Uzay yolculuğu ve Roketler Roket:Atış sırasında mekanik olarak yön verilen, yörüngesinin başlangıcında özitmeli olarak yol alan ve daha sonra yalnız balistik kanunlarına bağlı kalan mermi.(Özel silahlardan farklı olarak, roket güdümlü değildir.) Bazen, bu tip mermileri atan hafif füzeatarlar için kullanılır. Özellikle XIV. yy. da, itici gücünü içindeki barutun yanmasından sağlayan humbarası: İngiliz generali Congreve’in icadı olan humbaraya ”Roket” adı verilmiştir. Roket terimi, devindirici elemanını barutlu bir tapadan meydana gelen özitmeli taktik mermiler için kullanılır. Yalnız tepkiye sağlanan ilk hareket sırasında patlama olmaması, hem geri tepme problemini ortadan kaldırır, hem de basit ve hafif atış malzemesinin kullanılmasına imkan verir: ince namlular, çok namlulu çerçeveler v.b. Atış sıhhati az olduğu için, roket ancak çok yakın veya çok büyük hedeflere karşı kullanılabilir ve güdümlü bir mermi değil de, balistik kurallarına göre yol alan bir fırlatma mermi olduğu ölçüde özel silahlardan ayrılır. Çukur imla hakkıyla doldurulmağa çok elverişli olan roket, tanksavar silahlarda çok kullanılır (müttefiklerin bazoka’sı ve Almanların Panzerfaust’u). Ayrıca, füze-radarlarla donatılmış olsun veya olmasın, roket, uçaklarda kullanılan ve gerek düşman uçaklarında taarruzda (1945’te yapılan hesaplara göre, 1 000 m mesafeden atılan her iki roket bir uçak düşürmüştü), gerek yerdeki birliklerin desteklenmesinde çok yararlı olan bir silahtır. En çok kullanılanı 127 mm çapında olan bu çeşit mermilerde geri tepmenin olmayışı, otomatik silahların uçak kanatlarına yüklediği büyük kuvvetleri ortadan kaldırmaktadır. Roketlerin füzelerden farkı, roketlerin sadece roket motorlarıyla, füzelerin ise hem roket motorları hem de herhangi bir jet motoru ile tahrik edilebilmesidir. Roket motorları hem yakıtı hem de yakıtın yanmasını sağlayan oksitleyici maddeyi bünyesinde bulundurur. Dış atmosfer havasına ihtiyaç duyulmaz. Bu sebeple dış çevreye bağlı olmadığı için boşlukta dahi çalışabilir. Esas olarak katı ve sıvı yakıtlı olmak üzere iki çeşide ayrılırlar. Katı yakıtlı roket motorlarının değişik ebatlarda olanları vardır. Yapıları basittir. Silindirik bir basınç kabı ve bunun içinde bulunan yakıt oksitleyici karışımı, egzozt ve ateşleyiciden ibarettir. Yakıt ve oksitleyici (nitrogliserin ve nitroselüloz) ya ayrı ayrı bulunur veya oksitleyici yakıt içine gömülmüş kompozit şekilde bulunur. Kompozit yakıt-oksitleyici, roket gövdesine dökülerek doldurulabilir. Bu şekilde çok ince ve hafif yapılı roketler yapmak mümkündür. Sıvı yakıtlı roket motorları balistik füzeleri ve uzay araçlarını tahrik etmede kullanılır. Yakıt ve oksitleyici oksijen tanklarda sıvı olarak depo edilir. Pompa, boru ve valflerden sonra karışan yakıt ve oksijen yanma odalarına sevk edilir. Yakıt olarak benzin gibi hidrokarbonlar, JP-4 ve alkol kullanılır. Roketlerde yakıttan istenen en önemli özellik tepkinin maksimum olması için yüksek sıcaklıklarda hafif olmasıdır. Bunu sağlayan en iyi yakıt hidrojen olmasına rağmen yoğunluğu düşük olduğundan çok büyük tanklar ve pompalara ihtiyaç göstermektedir. Bu sebeple hidrojen, yüksek performanslı büyük araçlar için uygun bir yakıttır. Diğer bir roket motor tipi olan nükleer roket motorlarında egzozttan çıkarak tepki saplayan bir akışkan mevcuttur. Depoda sıvı olarak bulunan bu akışkan bir nükleer reaktörden geçerek sıcak gaz haline gelir ve enerjisi artar. Hidrojen bu motorlarda elverişli bir akışkan olmasına