Zaman Yolculuğunu Araştırma Merkezi © 1998 Cetin BAL - GSM:+90  05366063183 -Turkey / Denizli 

         

 

Uzaya yolculuk: İlk Deneyler

Uzaya gönderilen uydular, gezegenlere fırlatılan sondalar, son olarak da insanoğlunun Ay’a inişi yüzlerce yılın çalışma ve gelişmelerine dayanır.

Çin’de 7 yüz yılı aşan bir süre önce roketler kullanılmıştı.1232 yılında Moğol akıncılarına karşı Pieping kentlileri topraklarını bu ateşli silahlarla korumuşlardı.O çağdan bu yana roketler, savaşlarda çok önemli rol oynamıştı.1807 yılında Kopenhag kuşatması sırasında 25 bin Congreve fişeği ateşlenmişti. 1960 yıllarında Amerika’nın Vietnam yenilgisinde de roketler önemli rol oynamıştı.1973 yılında Arap İsrail savaşı sırasında Orta Doğu güç dengesini yine roketler inanılmaz bir düzeyde değiştirmişti.

Tüm ilk askeri roket örnekleri, ateşli silahlar türündeydi.Ama uzaya gönderilmesi için çok daha güçlü olanları gerekliydi.

Roketler ve deneylerin henüz gerçekleştirilmediği dönemlerde, hayal güçlerini çalıştıran kişiler tarafından bu buluşlar çoktan ortaya atılmıştı.Jules Vernes bu konuda haklı bir üne sahiptir.1865 yılında ‘‘Yeryüzünden Ay’a’’ adlı kitabını yayınlayan Vernes, bir mühendisti.Ay’a düşsel gezisi gerçekte yarı bilimsel bir öyküdür.Öncelikle Dünya’nın çekim gücünden  kurtulacak nitelikte süratli bir araç gerekiyordu.Bu amaçla Jules Vernes yere dikine saptanmış dev bir silahın yapımını anlatır.Sonuç, tabii ki başarılı değildir.Çünkü ilk başlangıçtaki şok, tüm yolcuların ölümüne, araçların parçalanmasına ve hava sürtünmesiyle kabından çıkan roketin birkaç saniye içinde alev almasına yol açacaktır.Bunun dışında , Vernes’ in tümüyle bilincinde  olduğu yetersizliğe karşın, öykü bilimsel gerçeklere dayanır.

                  

   

M.Ö. 200 yılında Lucian, yelkenlisinin bir girdapla Ay'a yükseldiğini anlatan bir öykü geliştirmişti.  Yukarıda yer alan sağdaki temsili resimde ise1937'de Goddard'ın denge çarkıyla donatılmış roketinin fırlatılışı görülmektedir.

                                                              
K. E. Tsiolkovsky
1857-1935

Robert H. Goddard
1882 - 1945

                     
Hermann J.Oberth
1894-1989

Wernher von Braun
1912 - 1977

Konstantin Tsiolkovsky

Belki de tüm bu hayalcilerin başında bir rus okul müdürü olan Konstantin Tsiolkovsky’nin sayılması gerekir.1857 doğumlu Tsiolkovsky, çok erken yaşlarında uzay konusuna ilgi duymaya başlamıştı.Kısa bir süre sonra, roketlerin  Dünya’nın çekim gücünden kurtulma niteliğini görerek, ilerde ilk roket kuramlarını geliştirdi.1898 yılında roketlerin temel matematik kuramlarını  formüllerle ortaya koymuştu.Tüm uzay araçları bu temel üzerine dayandırılmıştır.1903 yılında Wright kardeşler tarihi uçuşlarını  gerçekleştirdiklerinde, Tsiolkovsky roket yakıtları ve roket motorlarının itici gücü ile ilgili araştırmalarını yayınladı.Böylelikle uzay teknolojisinin temellerini atmış oldu.Wright kardeşlerin başarılı uçuşuna karşın, insanoğlunun uçma yeteneği üzerinde tartışmaların sürüp gittiği dönemlerde Tsiolkovsky gerçekleri araştırıyordu.Uydular, güneş enerjisi, uzay giysileri, uzay gezilerinde yiyecek ve oksijen gereksinimi, roketlerde sıvı hidrojen ile sıvı oksijenin kullanılması konularında yazılar yazıyordu.Güneş  sisteminin kolanizasyonundan yerçekiminin ‘0’ –Sıfır – düzeyindeki koşullarına dek uzanan bir hayal gücüne sahipti.1935 yılında kendi ülkesinde ulusal bir kahraman olarak öldü, ama dış dünyanın tanımadığı bir kişi olarak sözü bile edilmedi.

