Roket Çalışmaları Üzerine…
Uyduları uzaya taşıyan araçlara roket veya fırlatıcı denir. Rusların Soyuz, Amerikanın Delta roketleri bunlara örnek verilebilir. Bu roketler kıtalararası balistik füze olarak geliştirilmiş ve zamanla uzaya uydu fırlatmak için modifiye edilmişlerdir. Eğer roketler tahrip amaçlı ise bunlara füze denir. Bunlardan onlarca geliştirilmiştir. Kimisi savunma amaçlı, kimisi saldırı amaçlıdır. Patriot ve scud füzeleri bunlara örnek verilebilir. Bu yazıda daha çok uzaya erişimi sağlayan roketlerden bahsedeceğiz.
Roketlerin çalışması Newton’un üç hareket yasasına uyar. Kalkışta yeterince hıza ulaşamazsa yörüngeye giremez ve dünyaya düşer. Çok hızlı fırlatılırsa bu sefer de dünyanın kütleçekiminden kurtulur ve başka bir cismin ya üzerine düşer ya da yörüngesine girer. Bunların çalışma prensibi havai fişeklerle aynıdır. Yani roket, yakıtı hızlı bir şekilde aşağı doğru iter, kendisi de yukarı doğru ilerler. Bunun için bu sistemlere itki sistemi (propulsion system) diyoruz. Şişik bir balonu serbest bıraktığımızda da aynı etkiyi görürüz. Havayı açık ağzından iterken, kendisi kontrolsüz bir şekilde ilerler.
Yörüngeye girmek insanoğlunun hep hayalinde vardı. Fransız roman yazarı Jules Verne’in Aya Seyahat (De la Terre á la Lune, 1865) ve Ayın Etrafında (Autour de la Lune, 1869) romanları roketle ilgilenenlere ilham kaynağı oldu.
Katı yakıtlı füzeler Çinliler tarafından 13. yy’da kullanılmıştı. Tarihte bu tip füzeler doğuda birçok savaşta, Avrupa’da Napolyon savaşlarında kullanıldı. Yörüngeye girmek için roket geliştirme çalışmaları 20. yy. başlarında başladı.
1903 yılında Rus matematik öğretmeni Konstantin E. Tsiolkovsky uzay uçuşları ile ilgili bir makale yayınladı. Sıvı yakıtlı roketlerle uzay uçuşunun mümkün olduğunu gösterdi. Deney yapmak için maddi imkanı yoktu. Avrupada birçok roket bilimciyi ve özellikle Wernher von Braun’u çok etkilemiştir. Onun hayatı ayrı bir yazı konusudur. Bazıları için roket biliminin babası Tsiolkovsky’dir.
Sıvı yakıtlı füzeler konusunda Amerikalı mühendis Robert Goddard da çalışmalar yapmıştı. Bu çalışmalar 1909 yılında başladı. 1920’lerin sonunda başarılı denemeleri oldu. O, roket bilimini Tsiolkovsky’nin çalışmalarından bağımsız olarak geliştirmiştir. Goddard, dünyanın yerçekiminden kurtulmanın kademeli sıvı yakıtlı roketler olduğunu söyledi. 1914’te iki patent başvurusu vardır. 1919’da yazdığı makale: A method of Reaching Extreme Altitutes (Yüksek İrtifalara Ulaşmanın Bir Yöntemi) başlığı ile yayınlandı. 1926’da Massachusettes eyaletinin Auburn şehrinde ilk sıvı yakıtlı roketi denedi. Bu çalışmalarında roket üzerine jiroskopik kontrol ve hareketli pervaneler eklemiştir. Bazıları için roket biliminin babası Robert Goddard’dır. NASA’nın Maryland’teki tesisinin ismi ona ithafen verilmiştir. NASA Goddard Space Flight Center. Robert Goddard’ın çalışmaları sonradan New Mexico eyaletine taşınmıştır. O, ilk başlarda devlet desteğini bulamamıştır.
Aslında roket çalışmaları o dönemde birkaç yerde devam ediyordu. Alman Hermann Oberth 1922’de Heidelberg Üniversitesinde roketler üzerine bir doktora tezi sundu. Kabul görmedi. Bir yıl sonra Oberth, “Roketle Gezegenler Arası Uzaya Doğru” adlı kitabı kendi imkanlarıyla bastırdı. Bu kitap Robert Goddard’ın da ilgisini çekmiştir. Kitaptan aldıkları ilham ile bir grup alman Almanya’da Uzay Seyahati Derneğini kurdu. Derneğin bir üyesi olan Walter Hohmann, 1925’te Gök Cisimlerine Erişme başlıklı kitapta yörünge dinamiğini inceledi. Yörünge mekaniğinde bazı manevralar onun ismiyle bilinir.
