Bizler dünyada tutsağız. Evren ise bize asla gidemeyeceğimiz yerleri göstererek alay ediyor.
Ancak, eğer türümüz geleceği olacaksa hapishanemizden kaçmalıyız.Peki bizi burada tutan şey ne?
Görünen o ki bizim evrene 4.5 milyar yıllık borcumuz var.Evrende kütlesi olan her şey,kütlesi olan her şeyi çeker.Buna biz yer çekimi diyoruz.Büyük bir kütleye ne kadar yakınsan çekim gücü o kadar artar.Bu bizi dünyada tutan etki işte budur.
Kendimizi bir yer çekimi hapishanesinde olduğumuzu düşünebiliriz, ya da kuyusunda.Tam olarak kuyu değil ama nasıl işlediğini anlamak için kullanışlı bir benzetme olsun istedim.
Yer çekimi hapishanesinde olmak yer çekimine enerji borçlanmak demektir.Ancak nasıl enerji borcunda olabiliriz ki?
Çünkü evrende hiçbir şey hız ve yön değiştirmek istemez.İkna etmenin yolu ise enerji vermek.
Milyarlarca yıl önce güneş etrafında yörüngede olan 2x tane trilyon
parçacık gezegen oluşturana kadar yörüngede kaldı.
Bu süreçte enerji kullandı ve parçası olduğumuz yer çekimi kuyusunu yarattı.Kuyuda ne kadar aşağıdaysan o kadar enerji borçlusundur.
Eğer yeterli enerji bulamazsan, ne yaparsan yap çıkamazsın.
Çünkü senin içinde ki atomlar bir zamanlar toz bulutu halinde bulunan ve bu hale gelerek enerji harcayan sistemin parçasıydı.
Tamam. Bir tekrar edelim bakalım.
Maddeler hareket etmek istemiyor = Eylemsizlik (Newton 1. yasa) Onları enerji ile ikna etmek gerek.Yer çekimi bütünsel bir hareket için enerji kullanmıştı.Bu süreçte bizi hapis alan yer çekimi hapsini yarattı.
Kaçmak için bütün kullanılan enerjinin borcunu ödememiz lazım.Peki bunu nasıl yaparız?
Uzaya çıkmak için enerji değişimlerinden oluşan birkaç karmaşık adımdan geçmemiz gerekiyor.Bunun için ters potansiyel enerji makineleri inşa ediyoruz.Halk arasında “Roket” olarak anılırlar kendileri.
Bunun için roketler insanoğlunun gördüğü en enerjili kimyasal tepkimeyi kullanıyor.Kabaca patlatıyor. Kontrollü şekilde.
Bu kimyasal enerjiden kinetik enerjiye geçen adım.Bu tepkimenin çıkışı dışarı doğru verilir ve rokette kendini dünyadan iter.
Çok enerji harcayarak potansiyel enerjimizi arttırıyoruz.Daha basitçe borcumuzu ödüyoruz.Tabi bundan daha karmaşık.
Yörüngeye çıkmak için yakıt kullandığında, enerjinin çoğunu ısıya, egzoza ve atmosfer direncine gidiyor.Yani çok fazla yakıta ihtiyaç var.Tabi Tonla radyoaktif, patlayıcı, tehlikeli yakıtı ana kargoya yakın patlatamazsın.
Kontrollü yanması gerekir yakıtın ki bu roketi ağırlaştırır.Anlamı daha çok kütle demektir.Daha çok kütle demek daha çok enerji demektir. İkna etmek için daha çok yakıt lazım.Ancak daha çok yakıt için daha büyük bir roket lazım ama daha çok roket demek daha çok yakıt demek tabi yakıt için yerde lazım böyle gider durur.
Bu curcuna sonunda belli ki kargonun 100 katı kadar roket lazım.
Örneğin Ariane 6 (avrupa roketi) 800 ton olacak.Yani ya 10 ton istasyon yörüngesine ya da 20 ton orta yörüngeye götürecek.Ancak bir roket belli limitte itiş gücü var. Yani azami ağırlık var. Azamiden sonra kalkmaz.
Fazla ağırlık eklersen kalkamaz. Öyle kafana göre kocaman roket kocaman depo yapamazsın.Bu da roket denklemlerinin tiranlığı. Meali ise uzay uçuşları asla kolaylaşmayacak.Bir dakika, daha da fenası var.
Tek uzaya çıkmak yeterli değil hala dünyanın yer çekimi hapishanesinin sınırındasın ve dünyaya çakılırsın.
Uzayda kalmak oraya gelmekten daha zor.Durağan bir pozisyon için, roketin düşük yörüngeye ulaşması lazım.Bunun içinde çok fazla kinetik enerji lazım ki bu da çok hızlı olmak demektir.
100 km yukarıda saniyede 8 km hız saatte 28000 km dünyayı 90 dakikada turlamak için yeterlidir.
Burada biraz sihir kullanabiliriz.
Dümdüz yukarı çıkmak yerine yanal gidebiliriz.Dünya sonuçta bir küre.
Yani eğer yeterince hızlı gidersen dünyaya düşmene rağmen dünyayı ıskalayabilirsin.Kavisten ötürü.
Atmosfer dışında (yaklaşık 100 km üzeri) yörüngede kalabilirsin
ISS’in(Uluslararası Uzay İstasyonu) yaptığıda bu. Dünyaya düşmek ve orada kalması için gereken enerjiyi zaman zaman harcamak (hız için).
Eğer dünyanın yörüngesine bakarsak ,yörüngesi komik derecede yakın.
Mesela uydu yerleştirmek veya diğer gezegenlere gitmek için bit tur enerji ödemesi daha gerektirir.Yörüngeye çıkmak zor kısmı.
Örneğin Marsa gidecek olsak kullanacağımız enerjinin yarısı yörüngeye çıkmak için gider.Kalan ise 55 milyon km gitmek için.
Bunda dolayı verimlilik için roketler bütün vaziyette yapılmıyor.
Onun yerine birkaç evreli roketler yapılıyor.. Boş yere yakıt deposunu taşıma, sal gitsin deniyor.Tabiri caizse.
Günümüzün roketleri her başarılı evrede yükselmek için bırakılıyor.
Her evrenin kendine özgü roketi ve yakıtı var.Tamam. Yani uzaya çıkmanın zor olmasının sebebi bu.
Eğer çok karmaşık geldiyse kafaya takma alt tarafı roket bilimi işte.Biraz daha sen de ben de araştırmamız gerekiyor bu konuları.