Robert Goddard

Ünlü deneycilerden biri olan genç Amerikan fizik profesörü Robert Goddard da ilk hayalcilerdendi.1882 de Massachusetts’de  doğan Goddard, on yedi yaşında dallarını budamak için tırmandığı ağacın tepesinde ilk uzay düşlerini kurmaya başlamıştı.Bu olaydan sonra konu onda, bir tutku haline geldi.Kiraz ağacının tepesinde, Merih gezegenine yükselebilecek bir ağaç yapabilmenin ne müthiş bir olay olabileceğini düşünmüştü.Daldığı düşler öylesine güçlüydü ki, daha sonraları anılarında şöyle yazmıştı: ‘ Ağaçtan indiğimde bambaşka bir çocuktum.’

Aynı yıl Goddard tahta modellerle yaptığı deneylerin başarısız sonuçlandığını gördü.Ama Newton’un Devinim Kurallarında inandırıcı bir gerçek olması gerektiğini artık anlamıştı!

Giderek bir uzay aracının yapılabilmesinin fizik ve matematik kurallarıyla gerçekleştirilebileceğini düşündü.Goddard artık belli bir ağırlığın yükseltilebilmesi için gerekli patlayıcı güçten  oksijen roketlerine , ve uzak gezegenlerin fotoğraflarını çekecek kameralar için gerekli elktrostatik titreşimlerde güneş enerjisinden yararlanılmasına dek  ilginç konulara eğilmişti.1916 yılında bir enstitünün bağışıyla, Goddard  düşlerini gerçekleştirmek üzere küçük deneme roketleri yapmaya başladı.

1919 yılında enstitü, Goddard’ ın ‘‘ Aşırı Yükseltilere Doğru Bir Yöntem’’ adlı ince el kitabını yayınladı.Kitapta, bugün meteorolojik bir roket olarak adlandırabileceğimiz bir araç anlatılıyordu.Böyle bir bilimsel el kitabının dikkati çekmesi beklenmezdi.Ama en arkada Goddard, roketin itme gücü ilkesinin Ay’da bir magnezyum alanı yaratmak amacıyla kullanılabileceğini, ve böylelikle aydınlanan yüzeyin  Dünyamızdan teleskopla kolayca izlenebileceğini açıklıyordu.El kitabının birkaç kısmı da birkaç gazetenin ilgisini çekmiş, yayılan haberle Goddard alay konusu olmuştu.Etkin bir gazete olan  ‘ New york Times’, Goddard’ın orta okullarda dağıtılan bilgilerden  bile habersiz olduğunu yazıyordu.

Goddard bu tepkilere kulak asmaksızın deneylerini sürdürdü. İnsanoğlu yüzlerce yıldır roket yapmaya çalışmıştı, ama son yıllara dek temel ilkeler hiçbir şekilde değiştirilmemişti.

İçi boş bir çubuğa doldurulan barut ateşlendiğinde, sıcak gazlar bir ağızdan dışarı fışkırıyordu.Goddard bu ateşleme olayını özel gazlar kullanılarak önemli bir değişiklikle geliştirdi.

Deneyler kısa zamanda propon ve oksijen gibi sıvı gazların daha uygun olacağı sonucunu vermişti.Kuramsal olarak da, bu tür gazların daha çok fırlatma gücü olduğu biliniyordu.Ayrıca, fırlatma gücü istenildiği biçimde kontrol altında tutulabilir yada gerekirse kapatılabilirdi.Ama diğer roketler, bir kez ateşlendikten sonra tükenene dek yanıyordu.

