Uzay roketleri çok güçlü jet motorlarına sahip. Sadece 1969'da Ay'a gitmeyi sağlayan roketin ürettiği güç 55.000 beygire eşitti. Ay roketi Saturn V'in kalkışta ürettiği güç 3,5 milyon kilogramdır. Bu yönüyle böyle bir motoru besleyecek oksijenin olmadığı uzayda motorun nasıl ateşlendiğini ve itiş sağladığını merak edebilirsiniz. Bu soruların arkasında temel bir fizik yasası var.
Roketin Uzayda Ateşlenmesi
Bir motorda yanmanın gerçekleşmesi için hava yani oksijen gereklidir. Yerden yüzlerce kilometre yukarıda bu oksijeni bulamazsınız. Jet uçakları bu yüzden uzayda işe yaramazlar. Çünkü motorları dışarıdan alınan havayla çalışır.
Roketler ise kendi oksijen tanklarına sahip. Oksijen tankta sıvı halde depolanıyor ve motor bu oksijenle veya diğer adıyla oksitleyici ile ateşleniyor. Bu yüzden havasız uzayda olmanız fark etmiyor. Roketlerin kendi hava kaynağını taşıması roketler ile jet uçakları arasındaki temel fark.
Roketin Uzayda Hareket Etmesi
Roketler, bir kuvvetin bir nesneyi nasıl hareket ettirdiğini anlamanın iyi bir örneği. Bu konuda yaygın yapılan hata, roketin önündeki havayı iterek ilerlediğini düşünmek. Roketler, yaklaşık 300 yıl önce İngiliz bilim adamı Isaac Newton (1642-1727) tarafından geliştirilen hareket yasalarının üçüncü kuralını uyguluyor: Her kuvvete karşılık, her zaman eşit ve ters bir tepki kuvveti vardır.
Bir roket motorunun tek yaptığı, itiş kuvveti üretmektir. Roket, yakıtını bir uçtan dışarı fırlattığında, bu etki roketi ileri götürür — hava gerekmez. Roket bunu sıvı oksijeni ve yakıtı ortak bir çembere pompalayarak ve yakarak yapıyor. Bir nesneye bir kuvvet etki ettiğinde onu hızlandırır. Oksijen yandığında büyük bir hızla geriye doğru egzozdan çıkarak roketi ileri hareket ettiriyor. Nozulun dar başlayıp genişleyen tasarımı gazın roketten daha hızlı çıkmasına yardımcı olur.
Roket bu yüzden havasız uzayda çalışabiliyor ve uzay aracına yol aldırıyor. Tıpkı içi hava dolu bir balonun ağzını açtığınızda uçması veya yangın söndürme tüpünden çıkan gazın onu ileriye götürmesi gibidir.
Fazla Ağırsanız Gezegenleri Kullanın
Bir kaykayın üzerinde durur ve bir bowling topunu ileri atarsanız, bu kuvvet sizi ve kaykayınızı geri itecektir. Ancak, kaykay üzerindeki ağırlığınız bowling topundan yüksek olduğundan o kadar uzağa gidemezsiniz. Mühendislerin uzay motorları tasarlarken karşılaştıkları bir zorluk. Evet, az miktarda itiş bile uzay aracını ileri götürüyor ancak herhangi bir yere yeterince hızlı şekilde gitmek için çok fazla yakıt kullanmanız gerekir. Daha fazla yakıt, daha fazla ağırlık olduğundan bu durum görevin maliyetini artırır.
Jüpiter gibi uzak gezegenlerin hedeflendiği görevlerde paradan tasarruf etmek için bir gezegenin (örneğin Venüs) etrafında döner ve yerçekimini kullanarak neredeyse yakıt harcamadan hız artışı elde edersiniz. Bu yöntem hedefe ulaşmak için gereken süreyi kısaltır.
