Katalog

UZAY TEKNOLOJİSİ J EOLO Jİ Uzay merdivenimiz: Yerin merkezine Roketler yolculuk Huzad tTÜ Grubu oketlerın, XII asırda Çınlıler tarafından kullanıldığını görmekteyız Daha sonra Moğohstan ve Arabıstan'da da kullanılmıştır Roketlerle uğraşan ılk Turk, Hezarfen Ahmet Çelebı'dır Yedı kollu fuzesıyle, padışahın ve vezırlerın önunde göklere yukselen Çelebı, yardımcı kanatlarla Boğaz'ın serın sularına ınmeyı başarmıştır Avrupa'da XIX yy başlarında, roket uzerıne çalışmalar başladı 1841 'de Charles Colıghly "Buharlaçalışan roket" ıle ılgılı btr patent aldı Ancak, uygulamaya geçemedı Gunumuz roketçılığının temelı, Rus bılgını Konstantln Edvvard Zlolkovski tarafından atıldı 17 yıl sonra 1919 yılında, Amerıkalı bılgın Robert Hutchings Goddard ılk sıvı yakttlı roketı ateşledı Roketçılık, Hıtler Almanyası'nda buyuk btr sıçrama yaptı Hermann Oberth 1923 yılında, sıvı oksıjen ve alkolle çalışan bır roketı ımal ettı II Dunya Savaşı sırasında, bu bılgın aracılığıyla Almanya, ılk gudumlu mermılerı Londra uzerınde denedı II Dunya Savaşı'ndan sonra Hıtler'den kaçan Almarı bılgınlerı, Amerıka ve Rusya'dakı ro,ket çalışmalarmda önemlı gelışmeler başlattılar 1950'lerden ıtıbaren, Amerıka ve Rusya korkunç bır uzay yarışına gırıştıler Dığer ulkeler de bu alanda gerı kalmamak ıçın çalışmalara başladı 1957 yılında, SSCB'nın fırlattığı roket ıle ınsanoğlunun ılk kalıcı uydusu "SPUTNIK1" yörungeye oturdu 4 ay sonra Amerıka, JupıterC ısımlı roketle, EXPLORER (Kaşıf) uydusunu uzaya fırlattı Böylece "FINISH"ı bulunmayan uzay yarışının, START'ı verıldı Yarışmacılar yıldızlara doğru hâlâ koşmaktadırlar Ya bız? Galıba daha hıç başlamadık Kımyasal roketler, oldukça duşuk verımle çalışabılmektedırler 1 kg faydalı yuku uzaya gönderebılmek ıçın yaklaşık 100 kg'a ıhtıyaç vardır Bunun sebebı, fuzelerın yakıtlarını yanlarında taşımak zorunda olmalarıdır Roketler, motor, yakıt depoları, faydalı yuk bolumu ve yardımcı donanımlar olmak uzere dort kısma ayrılabılır En önemlı kısmı, motor bölumudur Gunumuz motorlarından yeterlı verım alınamamaktadır Aya gıdecek bır roket egzoz gazı çıkış hızı, yaklaşık 12000 m/sn olmasına karşın, Pratıkte ancak 4000 m/sn lık bır hıza varılabılmektedır Bu sorun roket dızayncılarını, cok kademelı roketlerın ınşasına yoneltmıştır Roket motorları, tahkık sıstemlerı bakımından uç kısma ayrılabılır R leceğı daha parlaktır Istenıldığl anda durdurulup, tekrar çalıştırılabılmesı, yakıcı ve yakıtın ayrı ayn saklanabılmesı (dolayısıyla patlama tehlıkesının az oluşu) gıbı ustuniüklere sahıptır Bır muhendısın roket dızayn ederken bınlerce parametreyı goz önune alması gerekmektedır Yanmış gazların çıkış hızı, özgul ıınpuls, sıcaklık, motor soğutma sıstemı gıbı bırçok unsur, oluşacak sısteme etkı eder Bu tur motorlarda, yakıcı ve yakıt tanklarından gelen sıvılar, motorun puskurtme bölumunde bırbırlerıne karıştırılır ve yanma sağlanır Oluşan yuksek sıcaklığı önlemek uzere motor, yakıcı, yakıt veya her ıkısı ıle bırden soğutulabılır Karışan yakıt, 1/1000 sn gıbı çok kısa surelerde reaksıyona gırer Sonuçta, yuksek bır ısı açığa çıkar Bu ısı, yanma urunlerının kınetık enerjılerını artırarak, gazların korkunç bır hızla luleden dışarı fırlamasını sağlar Puskurtme sonucu roket, muthış bır kuvvetle ılerı atılır Jeolojideki ilerlemeler şaşırtıcı sonuçlar elde edilmesine yol açıyor. Çeviri: Murat Arın er'ın merkezı, New York kentıne Honolulu'dan daha yakın olmasına karşın, bılım adamları ıçın yıldızlar kadar erışılmezdır Yakın geçmışe kadar, bınlerce kılometre derınlıktekı