1923 yılında Goddard en gelişmiş roketini tamamladı.Bir örümcek  ağı izlenimini veren roket, yanma bölmesi ve öndeki yakıt tanklarının konik bir kapakla korunduğu biçimiyle bugünkü roketlere biraz benzer bir görünümdeydi.16 Mart 1926 günü 2,5 dakikada 56 m. Kateden roket, sıvı yakıtla uçan ilk örnek olarak tarihe geçti.

Goddard daha pek çok roketler yapmaya devam etti.Bir oyuncak saati, bir piyono teli ya da otomobil kontak teli gibi çeşit çeşit maddelerle kendince yöntemler kullanıyordu..Bu örnekler günüzmüz mühendislerini şaşırtacak  nitelikteydi.1940 da yaptığı son roket, modern örneklerinin  tüm donatımıyla  bir eşi gibiydi.Ama boyutları uymuyordu.Özellikle üç yıl sonra Almanların  yaptığı V2 roketi ile tıpa tıp aynıydı.Bir roket yapımcısının sözleriyle, ‘ Sıvı yakıtlı her roket  Goddard’ın eseridir.’

Herman Oberth

1929 yılında ‘ Uzay Gezisine Doğru’ adlı kitabını yayınlayan Hermann Oberth de ilk hayalciler arasında yer alır.Hiç kuşkusuz, bu kitabı konu ile ilgili önemli yapıtlardandır.Uzay uçuşlarıyla ilgili temel sorunları ayrıntılı olarak içeren kitapta, yalnızca matematiksel yönleriyle değil, mühendislik yönünden de açıklamalar vardı.Tüm bunlar, bir roketin birkaç kilo ağırlığında yapıldığı dönemlere rastlıyordu.Kitap, özellikle  Almanya’da çok ilgi uyandırdı.Kuramsal pek çok çalışmalara  yol açtığı gibi uygulamalara da yönelen bir etkisi oldu.Her tarafta roket kulüpleri, kuruluşları açılmaya başlandı.Bunlardan çok uzun süren önemli iki kuruluş, 1927 yılında Alman ‘Uzay yolculuğu’ ile İngiltere deki  ‘Gezegenler arası yolculuk’ kulüpleri olmuştur.

İngiltere deki kuruluşun üyeleri kısa zamanda, patlayıcı madde ve araçların yapımında teknik güçlüklerden çok, yasal sorunlarla karşılaşmışlardı.Almanya daki kuruluş bu konuda daha az sorunları olduğundan, daha başarılıydı.Öğrencilik çağında, yada yeni mühendis çıkan gençler çok az para karşılığı  büyük bir heyecanla yeni roketler yapıyordu.

1930 yılında Almanya daki  kuruluşun üyesi bini bulmuştu.Berlin kenti çevresinde, Reinickendorf adında bir kasabada, Mirak ve Repulsor roketleri  yapılarak sıvı yakıtla çalışan bu örneklerin uygulamaları değişik başarı oranlarında deneniyordu.İlk denemeler çok heyecan vericiydi.Repulsor roket örneklerinden biri, fırladıktan sonra ateşleme kulesine çarparak yetmiş derecelik bir açıyla birkaç saniye yükselip, pike dalışla düşmüştü.Motoru soğutan su sızmaya başlayınca, bu su kaybı nedeniyle yanma bölmesi tümüyle alev almış, yana tepen roket sarsıla sarsıla yol almaya başlamıştı.İzleyicilerin şansına, yakıtı az olduğundna çabuk tükenmiş ve roket fazla zarara yol açmadan düşmüştü.

Wernher von Braun

Aynı sırada Almanya da politik karışıklıklar sürüyordu. 1933 yılında Hitler yönetimi ele geçirdi.Bir Repulsor denemesi yapıldıktan sonra bu roketlerin bazı araçları taşıyabildiği gibi, savaş başlıklarıda taşıyabileceği düşünüldü.Bunun üzerine Peenemunde Adası gibi çok uzak bir  alanda gizli bir araştırma kurulu çalışmalara başladı.

Aynı sıralarda  ‘Alman Uzay Yolculuğu Kuruluşu’ aniden eylemlerini durdurdu.Avrupa’da  büyük çaptaki özel araştırmaları da böylece son buldu.

