Katalog

UZAY ARA Uzaya çıkış yolları ve uydu yöri Dünya yörüngesine ilk uydunun yerleştirilmesinden bugüne 34 yıl geçtl. Uzaya seyahatlerin temel ilkelerini anlatan bu yazıda uyduların yörüngelerinde hangi ilkelere göre döndüğünü de okuyacaksınız. latanbul Ünlvareltosl OAzlemevl Çevirenler: Hülya Çalışkan, Hikmet Çakmak sıdır Eğer fırlatma ussunu ekvatorda yapabılırsenız bu etkıden maksımum bır kazanç sağlarsınız Çunku bu bolge yaklaşık 1 670 km/saat'lık (100 mıl/saatten bıraz fazla) bır hızla donmektedır Bu bolge doğanın bedava bır hedıyesıdır, boylece bunun avantajını da kullanabılırsınız U zay Çağı.ekım 1957'de Sputnık1ın fırlatılması ıle başladı O zamandan bert bı fırlatışlar azalmaksızın surdu, fakat yapma uyduların doğal cısımlerle aynı "yörungesel kurallar"a uyduğu her zaman doğru değıldır Burada uzay uçuşlarının ve yörungesel hareketın temel özellıklerı verılmeye çalışılacaktır Dunyanın ılk ınsan yapısı uydusunun arzın çevresınde yorungeye yerleştirilmesinden bu yana hemen hemen 32 yıl geçtı ve bugun butur bu ışler rutın bır duruma gel mıştır Hesaplanmış bır yorunge veya bır haberleşme uydusunun konumu ya da yörungede olan bır araçla buluşmayı gerçekleştırme teknıklerı şımdıye kadar olmadığı şekılde karmaşık gözukmektedır, fakat uzay seyahatı gerısındekı prensıplerı anlamak hıç de zor değıldır Şımdı uzay uçuşlarının temelındekı anafıkırlerın bazılarına göz atacağız Yörungesel hareket Bır uzay aracını bır yorungeden dığerıne ya da bır gezegenden dığer bır gezegene uçurmayı duşunmeden önce, yörungesel hareketın gravıtasyonel alandakı bır serbest duşme olayı olduğunun duşunulmesı gereklıdır Boyle bır hareket ayrıca ıvmelı bır harekettır Bazı kışıler bu duşun ceyı anlamakta zorlanırlar, çunku herkesın bıldığı gıbı uydular nıspeten sabıt hız larda hareket eder ve 'ıvmelı" hareketın hızın a.imasını sağlayan bır olay olduğu duşunulur Fakat bu tam boyle değıldır Yo rungesel hareket eğrı bır yol boyunca olan harekettır ve boyle bır şey uydu hızının sabıt kalmasına rağmen hareket doğrultusunun sabıt olarak değışmesıne sebep olur Ayrıca bır hızın buyukluğunu belırten skaler değerı ıle ılgılenmıyoruz, uydunun ha reket doğrultusunu ve dolayısıyla buyukluğunu belırten vektör değerı ıle ılgılenıyoruz Ivme, hızın (yalnızca surat değıl) değışımı olarak tanımlanır ve hızın veya ha reket doğrultusunun ya da her ıkısının de ğışımı olarak nıtelendırılebılır Isaac Newton yörungesel hareketı ıvmelı hareket olarak duşundu Çunku uydu ıle daha ağır merkezı cısım arasındakı çekım kuvvetı, uydunun hareketını doğru bır yol boyunca surdurmesını engelleyerek eğrı bır yorunge çızmesıne neden olur Nevvton'ın hareket kanunları herhangı bır cısmın bır kuvvet uygulanmadıkça sabıt kalacağını ya da unıform hareketıne devam edeceğını belırtır Uygulanan herhangı bır kuvvet etkılenen cısmın kutlesı ıle orantılı olarak bır ıvmeye sebep olacaktır Ay boyle bır cısımdır Gravıtenın etkısıyle Dunya'ya doğru serbest bır duşme goste recek şekılde hareket etmektedır Gerçek te Dunya'nın merkezıne uzanan bır doğ ru boyunca radyal olarak hareket etmektedır ve ayrıca hızın oldukça buyuk bır teğetsel bıleşenı de vardır Bu ıkı bıleske hareketın sonucu olarak Ay'ın yorungesı Dunya'nın yuzeyını kabaca çevreleyen bır eğrı halıne gelır Boylece Ay, Dunya'dan hep aynı mesafede kalır ve yorungesı boyunca "serbest duşer" (Şekil1). Pekı uyduları Dunya yorungesıne yerleş tırmek ıçın devasa roketlere nıçın ıhtıyaç duyarız? Çunku ancak bu şekılde uzay aracını, yerçekımıne karşı arz atmosferı nın uzerındekı bır noktaya çıkartabılırız (böylece hava dırencınden kurtulmuş olu ruz) Sonra araç çekım kuvvetıne goıe