Göktuğ Gencehan Artan* / goktug@teops.com.tr *TEOPS CTO’su
TEOPS olarak, elektro optik sistemleri de içeren projelerde; sistem mimarisi belirleme, optik ve mekatronik tasarım yapma, sistem bileşenlerini entegre etme ve üretim yapma süreçlerini yerine getirebilen, alanında uzman bir çözüm ortağıyız. Optik sistem mühendisliğinin, savunma ve havacılık sektöründe faaliyet gösteren tüm kuruluşlar için büyük önem taşıdığını biliyoruz ve bu alandaki kabiliyetlerimizle bir dizi hizmet sunuyoruz. Optik sistem mühendisliği konusunda, sektörde bir farkındalık yaratmayı da kendimize misyon edindik.
Türk savunma ve havacılık sektörü, özgün çözümlerinin yelpazesini ve derinliğini geliştirdikçe, özel mühendislik alanlarında ihtiyaç duyulan uzmanlık da artıyor. TEOPS olarak, sahip olduğumuz optik sistem mühendisliği birikiminin ve uzmanlığının, sektörümüzde eksiliği hissedilen bir konu olduğunu değerlendiriyoruz. Bu kapsamda, optik sistem mühendisliği konusundaki farkındalığı arttırmayı, kendimize bir hedef olarak seçtik. Bu makalede, optik sistem mühendisliği konusunun önemini, yaşanmış örneklerle birlikte anlatacağız.
Optik Sistem Mühendisliğinin Önemi
Optik sistem tasarımı, çok disiplinli (multidisipliner) bir iştir. Optik tasarım; optomekanik tasarım, sensör tasarımı, mekanik tasarım, yapısal ve ısıl analizler, elektronik tasarım, yazılım geliştirme, algoritma tasarımı, üretim, bütünleme, test, doğrulama ve kalite kontrol gibi pek çok farklı sürecin birleşiminden oluşur. Başarılı bir optik sistemin geliştirilmesi, ancak bunların tümünden sorumlu kişilerin birbiri ile eşgüdüm halinde çalışması ve etkin bir iletişim kurması ile gerçekleşebilir. Bu eşgüdümü ve iletişimi kuran kişiler ise optik sistem mühendisleridir.
Ayrıca projenin sonunda; entegrasyon, test ve doğrulama kısmında karşılaşılabilecek tüm durumların, projenin başında öngörülmesi ve tasarımlara girdi olması da ancak bu konuda ciddi deneyimi olan optik sistem mühendisleri tarafından yapılabilir.
Bu tabloda, optik sistem mühendisliğinin, optik projelerinin başarılı bir şekilde tamamlanabilmesi için kritik öneme sahip olduğu görülebilir.
Optik alanında dünyanın en önemli projeleri olarak nitelendirebileceğimiz Hubble Uzay Teleskobu’nun ve James Webb Uzay Teleskobu’nun geliştirme projelerinde yaşananlar, optik sistem mühendisliğinin önemini ortaya koyuyor.
Hubble Uzay Teleskobu
Hubble Uzay Teleskobu’nun tasarımı, 1970’lerde başladı ve bütçesi 1,5 milyar dolar (enflasyon etkisi katıldığında günümüz parasıyla 14,2 milyar dolar) olarak belirlendi. Hem yaşanan bütçe sıkıntılarından hem de Challenger Uzay Mekiği’nin yaşadığı kazanın ardından Uzay Mekiği Programı’na ara verilmesinden dolayı, gecikmeli olarak 1990 yılında uzaya fırlatıldı. Hubble Uzay Teleskobu, yörüngeye oturduğunda, uzaya gönderilen en büyük teleskop ve geliştirilen en karmaşık optik sistemdi.
Yıllar boyunca bu projede görev alan insanlar, Hubble Uzay Teleskobu’nun görüntü almasını heyecanla beklemişti. Daha önce hiç görüntülenmemiş yıldızlar ve galaksilerin yüksek çözünürlüklü ve net görüntüleri yerine bulanık görüntüler ile karşılaşıldığında ise büyük bir hayal kırıklığı ile hata analiz çalışmaları başlatıldı.
Hata analiz çalışmalarının sonucunda, görüntü kalitesi düşüklüğünün ana ayna üretimi esnasında oluşan küresel kusurlardan kaynaklandığı anlaşıldı. Bu hatanın arkasındaki temel sebebin, ayna üretilirken alınan ölçümlerin yanlış yorumlanması olduğu tespit edildi.
Bu hatayı gidermek için düzeltici optikler geliştirildi ve 1994 yılında uzayda teleskoba monte edildi.
Buradaki hatanın önlenmesi için pek çok fırsat olmasına rağmen, yanlış sistem mühendisliği bakış açısı uygulandığı için bu fırsatlar kullanılamadı. Bu olayın ardından, optik sistemi geliştiren firma, optik birimini kapatmak durumunda kaldı ve itibarı kalıcı bir şekilde zedelendi.