Ama Peenemunde Adası’nda gelişmeler sessizce sürdürülüyordu.Kurulun başında daha önceki kuruluşun üyelerinden Wernher von Braun bulunuyordu.Adadaki çalışmalar önce İkinci Dünya Savaşı sırasında kullanılan 25.000 kiloğramlık V-2 bombardıman roketlerinin gelişimine yol açtı.Daha sonraki  barış döneminde milyonlarca kiloğramlık dev Saturn-V roketinin yapımı gerçekleştirildi, ve bu roket, Amerika’ nın Ay’a gönderilen Apollo uzay aracını fırlattı.

Alıntı:Çocuk ve Gençlik Genel Kültür Ansiklopedisi-Dünya ve Uzay – (Sayfa: 169-170) /Cilt:3

 

Roketlerin Çalışma Prensipleri

Yakıt ve oksijen yakarak çalışan ve bu yanma sırasında oluşan gazların geriye doğru püskürmesinin etkisiyle ileri doğru yol alan araçlara denir.Birbirlerine iyice karıştırılmış yakıt ve oksijen karışımlarına da "itici" denir.Havai fişekler de birer roket türüdür; bunlarda katı itici olarak barut kullanılır. Roketleri ilk olarak Çinliler 1232 dolaylarında savaşta kullandılar, ve ondan sonra bu buluş hızla avrupaya yayıldı.Ama topun ortaya çıkmasıyla birlikte Roketler önemini yitirdi ve yalnızca şenliklerde kullanılmaya başladı; bu durum XIX yüzyılın başlarına kadar böyle sürdü. 1800'lerin başlarında İngiliz mucit Sir William Congreve (bak. resim), top yerine kullanılabilecek roketler geliştirdi.Bu roketler İngiliz kuvvetlerince Napolyon Savaşları'nda ve 1812 'deki İngiltere - ABD Savaşı sırasında başarıyla kullanıldı.


        Basit bir rokette itici madde roketin ön bölümündeki kapalı bir borunun içinde yanar ve oluşan sıcak gaz roketin arka ucundan dışarı püskürür(bak.resim-1) .Newton'un üçüncü hareket yasasına göre,(bak. Resim – 2) her etki kendisine eşit büyüklükte ve ters yönde bir tepki doğurur. Roketlerde de geriye doğru püsküren gazın hızı ve momentumu borunun üzerinde ileriye doğru etki yapan bir itme kuvveti oluşturur.Roketin geriye püsküren gazların havayı "itmesiyle" yol aldığı sanılmamalıdır.Eğer böyle olsaydı roketler uzay boşluğunda yakıt yakarak yol alamazdı.Bu konuyu matematiğin yardımı olmadan anlamak biraz zordur.Roketlerin hızı, temel olarak itici yakıtın gücüne bağlıdır.Hızla püsküren gaz demetine gaz jeti, gaz jatinin hızına da egzoz (dışatım) hızı denir.

Elbette egzoz hızı da temel olarak itici yakıtın gücüne bağlıdır.Yüzyıllar boyunca kullanılan tek itici baruttu, ama barutla da fazla yüksek egzoz hızlar elde edilemiyordu. Ayrıca hibrit (karma) sistemler (Örn. katı yakıt çekirdeğinde yanan sıvı yakıt) ve yanma işlemi sırasında  bir miktar sıkıştırılmış hava kullanan havatürboroketleri kullanan roket motorları da vardır. Bazı uygulamalarda roket tepkisi, kimyasal yakıt yerine, nülkleer ya da elektriksel sistemlerle sağlanmaktadır.


        Tüm roketler, temel olarak özel bir jet tepkili aygıt türüdür. Roket motorunun, ramjet, türbojet, ve darbeli jet motorlarından temel farkı havaya gereksinim duymaması, , elde edilen tepkinin dış ortamdan tümüyle bağımsız olması ve yakıt, yükseltgeyici gibi öğelerin aracın içinde bulunmasıdır.Roketlerde elde edilen tepki, aracın içinde yol aldığı ortamdan bağımsızdır. Öteki jet tepkili araçlarda ise yalnızca yakıt aracın içinde taşınır ve bu yakıtın yanması için oksijene gereksinim vardır. Bu nedenle bu raçlar ancak atmosfer içerisinde kullanılabilir.
        Jet tepkisi, geriye doğru püskürtilen gaz jetinin aracı ileri doğru ileri itmesi ilkesine dayanır.Roket jetinin kinetik enerjisi yanma sonucu oluşan kimyasal enerjiden elde edildiğinden, yakıtın birim ağırlığının yüksek bir ısıl kimyasal enerjiye sahip olması gerekir.Uygulamada, roket egzoz jetinin kinetik enerjisi, yakıtın yanmasıyla oluşan kuramsal ısı enerjisinin yüzde 40 - 70'i kadardır.Bu verim kaybının en önemli nedeni egzoz lülesini artık entalpi olarak terk eden ısıl enerjidir.  


