network of communication satellites scattered throughout deep space

navigasyon sinyalleri yayan iletişim uyduları ağına sahibiz

broadcasting navigation signals,

and any spacecraft picking up that signal

ve bu sinyali alan herhangi bir uzay aracının

can travel from destination to destination to destination

buradan oraya, oradan şuraya

with no direct tie to the Earth at all.

Dünya ile doğrudan hiçbir bağı olmadan seyahat edebildiğini düşünün.

The ability to accurately measure time in deep space

Derin uzayda zamanı doğru bir şekilde ölçebilme yeteneği

can forever change the way we navigate.

navigasyon şeklimizi sonsuza dek değiştirebilir.

But it also has the potential to give us some pretty cool science.

Ama aynı zamanda bize oldukça havalı bir bilim sunma potansiyeline de sahip.

You see, that same signal that we use for navigation

Navigasyon için kullandığımız aynı sinyal

tells us something about where it came from

bize nereden geldiği

ve antenden antene geçerkenki yolculuğu hakkında birkaç şey söyler.

and the journey that it took as it traveled from antenna to antenna.

And that journey, that gives us data, data to build better models,

Bu yolculuk, bize Güneş sistemimiz boyunca

better models of planetary atmospheres throughout our solar system.

daha iyi gezegen atmosferi modelleri oluşturmak için veri sağlar.

We can detect subsurface oceans on far-off icy moons,

Çok uzaklardaki buzlu uydularda yeraltı okyanusları tespit edebiliriz.

maybe even detect tiny ripples in space due to relativistic gravity.

Hatta kütleçekim sonucu uzaydaki küçük dalgalanmaları bile tespit edebiliriz.

Onboard autonomous navigation means we can support more spacecraft,

Yerleşik özerk navigasyon, evreni keşfetmek için daha fazla uzay aracını

more sensors to explore the universe,

ve daha fazla sensörü destekleyebileceğimiz anlamına gelir.

and it also frees up navigators -- people like me --

Aynı zamanda benim gibi navigatörleri,

to work on finding the answers to other questions.

başka soruların cevaplarını bulabilmeleri için serbest bırakır.

And we still have a lot of questions to answer.

Ve cevaplamamız gereken hala birçok soru var.

We know such precious little about this universe around us.

Etrafımızdaki evren hakkında o kadar değerli ama az şey biliyoruz ki.

In recent years, we have discovered nearly 3,000 planetary systems

Son yıllarda, kendi Güneş sistemimizin dışında

yaklaşık 3.000 adet gezegenler sistemi keşfettik

outside of our own solar system,

and those systems are home to almost 4,000 exoplanets.

ve bu sistemler yaklaşık 4.000 gezegene ev sahipliği yapıyor.

To put that number in context for you:

Bunu şöyle anlatayım:

when I was learning about planets for the first time as a child,

Küçükken, gezegenleri ilk öğrendiğim zaman

there were nine,

9 tane gezegen vardı,

Plüton'u saymazsanız 8.

or eight if you didn't count Pluto.

But now there are 4,000.

Ama şimdi 4.000 tane var.

It is estimated that dark matter

Karanlık maddenin, evrenimizin

makes up about 96 percent of our universe,

yaklaşık yüzde 96'sını oluşturduğu tahmin edilmekte

and we don't even know what it is.

ve biz bunun ne olduğunu bile bilmiyoruz.

All of the science returned

Tüm derin uzay görevlerimizden

from all of our deep space missions combined

elde ettiğimiz bilimin tamamı,

is just this single drop of knowledge

geniş bir soru okyanusunda

in a vast ocean of questions.

sadece bu tek damla bilgi.

And if we want to learn more,

Eğer daha fazlasını öğrenmek,

to discover more, to understand more,

bulmak, anlamak istiyorsak

then we need to explore more.

o zaman daha fazla keşfetmemiz gerek.

The ability to accurately keep time in deep space

Derin uzayda zamanı doğru hesaplayabilme yeteneği

will revolutionize the way that we can explore this universe,

evreni keşfetme şeklimizde devrim yaratacak

and it might just be one of the keys to unlocking some of those secrets

ve belki de özenle tuttuğu sırlarının bazılarının

kilidini açmanın anahtarlarından biri olacak.

that she holds so dear.

Thank you.

Teşekkürler.

(Applause)

(Alkış)