rağmen, amonyak daha yoğun bir gaz olduğundan amonyağın depolanması daha kolaydır. Sezyum, sodyum veya lityum gibi ir alkalinin ısıtmakla elde edilen iyonlarının hızlandırılarak egzozsttan atılması suretiyle tepki elde etmeye yarayan iyon motorları da bir tip roket motorudur. Bu motorlar uzay araçlarının uzayda manevra yapmasında kullanılır. Bir rokette motorlar tek veya kademeli olarak birden fazla da bulunabilir. Roketlerin Tarihi:Barutla, roketin kullanılması hemen hemen aynı tarihlere rastlar. M.S. 1200’lerde Çinlilerin kağıtlara sardıkları kara barutu roket gibi kullandıkları iddia edilmektedir. Kayıtlara geçmiş ilk roketin kullanıldığı yer, 1232 tarihli Kayfeng kuşatmasıdır. Avrupa’da ilk roket 1258’de Cologne’de rastlanmaktadır.1258’den itibaren 20 sene içinde Avrupa’da Roger Bacon, Albertus Mağrus, gibi isimler roketle ilgilenirken birçok Arabi kitaplarda roketler hakkında geniş malumat mevcuttur. Bu tarihlerde roektler kendisini, kara muharebelerinden çok yelkenleri yaktığı için deniz muharebelerinde gösterdi. Seringapatan’da (1792-1798) cereyan eden savaşlarda Haydar Ali ve ordusuna ait roektler sebebiyle çok kayba uğrayan İngilizler silah olarak kullanılabilecek roket imali için çalışmaya başladılar. Birkaç sene sonra roketlerin menzili 200 m.den 3000 m.ye ulaştı. Cengreeve’nin roketleri ilk defa 1805’te Bouloğne’de deniz taarruzunda kullanıldı. Bu dönemde birçok Avrupa devleti roket birlikleri kurdu. 1846’da Williom Hale, uçuş esnasında roketlerin egzxozt kısmına üç küçük meyilli metal taktı. Bu küçük kanalcıklar vasıtasıyla roketler dönerek gidiyor ve daha isabetli oluyordu. Birinci Dünya Harbi’nde Fransızlar, Almanların topçu ileri gözetleyicisi olarak kullandıkları balonları düşürmek için katı yakıtlı roketleri kullanırken, Almanlar da bunların daha geniş ve ipli olanlarını kullandılar. Fakat bu arada özellikle tahrip maksatlı roektler üzerinde yoğun çalışmalar yapıyorlardı. Daha sonra Fredich Krupp’un firması tahrip maksatlı roketlerin seri imalatına başladı. Bu roketlerde yakıt %50 nitrogliserin, %41 nitro selüloz, %9 karbonitten müteşekkil idi. İngiltere, Almanya ve Amerika’da da yakıt tüpleriüzerine geniş araştırmalar yapılıyordu. İkinci Dünya Savaşı yıllarında özellikle Amerika’nın geliştirdiği AT-MI roketi, en gelişmiş bir antitantik roketiydi. İlk defa 1943 senesinde Tunus’a karşı kullanıldı. “Bazuka”adı ile anılan bu roket 3.75 cm. boyunda ve 5.9 cm çapında idi. Tesirli menzili 180 metre olan bu rokete yeni keşfedilen “Munroe Prensibi” ile çalışan patlayıcı konuldu. Bu roketlerle beton ve çelik zırhlar delinebilmiştir. Bu roketin daha kuvvetli ve daha tekamül etmiş tipi olan 8,75 cm.lik roket ilk defa Kore’de denendi. Daha sonra 11,25 cm.lik M-8 roketleri seri olarak imal edilmeye başlandı. 12,5 cm.lik HUAR, 18 cm.lik denizcilerin kullandığı tahrip roketleri ve 16.25 cm.lik uçak roketi RAM bu gelişmeleri takip etti. İkinci Dünya Harbi yıllarında İngiltere’nin 9,25 cm. “Z” roketleri, Rusların Katusha adlı roketleri, Almanların “Nebelwerger 41” ve “Rhenbote” adlı roketleri kullanıldı. Japonların ise bu sırada roketleri pek gelişmiş değildi. Savaştan sonraki son 10 sene içinde 1000 kg. katı yakıtlı roketler yapılmıştır. Katı yakıtlı roket yardımcı kalkış elemanları (RAKE)ler üzerine de yapılan uzun araştırmalar sonucunda büyük gelişmeler kaydedildi. Bundan sonra Almanya’da sıvı yakıtlı RAKE’ler üzerinde çalışmalar yapıldı. Sıvı yakıtlı roketler 19372den sonra yaygınlık kazanmaya başladı. Bu çalışmaları Amerikalı fizikçi Robert Hutehings Goddard (1882-1955) başlattı. 