Yer çekırdeğı gızemını koruyordu Şımdı bu durum değışmeye başladı Geçen ıkı yıl ıçınde, gözlemleme yöntemlerındekı teknolo|ik devrımler sayesınde bılım adamları, gezegenımızın ıç yapısını çarpıcı ayrıntılarla resmetmeye başladılar Bılım adamlannın "gorduklerı" çok şaşırtıcı Şekılsız bır erıyık demır kuresi olmaktan çok uzakta olan çekırdeğın, dağlarla suslenmış ve okyanuslarm eşdeğerındekı, duşuk özgul ağırlıklı sıvılann basıncıyla oluşmuş bır yuzeyı var Hatta, çekırdekte garıp bır yağmur bıçımı bıle Çekırdeğın ustüne doğru demır parçacıkları serpılıyor Ve butun bunlar, sıcaklığın belkı de guneş yuzeyının sıcaklığına eşıt olduğu bır bölgede gerçekleşıyor Yer'ın çekırdeğını betımleme sıradan bır akademık çalışma değıl Depremlerı, volkanları ve otekı jeolojık olayları anlamak, gezegenın mantosundakı kuvvetlerı belırlemekten geçiyor (Manto Yer'ın kabuğu ıle çekırdeğı arasında yer alan yaklaşık 2900 km kalınlığındakı katman) Mantonun hareketlerı, çekırdek tarafından belırlenıyormuş gıbı gozukuyor Erıyık merkez aynı zamanda elektromanyetık bır dınamo gıbı hareket edıyor ve Yer'ı guneşten gelen yuksek enerjılı parçacıklardan koruyan bır manyetık alan yaratıyor Yer bılımındekı yenı dönem, 1981 yılında bılım adamları Yer'ın derınlıklenndekı Y II Enerjiyi nükleer reaksiyon yoluyla sağlayan roket motorları Kımyasal reaksıyonların, enerji kapasıtelerının kâfı gelmemesınden dolayı, yuksek fırlatma hızları sağlanamamaktadır Bu yuzden, nukleer reaksıyonla enerjı sağlanması uzerınde çalışmalar yapılmaktadır Böyle bır reaksıyonla, kımyasal roket lerin enerjısınden mılyonlarca kat daha fazlası elde edılebılecektır 1955'lerden bu yana atom reaktörlu motorlar, deneme safhasındadır Bu projelerın başlıcalan ROVVER, KIWI, NERVA projelerıdır Orneğın, KIVVIA projesınde 9000 m/sn gıbı olağanustu gaz çıkış hızı sağlanmıştır Bu hız, ROVVER projesınde 90000 m/sndır Muhendıslerın çözmesı gereken sorunların başında, motorun 35004000 K arası sıcaklığa dayanamaması ve erımesı gelmektedır Fakat bu motorlarda faydalı yukun, toplam ağırlığa oranı %16dolayındadır Orion projesi Atomun parçalanmasıyla oluşan enerjıyı kullanacak olan bu motor hâlâ teorık safhadadır Sıstemın temelı, atomun parçalanmasından ortaya çıkan ener|inın, bırbırını ızleyen dalgalar halınde uzay aracına etkı ettırılmesıdır Itme kuvvetı, elektromanyetık ve buharlaşan parçacıkların meydana getırdığı enerjıden oluşur Enerjı dalgaları, taşıtın darbe önleyıcılerıyle guçlendırılmış yuzeyıne çarpmaktadır Yapılan hesaplara göre bu sıstem, çıkış hızı, 15000 m/sn olan kımyasal yakıtlı sısteme eşdeğer bulunmuştur YER İ MERKEZİNE YOLCULUK N f I Enerjiyi ısı yoluyla sağlayan roket motorları Bu tıp roket motorları, bunyesındekı kımyasal reaksıyonla oluşan ıtme kuvvetını kullanırlar Kımyasal motorlar katı, sıvı veya hem katı hem de sıvı yakıtlı motorlar olmak uzere uç ktsma ayrılabılır Muhendısıer, 3mSç!3r:na 9" uygun seçımı bunlara göre yaparlar örneğın, uzay mekığı, ıkı katı ve bır sıvı yakıtlı motor unıtesınden oluşan, karmaşık bır mekanızmayla yörungeye oturtulur Fransız Arıane fuzesı de sıvı dımetılhıdrazın (UDMH) yakıtını kullanır Tam bır katı yakıtlı füze ıle yörungeye ulaşmak hemen hemen ımkânsızdır Çunku, verımı çok duşuktur Dolayısıyla katı yakıtlar, ancak yardımcı sıstem olarak kullanılabılırler Genellıkle havaı fışekçıhkte, asken alanda ve gudumlu mermılerın yapımında kullanılırlar Uzay çalışmalarmda, sıvı yakıtların ge Bu yöntem hâlâ teorık safhadadır Genellıkle uzay araçları ıçın geçerlıdır Einsteın'ın