        Congevre'in geliştirdiği roketler, havai fişeklerdeki gibi bir çubuğa bağlanmıştı Bu çubuklar kuyruk işlevi görerek roketin uçuş sırasında denge- de kalmasını sağlıyor, ama aynı zamanda rüzgârlı havalarda bir fırıldak gibi dönmesine de neden oluyordu.Bu da düşmanın üze- rine doğru fırlatılan roketin hedefinden sapmasına yol açıyordu. İngiliz Mühendis William Hale bu roketleri geliştirme çalışmaları- na girişti. Hale'in yaptığı roketlerde çubuk yoktu; bunun yerine gazın püskürdüğü egzoz boruları belirli bir açıyla yerleştirilmişti ve böylece roket uçarken aynı zamanda kendi ekseni çevresin-de de hızla dönüyordu. Bu dönme hareketi roketin dengesinin kararlılığını artırıyor, hedefe isabet oranını yükseltiyordu. Ateşli silahlarla fırlatılan mermiler de havada dönerek yol alır; mermiye bu dönme hareketini, silahın namlusunun içine oyulan yivler, yani kanallar sağlar.


        I. Dünya Savaşı (1914-1918) sırasında roket kullanılmadı, çünkü o döneme kadar toplar iyice geliştirilmiş ve güçleri iyice artırılmıştı.Ama roket çalışmaları da bir yandan sürdü ve roketler İngiltere'de etkili bir can kurtarma aracı durumuna geldi. Roketler bugün de bu amaçla kullanılmaktadır. Eğer bir gemi fırtınalı bir havada karaya doğru sürüklenir ya da karaya kıyıya yakın yerde karaya oturursa, sahil güvenlik ekipleri kayalıklardan veya kumsaldan ateşlenen bir roketin yardımıyla gemiye özel bir ip fırlatılabilir. Bu ipin yardımıyla gemiye halat veya kasnak gibi malzemeler iletlebilir ve böylece kıyı ile gemi arasında bir havai hat oluşturulabilir.
        ABD'li bilim adamı Robert H. Goddard, 1920'lerde ve 1930'larda roketler üzerindeçığır açıcı deneysel çalışmalar yaptı.Goddard bu çalışmalarıyla roket uçuşunun ilk matematiksel formülünü geliştirdi. Roketlerin boşlukta, yani vakum ortamında çalışabileceğini kanıtladı ve itici olarak sıvı yakıt kullanımını başlattı. Goddard bu çalışmalarıyla uzayda uçuşu gerçekleştirmeyi hedefliyordu.
        ABD askeri yetkilileri Goddard'ın bu araştırmalarına fazla ilgi göstermediler, ama başka ülkelerdeki ve özellikle Almanya'daki bilim adamları, roketin savaşta etkili bir silah olarak kullanılmasına yönelik çalışmalarını hızlandırmışlardı. II. Dünya Savaşı sırasında savaşan bütün ülkeler yerden, gemilerden ve uçaklardan fırlatılan roketler kullandılar. Bu roketler düşman birliklerini, tankları ve uçakları hedef alan kısa menzilli silahlardı. Bunların çoğunda dumansız barut, balistit gibi katı iticiler kullanılıyordu.