1935 senesinde yapılan deneyler başarılı oldu. Bu çalışmalar Avrupa’ya sıçradı. 1950’lerin ortalarına kadar 15 değişik ülkede 20 roket tekamül heyeti ortaya çıktı. Çalışmalar hızlandı ve bakışlar fezaya yöneldi. Alman Roketleri:1932’ye kadar sivil geliştirilmeye çalışılan sıvı yakıtlı roketler bu tarihten sonra askeri sahada yerini aldı. Bu maksatla yapılan çalışmalar sonucunda A1-A2-A3-A5 ve 1942’de A4 roketleri yapıldı. 8 Eylül 1944’de Hollanda’dan İngiltere’ye V2 roketleri atılmaya başlandı. V1 roket değil, insansız bir jet bombası idi. U2 roketlerinden 1300 kadar atıldı. 1115’i İngiltere’ye ulaştı. 2724 kişi öldü. V2 roketlerinin menzili 300 km.yi buluyordu. ABD Roketleri:İkinci Dünya Savaşı’ndan sonra 80 adet A4 roket parçası toplandı ve bunların ışığında Meksiko City’de çalışmalara başlandı. Çalışmalara, davet edilen general Dornberger ve Dr. Van Broun da katıldı. A4’ler ve bundan sonra da Viking’ler üretilmeye başlandı. Vikinglerin son tipinin menzili 1954’de 158 mile ulaştı. Daha sonra 250 mile ulaştı. Daha sonra 250 mile (400km.) ve 1956’dan sonra da Bumper, Jüpiter C, X-17 ve Farside roketleri ile de 5000 km. ye ulaşıldı. Farside roketi 2400 metre yüksekte bir balondan fırlatılan dört bölmeli bir rokettir. Amerika’da yapılan bu çalışmalar dünya yörüngesine gönderdiği roketler ve en sonunda da Ay’a ulaşmaya kadar devam etmiştir. Başlangıçtan itibaren feza çalışmalarında kullanılan roketler şöyle idi: Scout, Eksplorer, Son Marco (Ther-Agena-D), Agene-D, Alouette, DeHA, TAD, Atlas D, Centour, Titan II, Titan III-c, Satürn I, Pegasus I, Apollo serisi, Satürn IB, Satürn II, Satürn IV B ve nihayet Satürn V91.000 kg. itme gücüne sahip 177 kilometrelik yörüngeye 120 tonluk yükü yerleştirebilecek kapasitedeydi. Bu arada “roket uçakları” üzerinde çalışmalar sürdü. İlk çalışmalar Almanya’da başladı. Planörlerle başlayan çalışmalar, sırasıyla HE-176 uçağı, HE-112, Me-163, Me-163A, Me-163B ve Notter uçağı ile devam etti. Amerika uzay araçlarını fırlatmak maksadı ile katı yakıtlı Scout ve Agena D roketlerini yaptı. Daha sonra yapılan delta roketleri sıvı yakıtlıdır. Bu roketler dört kademelidir. Tiros ve Telstor uyduları delta roketi ile fırlayılmışlardır. Mariner IV’ü Mars’a götüren roket Atlas D ve Agena D roketlerinin birleşimi idi.Kademeli olan bu roketlere füze denir. Uzay araçlarını fırlatmakta kullanılan çok katlı roketler arasında Centaur, Titan, Satürn türlerini saymak mümkündür. Bunların hepsi güdümlü füze sınıfına girer. SSCB Roketleri:İkinci Dünya Harbi’nin sonuna kadar kayda değer bir çalışması olmayan Rusya, İkinci Dünya Harbi’nden sonra iki adet Alman V-2 roketi ele geçirdi. Hemen çalışmalara başlayarak 400 adet V-2 roketinin kopyasını yaptılar. Proje ve planlarını da ele geçirerek beş adet uçaksavar roket tipi, beş kadar deniz kuvvetlerinde kullanılacak roket çeşidi, taktik ve kıtalararası balistik füze yaptılar. İlk Rus peyki olan Sputnik 1, T-2 roketi daha sonra peykler ve insanlı feza araçları Vostok ve sıvı yakıtlı bir roket olan Vostok T-3 roketiyle fırlatıldı. Uzay yolculuğu teknolojisi Uzay yolculuğu teknolojisinin konusu, uzaya gönderilen araç ve insanları bekleyen sorunlardır. Bu teknolojinin uygulandığı alanlardan başlıcası uzay gemilerinin yapımıdır.Roketleirn aerodinamik özellikleri incelenerek uygun yapım malzemeleri aranır.Roket motorlarının yapımı ve kontrolünde birbirinden farklı bir dizi yöntem