doğru bır açıda yonlendırılerek uygun bır hıza getırılır ve böylece serbest duşme yolu arz etrafında kapalı bır halka halıne gelır (Bkz. Şekll 2) Kayıtlara göre alçak bır Bu dört diyagram halen yörungede olan blr uyduyla buluşmaya kalkışıldığında çıkacak problemleri bellrtmektedlr (a), A hedefi, B uzay aracınm Onündedlr. (b) de gösterllen yol. araç hızının arttınlmasmın blr aonucudur Uydu daha uzun ve dolanım pertyodu büyuk blr ellpse geç mektedlr ve A'nın gerislnde kalmaktadır (c)de lae aracın uygun mlktar yavaşlatılmaamın etklsl görülrrmktedlr Böytece uydu daha kısa penyotlu bır yunıngeye geçmekte ve buluşma (d) dekı gıbı bir yurunge Içınde gerçekteştirilmektedlr Işte bu nedenle Cape Canaveral Ussu US topraklarındakı uygun en duşuk en lemde t.işa edılmıştır Bu ussun yaklaşık 28 5 derece kuzey enlemıne sahıp olma sı dığer bır problemı ortaya çıkartır, şoyle kı Bu usten ıtıbaren mevcut olan butun yorungeler ekvator duzlemıyle 285 dereceye eşıt ya da daha buyuk bır açıda eğım yaparlar (Bkz. Şekll 3) Bu, Dunya çevrt* sındekı herhangı bır yorunge duzlemının Dunya'nın çekım merkezınden etkılenmesı gereklılığınden dolayıdır Ayrıca fırlatma ussu ekvatorda olmadığı surece buyuk enlem daıresı çevresınde dolanan bır yorunge meydana gelmez Cape Canaveral'dan doğuya doğru fırlatılan butun roketler yorungenın ılk çeyreğınden sonra ekvatordan geçerler ve yarım yorunge sonra guney yarımkurede 285 derece guney enlemıne ulaşırlar Dunya çevresınde bır dolanımın tamamlanmasında roketın tekrar Cape Canaveral uzerınden geçmesını umabılırız Fakat gerçekte bu olmaz Araç tekrar 285 derece kuzey enlemıne erıştığınde, yaklaşık 90 dakıkalık bır yorunge perıyodu suresın ce Dunya da eksenı etrafında yaklaşık 22 5 derece (saatte 15 derece) donmuş olacak tır Bunun sonucu olarak uzay aracı gerçekte Cape Canaveral'ın batısında Mek sıka'dakı Rıo Grande uzerınden geçer (Bkz. Şekil 4). Uydunun yaklaşık on altı dolanımından sonra Dunya tam bır turunu tamamlamış olacak ve uydu Cape Canaveral uzerınden tekrar geçmış olacak yorunge ıçın (yaklaşık yerden 160 km yukarıda) bu hız yaklaşık 28 bın 235 km/saat (17545 mıl/saat) kadardır Araç yorungeye oturtulduktan sonra ro ket motorları durdurulur ve herhangı bır dış etkı olmaksızın hıçbır değışıklık meydana gelmez Uzay uçuşlarının idaresi Oldukça karmaşık ve hassas bır aletın yorungeye yerleştırılmesı korkunç derece de pahalı bır ıştır Çok uygun yakıt ve teknıklerın kullanılması halınde bıle uzay uçuşları, projenın her aşamasında oldukça yuksek ağırlık ve yakıt tuketım malıyetıne sahıptır Bu nedenle genellıkle belırlı çalışma ılkelerı takıp edılır Bılınmesı gereken temel ılkelerden bırı daıma roketlerınızı fırlatma ussunuzun doğusuna dog ru fırlatmanızdır Bunun nedenı Dunya'nın kendı eksenı etrafında bu yonde donme Yer yüzeylnden yaklaşık 40 000 km yöksellktokl dalresel blr yörungedekl blr uydu, dunyanın kendl eksenl etra tında dolanım suresine eşlt olan blr günlük yörünge pertyodune sahlp olacaktır Unlu yazar Arhur C Clarke. böyle blr yörungede ve tam ekvator düzleminde bulunan blr uydunun, her zaman ekvatordakl aynı blr nokta üzerinde görüleceğlnl ve bökjesel haberleşmeler Içln büyuk yarar sağlayacağını bellrtmlştlr Isaac Ntwton, blr topu terk eden güllenln hamkatlnl şunerek Ay'ın yOrungesel hareketınl açıkladı Kuvvet madan ya da çok az blr barutla gulle yere duşsr Gı nlspeten kuvvetll bır atışla atılırsa çeklm etklslyle blr t boyunca duşer fakat duşme mesafesl çok buyukse £ le yere dogru duşmeslnı surdururken yer zemlnı de B oranda alçalma gösterecek, yenl, gülleyer mesateaı I aynı kalacak ve güllenln çlzdlğl yol blr yörünge hallne lecektlr 2354