    Modern Roketler    
        II. Dünya Savaşı sırasında roket alanındaki en önemli gelişme, Almanlar'ın V2 tipi roketleri geliştirmesi oldu.Bu roketin ağırlığı 12 tonun üzerindeydi ve burnunda taşıdığı savaş başlığı 1 ton kadar patlayıcı içeriyordu.Rokette yakıt olarak alkol kullanılıyor, alkol sıvı oksijenle yakılıyordu. 
        II. Dünya Savaşı sırasında uygulanmaya konan bir başka yenilik de, çok yüklü, ağır uçakların yerden kalkışını kolaylaştırmak için roketlerden yararlanılmaya başlanması oldu. Uçağa takılan roketler kalkış sırasında ateşleniyor ve böylece ek bir itme kuvveti elde ediliyordu. Kalkış sırasındaki işlevini yerine getiren ve o arada yakıtını yakıp tüketen roketler kalkıştan hemen sonra yere yere atılıyordu.


V2 roketi, kıtalar arası balistik füze denen uzun menzilli füzelerin yapılmasına yol açtı. Bu füzeler bir kıtadan ötekine fırlatılabilmekte ve hedeflerine yöneltilebilmektedir. Çok kademeli roket tekniğiyle düzenlenen bu füzeler uç uca eklenmiş bir dizi roketten oluşur. İlk kademe motorları büyük ve güçlüdür, kalkışı sağlar. Daha küçük olan ikinci ve üçüncü kademe motorları ise daha da hızlanması ve uçuşunu sürdürmesi içindir.


        Çok kademeli roketler uzay araştırmaları alanında uyduların ve insanlı uzay araçlarının fırlatılmasında kullanılmaktadır. ABD'de ilk uzay mekikleri, SSCB'de Soyuz uzay araçları ve avrupalıların Ariane roketleri hep çok kademeli araçlardır. Birinci ve ikici kademe motorları roketi belirli bir noktaya kadar hızlandırır ve bu noktada devreye giren üçüncü kademe motorları rokete, Dünya çevresindeki belirli bir yörüngeye oturmak ya da Dünya'nın kütle çekim etkisinden tamamen kurtulmak için gerekli olan hızı sağlar.Bugüne kadar yapılmış olan en büyük roket, ABD'nin Apollo programı çerçevesinde kullandığı Saturn V fırlatma aracıydı. Saturn V'in fırlatma rampasındaki ağırlığı 3.000 tona yakındı ve dikili durumundaki yüksekliği 111 metreydi. Bunu daha iyi anlamak için Sovyet kozmonot Yuri Gagarin'in uzayda yaklaşık 12 saat kaldığı ve Dünya'yı dolaştığı Vostok 2 uzay aracının sadece 4.5 ton olduğunu söylememiz yeterlidir.


        Roketler ancak çok hızlı giden araçlarda kullanılırlarsa verimli ve yararlı olurlar.Roketler trenlerde, gemilerde, otomobillerde denenmiş ancak yararlı sonuçlar elde edilememiştir.Roketlerin hızını ve menzilini artırabilmek için bilim adamları sürekli olarak daha etkili yakıtlar bulmak için uğraşmaktadırlar.Aradıkları, çok yüksek sıcaklıklarda daha çok gaz çıkaracak türden iticilerdir; böylece roket egzozundan atılan gaz miktarı ve dolayısıyla gaz çıkışı artacak, bunun sonucunda da roketin erişeceği hız yükselecektir.Herhangi bir roketin bir uydu yörüngesine ooturabilmesi için saatte 28,000 km hıza erişmesi gerekir.Aynı roketin Dünya'nın kütleçekim etkişinden kurtulabilmesi için ise hızının saatte 40.000 km olması gerekir; bu hıza "kurtulma hızı" denir.
KAYNAK: TEMEL BRITANNICA CİLT 14

Hiçbir yazı/ resim  izinsiz olarak kullanılamaz!!  Telif hakları uyarınca bu bir suçtur..! Tüm hakları Çetin BAL' a aittir. Kaynak gösterilmek şartıyla  siteden alıntı yapılabilir.

 © 1998 Cetin BAL - GSM:+90  05366063183 - Turkiye / Denizli 

Ana Sayfa /Index /Roket bilimi / E-Mail / Rölativite Dosyası   

Time Travel Technology /UFO Galerisi  /UFO Technology/

Kuantum Teleportation /Kuantum Fizigi /Uçaklar(Aeroplane)

New World Order(Macro Philosophy)  /Astronomy