uygulanabilir.Sıvı ve katı yakıtlı kimyasal tepki roketleri, zamanımızda en yaygın olan roketlerdir; ancak nükleer enerjiyle yapılan deneyler de hızla ilerlemektedir.Manyetik hidrodinamik ilk enerji ya da kısa ışıl dalgalarla çalışan elektrikli roket motorlarının da ilk denemeleri tamamlanmıştır.Foton enerjisi gibi ilginç enerji kaynakları araştırılmaktadır. Yönlendirme, düzen ve denge, uzay teknolojisinin önemli sorunlarındandır.Uzay gemisinin enerji sorunu da çözüm bekleyen önemli bir sorundur.Bu amaçla güneş enerjisi hücreleri, kimyasal ve radyoaktif aküler, nükleer reaktörlerden yararlanma olanakları araştırılmaktadır.Uzay yolculuğu elektronik alanındaki gelişmelerle gerçekleştirilmiştir.Yeryüzündeki üslerle iletişim, çok sayıdaki bilginin bilgisayarlarda işlenmesi, gelişmiş elektronik araçlarla gerçekleştirilir. Gerek insanlar, gerekse hayvanlar uzaya çıktıkları zaman bir çok sorunla karşılaşırlar.Örneğin atmosfer basıncının, ısı ve nem miktarının belirli ölçüleri koruması gereklidir.Yiyecek ve içeceklerin, ışınımın yol açtığı fiziksel ve ruhsal sıkıntılar giderilmelidir.Bu nedenle örneğin, astronotların uzayda normal yaşam şartlarını devam ettirmelerini sağlayan özel giysiler geliştirilmiştir.Bu giysilerde, gerekli basınçta hava sağlayan bir çanta, karbondioksitle su buharını atar ve uzay adamını, Ay yüzeyinin aşırı sıcak ve soğuğuna karşı korur.Sıvıyla soğutulan bir iç giysi, vücut ısısını ayarlar.Dıştaki fiberglas giysi ise, güneş ışığını yansıtır.Başlığın altın kaplaması, parıltıyı ve Güneş’in morötesi ışınlarını önler.Karşılaştırabilecek çeşitli sorunlara çözüm getirmeyi amaçlayan uzay araştırmaları her yıl çok büyük miktarda harcamalara neden olur.Ülke bütçesinin büyük bir bölümü- uzay simulatörü uzaydakine benzer şartların yaratıldığı odalar-gibi araçların yapımına ayrılır. Uzay araştırmaları için yapılan harcamaların gün geçtikçe arttığı ve dünyadaki kaynakların çoğunun uzay için tüketildiği söylenmektedir.Ancak bu araştırmalar sayesinde tıpta ve başka bilim alanlarında da önemli sonuçlar alınmıştır.Astronotların kalp hareketlerini ölçen aygıtlar, bu gün kalp hastalıklarının tedavisinde kullanılmaktadır. ROKETLERİN YAPISI Roketler genellikle dış görünüşlerine göre uç kısmı sivri, silindirik bir gövdeye sahip, üçgen şeklinde kanatları olan etki-tepki prensibine göre hareket eden taşıyıcı araçlardır. Bir roket kaba hatlarıyla üç kısımdan oluşur: 1. Roketin genelde ucunda bulunan yük kısmı (Kargo): Yük bazen bir uydu, bazen de bir bomba olabilir. Bazen bu yük roketin uç kısmında olmayıp üzerine yapıştırılmış durumda olabilir. Bir örnek verirsek 'uzay mekiği', bir roket değil, roket üzerine yerleştirilmiş bir yüktür. 2. Yakıt kısmı: Roketin toplam ağırlığının çok büyük bir kısmını kapsayan, yanıcı ve yakıcı madde taşıyan tanklardan oluşan kısımdır. 3. Roket motoru ve meme: Yanıcı ve yakıcı maddelerin yanmasını kontrol eden ve oluşan ısı ve gazı dış ortama aktaran mekanizmaların hepsine birden roket motoru denir. Meme ya da eksoz denen kısım roketin en alt kısmında bulunan, ilerlemeyi (itimi) ve yön değiştirmeyi sağlayan hareketli yada hareketsiz bacadır. Yer atmosferi içersinde roketlerin hız kazanmasını sağlayan olay, kimyasal bir olaydır: Yanma olayı. Dolayısıyla bu tür roketlere Kimyasal Roketler adı verilir. Bütün askeri füzeler, yörüngeye uydu taşıyan roketler, kimyasal roket kapsamına girer. Çünkü sistemi hareket ettiren güç, yanıcı ve yakıcı maddelerin yanması sonucunda elde edilmektedir.