E » M C ! formülü uyarınca eldekı butun yakıt, %100 oranında enerjıye çevnlebılırse elde edılecek hız da aynı duzeyde artar Uzayın herhangı bır bölgesıne suratle ulaşılabılır Halen kımyasal yakıt ıle elde edılen enerjının 1011 katına ulaşmak mumkündür III Enerjiyi ışıma ile sağlayan roket motorları IV Enerjiyi dışardan sâğlsyan roket motorları Teorık safhada o\âu tU sıstem, uzay araçları ıçın geçerlıdir Guneş'ten Dunya'ya 1 3 Kw/m2 lık bır enerjı ıletılmektedır Enerjı, ışık demetı basıncı halınde, ıtme kuvvetıne dönuşturülebılır Bu yontemle 1/10000 gr lık bır ıtme sağlanâbıhr Orneğın, arabanın farları yandığında oluşan ışık huzmesı, arabaya ve bıze 1010 kg kadarlık bır ıtme uygulayabılır Bu kuvvetler çok kuçuk olmalarına rağmen uzayda yararlı olabıhr Venl g»lı»m«lerden tonra tjılım adamları çeklrdekmamo aınırının Yer In yuzaylna b«nz«y«n karşı blçlmları olabilaccğinl llarl auruyorlar T". * «'«ıokyanua » ^ • Erlvlk kıya ~ ^ ÇtMrctok Erlylk damir 0*mlr ya^muru Metal parçacıklar ııınınTTfr depremlerden kaynaklanan ve tum gezegenı etkıleyen tıtreşımlerın karmaşık bır sıstemden kaynaklandığını öğrendıklerı zaman başladı Bılım adamlannın çekırdekle ılgılenmeden önce, tum sısmık bılgılerın yuzeye ula şırken geçtıklerı mantoyu anlamaları gerekıyordu 1984 yılında, Harvard grubu, o gune kadar yayımlanmış en ayrmtılı manto harıtasını oluşturdu Verıler, depremlerden kaynaklanan basınç dalgalarının ın celenmesıyle elde edıldı Dalgalar, man tonun soğuk bolgelerınde hızlı, sıcak bolgelennde daha yavaş hareket edıyorlar Ilk kez mantonun bukucu etkılerını yeterlı bıçımde gosteren bır harıtaya sahıp olan jeofızıkçıler, çekırdeğın kendısını derınlemesıne ıncelemeye başladılar Super bılgısayarları kullanarak, 3 000 ıstasyondan toplanmış mılyonlarca sısmolojık gozlemı bırleştırerek tek bır tablo oluşturdular Harvard grubu, basınç dalgalarının, Yer'ın eksenıne paralel olduklarında, dık oldukları zamandan daha hızlı gıttıklerını ortaya çıkardı Bu durum, katı ıç çekırdek krıstal olsaydı açıklanabılırdı, böylece, dalgalar değışık eksenler boyunca değışık hızlarda ılerleyecektı Caltech Sısmolo|i Laboratuvan'ndan (ABD) araştırmacılar demır yağmurunun varlığını ortaya çıkar dılar Onlara göre, çekırdeğın kutup bolgelerı bıraz yassı ve ekvator bölgelerınden bıraz daha soğuk oluyorlar ikı bölge arasındakı sıcaklık farkı bır tur |eolojık hava sıstemının oluşumuna yol açıyor ve demır parçacıkları sureklı olarak çekırdeğe doğru "yağıyorlar" Bu senaryo, basınç dalgalarının değışık hızlarda ılerlemelerınden daha çok şeyı aydınlatabılır, Yer'ın manyetık alanının kaynağını açıklayabılır Mer mılyon yılda bır kere manyetık kuzev ve guney açıklanamaz bır şekılde yer değıştırmektedır Öncekı yıllarda ılerı surulmuş bır kurama göre, çekırdekmanto sınırındakı gırdaplar, değışmeye yol açan elektromanyetık karmaşıklıkların artmasına neden oluyor Bazı bılım adamları, demır parçacıkları yağmurunun gırdaplara gereklı enerjıyı sağlayabıleceğı nı belırtıyorlar Son buluşla rın ışığında bılım adamlannın çekırdeğın yapısı ve dınamığı konusunda çok ayrıntılı bılgılen var En azından, jeolojinın ötekı alanları bılım adamlannın "tabloyu" daha lyı anlayabılmelerı ıçın yeterınce ıierlemış du rumda ' Baner|ee, 'Her dısıplınde olçum yeteneklerımız öyle gelıştı kı, soKarşıkabuk nunda bırçok 90320 km yontemle çekırkalınlıtındakl katı kaya değı ınceleyebıldık' dıyor Yer ın merkezındekı gıZömiere mak ıçın uzun zaman savaşan bılım adamları ıçın bulmacayı çözmek şımdı Karşıdajlar daha kolay goz ukuyor11