NASA’nın bu teleskop için hazırladığı hata analiz raporuna göre:
- Çok zorlu bir tasarım olmasına rağmen aynanın üretiminde optik alanında yeterli bilgi veya tecrübesi olan kimsenin olmaması,
- Üretim birimi ile optik tasarımcılar arasındaki iletişim eksikliği,
- Teleskoptan sorumlu firmanın, firma-içi iletişim kanallarının yeterince açık olmaması ve yeterince gözden geçirme faaliyetinin gerçekleştirilmemesi,
- Firmadaki kalite güvence personellerinin optik bilgisinin yetersiz olmasından dolayı test sonuçlarındaki hataların fark edilememiş olması,
en çok dikkat çeken hata kaynaklarıdır.
Bu sorunların yanı sıra zaman kısıtlamalarından dolayı projenin gözden geçirme ve kalite güvence konularının arka planda bırakıldığı ve projede çalışan pek çok kişinin optiğin temelleri ile ilgili bilgi eksikliğinin bulunduğu da yapılan tespitler arasında yer aldı.
Ayrıca böyle büyük bir projede, projeye bütünüyle bakıp farklı birimlerin birbiri arasındaki iletişimi sağlayacak, optik konusunda deneyimli bir optik sistem mühendisinin olmamasının da bu kadar basit bir hatanın yapılmasına sebep olduğu sonucuna varıldı.
Yaşanan bu olayın ardından, optik sistem mühendisliği başta olmak üzere sistem mühendisliğine verilen önem arttı.
James Webb Uzay Teleskobu
Çok yoğun bir sistem mühendisliği çalışmasını da içeren James Webb Uzay Teleskobu’nun tasarımına, 2005 yılında başlandı. Bu teleskop, hem Hubble’dan 6 kat fazla ışın toplama kapasitesine sahip hem de Hubble’ın sadece yarısı kadar ağır.
James Webb Uzay Teleskobu’nda, birbiri içine katlı şekilde uzaya gönderilen 18 adet aynanın uzayda açılıp hassas bir şekilde konumlanıp, hizalanarak ana aynayı oluşturması sağlandı. Teleskop, bu yılki fırlatışının ardından, istenen başarımda görüntüler sağlamaya başladı.
James Webb Uzay Teleskobu’nun, Hubble’a kıyasla karmaşık bir sistem olmasına rağmen sorunsuz bir şekilde görevine başlamasının arkasında, çok ciddi bir sistem mühendisliği çalışması yer alıyor.
Türkiye’deki Mevcut Durum
Türkiye’de, optik alanında akademik eğitim seviyesi, yurt dışındaki örneklerle karşılaştırıldığında ne yazık ki yeterli değildir. Bu seviyenin arttırılmasına devam edilmelidir.
Bazı üniversitelerin fizik ve fizik mühendisliği bölümlerinde optik konusunda eğitim sağlanıyor. Ancak bu eğitimler hem yeterince uygulamaya yönelik değil hem de sanayide ve uygulamada karşılaşılan süreçleri yeterince içermiyor. Optik mühendisliği bölümü ise bildiğimiz kadarı ile henüz hiçbir üniversitede bulunmuyor.
Dolayısıyla ülkemizde optik mühendisliği daha çok yüksek lisans seviyesinde veya işe girdikten sonra uygulama üzerinden öğreniliyor. Mevcut optik sistem mühendisleri ise optik mühendisi olarak çeşitli projelerde 5-10 yıl çalışan kişilerin arasından çıkıyor. Yurt dışı ile bu tecrübeyi karşılaştıracak olursak; yurt dışında sistem mühendisliği birimlerinin çalışanlarının ortalama deneyiminin 15-20 yıl olduğu görülüyor. Ülkemizde, bu alanda uzun yıllar çalışmış kişilerin deneyimlerinden en verimli şekilde yararlanmak için, bu kişileri projelerde sistem mühendisi olarak değerlendirmek faydalı olacaktır.
Sonuç
Dünya genelinde olduğu gibi ülkemizde de optik alanında giderek artan teknolojik gelişmeler ve bu gelişmeler sonucu ortaya çıkacak olan ürünlerin, zamanında ve düşük maliyet ile üretilebilmesi için öncelikle eğitim alanına önem verilmesi gerekiyor. Üniversitelerdeki ders çeşitliliğinin arttırılması, sanayide çalışan tecrübeli optik mühendislerinin öğrencilerle sık sık buluşturulması, başta enstitüler olmak üzere optik alanında çalışan kurum ve kuruluşların öğrencilere kapılarını açması ve bilgilerini paylaşması, ülkemizin optik sistem mühendisliği açığını kapatmak için atılacak önemli adımlar arasında yer alıyor.
Biz de TEOPS olarak, bu konuda farkındalık yaratmaya ve elimizden gelen desteği vermeye devam edeceğiz.
544 Toplam Görüntüleme, 5 Günlük Görüntüleme