Uzayda Nasıl Hareket Edilir?

Newton’un hareket yasalarından üçüncüsü olan ve klasik mekaniğin temelini oluşturan etki tepki yasası, bizlere her etkiye karşı eşit ve ters yönde bir tepki olacağını söyler. Doğadaki bütün cisimler bu yasaya göre hareket eder.

Ayrıca bir cismin bir yüzey üzerinde hareket edebilmesi için ayrıca sürtünme kuvveti dediğimiz bir kuvvete ihtiyaç vardır. Sürtünme kuvveti, kısaca yüzeyler arasında harekete karşı koyan kuvvetler olarak ele alınır. Eğer bu sürtünme kuvveti olmasaydı arabamızı sürdüğümüzde tekerin buz üstünde sürekli kayarak hareket edemediği gibi kalırdık.

Örneğin bir otomobil motoru tekerlekleri döndürerek yola geriye doğru bir kuvvet uyguladığı zaman yol ile tekerlekler arasındaki sürtünme kuvveti de ileriye doğru etki ederek tekerleklerin kaymasını engeller ve etki-tepki kuvvetiyle otomobil ileriye doğru hareket eder. Uzay ortamında yani boşlukta ise sürtünme olmadığından etki-tepki kuvvetiyle hareket edebilmek için dışarı kütle atılması gerekir. Buna bir örnek verelim.

Önerilen Yazı: Uzay Mühendisliği Nedir? Ne Yapar?

Şuan uzayda sizi elinizde içi kum doldurulmuş bir top ile bıraktıklarını hayal edin. Topun kütlesinin 1 kg, uzay giysinizle beraber sizin kütlenizin de 100 kg olduğunu varsayalım. Eğer topa saniyede 1 km hıza ulaşacak şekilde vurursanız etki-tepki yasası sizin bedeninizin de eşit büyüklükte bir kuvvete maruz kalacağını ve zıt yönde hareket edeceğinizi söylüyor.

Newton’un ikinci yasası sizin ağırlığınız topun ağırlığının yüz katı olduğu için hızınızın topun hızının yüzde biri kadar (0,01 km/s, bu hız değişimine literatürde delta-v denir ve uzay araçlarının yörünge planlamalarında kullanılır) olacağını hesap ediyor. Newton’un birinci yasası ise başka bir dış kuvvet etki etmezse veya elinizde atacak ikinci bir top yoksa 1 km/s’lik hızınızı koruyacağınızı ve sonsuza kadar uzayda sürükleneceğinizi söylüyor.

Eğer uzayda daha yüksek hızda sürüklenmek istiyorsanız temelde iki seçeneğiniz var. Ya aynı ivmeyle daha çok sayıda topa vurmalısınız ya da aynı topu daha büyük bir ivmeyle atmalısınız. İşte kimyasal roketler birinci seçeneğe göre, elektrikli iticiler ise ikinci seçeneğe göre hareket eder. Elektrikli iticiler topu daha yüksek atış (egzoz) hızına ulaştırdıkları için daha verimlidir ve daha az top kullandıkları için yakıt tasarrufu sağlarlar. Yani verimliliğin ölçüsü egzoz hızıdır.

Önerilen Yazımız: Bigelow Uzay Şirketi: Uzaylılar Aramızda!