Uyduları ve uzay aracını, tonlarca yakıt taşıyan roketlere koyarak uzaya fırlatıyoruz. Yakıtlar, rokete Dünya yüzeyinden uzaklaşmaya yetecek kadar enerji verir. Dünya’nın kütle çekimi nedeniyle, en büyük, en ağır uzay aracı, en büyük roketlere ve en itici güce ihtiyaç duyar.
Bir roket nasıl kalkar?
300 yıldan daha uzun bir süre önce, Isaac Newton adlı bir bilim insanı, nesnelerin nasıl hareket ettiğini açıklayan üç temel yasa ortaya koydu. Bu yasalardan biri, uygulanan her kuvvet için bu kuvvete eşit ve zıt bir tepki olduğunu söyler. Roketlerin nasıl çalıştığının arkasındaki en önemli fikir budur.
Bir fırlatmanın resimlerini veya videolarını görürseniz, roketin altından dumanlar çıkaran egzozu görürsünüz. Egzozda çıkanlar, roketin itici gazlarının yanmasından kaynaklanan alevler, sıcak gazlar ve dumandır.
Egzozdan çıkan bu sıcak gazlar ve dumanlar, roketin motorundan yere doğru bir kuvvet uygular. Etki kuvveti budur. Buna karşılık olarak, roket yerden kalkarak ters yönde hareket etmeye başlar. Tepki gücü budur.
Bir roket fırlatıldıktan sonra devam eder mi?
Roket havalandığında Dünya’nın kütle çekimi roketi aşağı çekmeye devam eder. Roket, yakıtlarını yakıp egzozdan dışarı attığında, bu, itme adı verilen yukarı doğru bir kuvvet yaratır. Roketi fırlatmak için, roketi yukarı iten itme kuvvetinin roketi aşağı çeken kütle çekimi kuvvetinden daha büyük olması gerekir yani yeterli itici kuvvete ihtiyacı vardır.
Bir roketin, atmosferin üzerine çıkarak Dünya’nın çevresinde kavisli bir yol izlemesi için saatte en az 28 646,3232 kilometre hızlanması gerekir. Bu, zemine geri çekilmemesini sağlar. Ancak nereye gitmek istediğinize bağlı olarak bundan sonra ne olacağı farklıdır.
Dünya'nın Yörüngesine Nasıl Dönülür:
Diyelim ki, Dünya'nın yörüngesinde dolanması için bir uydu fırlatmak istiyorsunuz. Roket fırlatılacak ve Dünya'dan belirli bir uzaklığa geldiğinde uyduyu serbest bırakacaktır.
Uydu yörüngede hareket etmeye başlar çünkü bir momentuma sahiptir. Bunun sebebi roketin içindeyken roket ile beraber hareket etmesidir. Dolayısıyla roketten ayrıldıktan sonra bu hareketi korumaya devam eder. Dünya’nın kütle çekimi onu başka bir yöne çeker ve kendi sahip olduğu momentum ise başka bir yere. Kütle çekimi ve momentum arasındaki bu denge, uydunun Dünya etrafında dönmesini sağlar.
Dünya'ya yakın bir yörüngede dönen uydular, Dünya'nın kütle çekiminden daha fazla etkilenir. Bu yüzden yörüngede kalmak için, daha uzaktaki bir yörüngede bulunan bir uydudan daha hızlı gitmeleri gerekir.
Uluslararası Uzay İstasyonu, Dünya'nın yaklaşık 400 km üzerindeki yörüngesini korumak için saatte yaklaşık 27 000 kilometre hızla hareket etmektedir. Bunu, İzleme ve Veri Aktarma Uyduları ile karşılaştırırsak bu uyduların 35 000 km daha yüksek bir yörüngede döndüğünü ve yüksek yörüngelerini korumak için çok daha yavaş (saatte yaklaşık 10 000 kilometre ile ) seyahat ettiğini görürüz.
Diğer Gezegenlere Nasıl Gidilir?
Başka bir gezegene gitmeye çalışıyorsanız, Dünya'nın kütle çekiminin üstesinden gelmek için hızlı hareket eden bir rokete ihtiyacınız vardır. Ama aynı zamanda, o gezegene ulaşmak için Dünya'dan ayrılmanın en iyi zamanını da bulmanız gerekir. Örneğin; Mars ve Dünya yaklaşık iki yılda bir birbirlerine en yakın mesafeye ulaşırlar. Bu, Mars'a gitmek için en iyi zamandır. Çünkü oraya ulaşmak için en az miktarda yakıt ve zaman gerekir. Ancak, uzay gemisinin ve Mars'ın aynı anda aynı yerde olmasını sağlamak için roketinizi doğru zamanda fırlatmanız gerektiğini de unutmamak gerekir. Dış Güneş Sistemi’ne seyahat etmek istiyorsanız, seyahatlerinizi daha dikkatli planlamanız gerekir. Örneğin, Satürn'ü incelemek için bir uzay aracı gönderiyorsanız, oraya giderken uzay aracınızın Mars ve Jüpiter ile karşılaşmasını istemezsiniz.
Kaynak: NASA