Sovyetler Birliğinde de benzer girişimler vardı. Orda da Gezegenler Arası Yolculuk Çalışmaları Derneği kurulmuştu. Bu dernek Ekim 1924’te kamuya açık bir tartışma düzenledi. Ay’a roket fırlatmak mümkün mü? sorusuna cevap aranıyordu.
1933’te Sovyetler Birliğinde Sergey Korolyov liderliğinde roket çalışmaları yapılmıştır. İsmi kamuoyundan hep gizli tutulmuştur. Sonrasında Korolyov SSCB uzay programının başına gelmiştir. Yuri Gagarin’in dünya yörüngesine girmesinde Korolyov’un emeği çoktur.
Bu tür dernekler, yarışmalar aslında dünyanın yerçekiminden kurtulmak mümkün mü sorusuna cevap aramıştır. Teknofest yarışmalarını bu manada çok değerli bulurum.
Wernher von Braun, Oberth’in öğrencisidir ancak çalışmalarda çok daha ileri gitmiştir. Uzaya Seyahat Derneğinin aktif üyesi idi.
Yarışta Almanlar öne geçti. Roketler hükümetlerin ve silahlı kuvvetlerin ilgisini çekti. Hitler 1932’de iktidara gelmiş ve V-2 roket çalışması 1933’te başlamıştı. İlk başarılı deneme 1934 yılında Almanya’da yapıldı. V-2 roketleri dünyanın ilk balistik füzesidir.
8 Eylül 1944’te Paris ve Londra V-2 balistik füzeleri ile vuruldu. Bunlar, Nazi Almanyasının son hamleleri idi. Von Karman çizgisini (100 km irtifa) geçen ilk roketler bunlardır.
V-2: Vergeltungswaffen-2, misilleme silahları anlamını taşır. İlk denemede Londra’da bir mahalleye zarar verdi. Boş 4.5 ton, tam dolu olduğunda 12.7 ton ağırlığında bir füze idi. Patlayıcı başlığı 740 kilo civarında idi. Bu roketlerden 3200 kadarı İngiltere, Fransa, Hollanda ve Belçika’ya karşı kullanıldı.
İkinci Dünya Savaşını V-2 füzelerine rağmen müttefikler kazandı. Alman roket tesisleri Rusların eline geçse de ABD paperclip operasyonu ile Alman roket bilimcileri kaçırdı. Sovyetler ise eldeki bir kısım teknik personeli götürdü. Bu ekip için zaten Hitler’in ölüm emri vardı.
Alman bilim adamları sayesinde füze çalışmaları her iki ülkede de hız kazandı.
Dünyanın ilk uzay fotoğrafı 1946’da Amerika’da New Mexico eyaletinde White Sands Füze Deneme Atış alanından fırlatılan bir V-2 füzesinin üzerine konan fotoğraf makinesi ile çekilmiştir. Dünyanın kavisi kayda alınmıştır.
Uzaya uydu fırlatma konusunda Sovyetlerin 1956’daki bir açıklaması ciddiye alınmadı.
Dünya yörüngesine ilk defa insan yapımı bir uydu 1957 yılında girdi. Amerika ve dünyada büyük bir şaşkınlık yaptı. Sputnik-1 uydusu 4 Ekim 1957 tarihinde Baikonur’dan fırlatıldı. Ruslar dediklerini yapmış oldular. Uzay yarışı fiilen başlamış oldu.
Rusya ve Amerika ilkler anlamında birçok şeyi başarmışlardır. Bu yarış 1969’a kadar çok hızlıydı. Sonrasında hızı azalsa da yatırımlar hiç durmadı. 1990’ların sonunda uzayda birlikte çalışma gereği anlaşıldı ve Uluslararası Uzay İstasyonu çalışmaları başladı. Bugün gelinen noktada her ne kadar ülkeler ticaret ve teknolojik savaş halinde olsalar da uzay çalışmalarında birlikte hareket ediyorlar.
Füze teknolojisi o günden bugüne çok fazla ilerleme kaydedemedi. Şu an için erişilebilen hız 28.000 km/saat civarındadır. Bu hızla Mars’a 6 ayda gidiliyor. Hızımız 100.000 km/saat olabilse bu zamanı kısaltmış olacağız. Ama görünen o ki kimyasal nedenlerden dolayı yakıt teknolojisi buna izin vermeyecek. Başka bir teknoloji geliştirmek gerekiyor.