Ülkemizde son 40 yıldır uzay alanlarında yapılan çalışmalarla önemli teknolojik birikim ve deneyime sahip insan gücü edindik. Önümüzdeki süreçte odaklı ilerleme, tekrarları en aza indirme, kaynakları verimli kullanma ve uluslararası iş birlikleri ile geçen haftalarda duyurulan Milli Uzay Programı’nın hedeflerinin [1] büyük bir bölümü gerçekleştirilebilir. Bu kısa yazıda açıklanan 10 hedeften biri olan Uzaya Erişim için fırlatma altyapısı oluşturma hedefine biraz yakından bakalım.
Türkiye’den uzaya fırlatma fizik kurallarına aykırı değil ancak zor
Güneş Sistemi’ndeki en büyük kayaç gezegende yaşıyoruz. Dünya çevresinde oluşan kütle çekim alanı, devasa yapıları, bizleri, hatta yaşamamız için sürekli soluduğumuz hava moleküllerini bile kütle merkezine doğru çekiyor. İşte bu yüzden yerimizde zıplayınca aynı noktaya geri konuyoruz. Daha hızlı zıplarsak daha yukarı ulaşıyoruz ama yine geri düşüyoruz.
Tüm cisimlerin Dünya’nın kütle merkezine olan uzaklıklarına bağlı olarak sahip oldukları enerjiye kütleçekimsel potansiyel enerji adını veriyoruz. Bu bizi Dünya yüzeyinde tutan enerji – bir başka deyişle Dünya’ya olan enerji borcumuz. Dünya’nın kütleçekim alanından kurtulmak için bu borcu ödememiz, yani en az kütleçekimsel potansiyel enerjiye eşit enerji edinmemiz lazım. Yani cisim fırlatıldığında sahip olduğu harekete bağlı enerjisi (kinetik enerji) en az kütleçekimine olan enerji borcunu ödeyecek kadar yüksek olmalı.
Kinetik enerji hareket eden cismin kütlesi ve hareket hızının karesi ile orantılı. Bu yaklaşımla, eğer cismi bir ilk hızla yukarı doğru fırlattığımızı düşünürsek Dünya’nın kütleçekim alanından kurtulabilmek için gereken hızın saniyede 11 km olduğunu buluruz. İlk okuyuşta, o kadar da fazla değil gibi görünse de aslında çok yüksek bir hız. Bu hızla Ankara’dan İstanbul’a 40 saniyede ulaşmak mümkün.
İşte bu yüzden Dünya’dan fırlatma için roketler kullanılıyor. Aslına bakarsanız teknoloji harikası roketler de bu kadar yüksek hızlara ulaşamıyor ancak yine de yüksek irtifalara, Dünya yörüngesine veya kütleçekimsel alanın dışına ulaşabiliyorlar. Bunun için Dünya’dan yardım alıyorlar.
Dünyanın hareketi
Dünya kendi ekseni etrafında bir günde dönüyor. Coğrafi olarak batıdan doğuya doğru bu dönme sonucu günleri yaşıyoruz. Güneş ve diğer tüm gök cisimleri doğu istikametinden doğup, batıdan batıyor gibi görünüyor. Dünya’nın ekvatorunun 40,000 km olduğu düşünüldüğünde, ekvatordaki dönme hızının (günde 40.000 km) yaklaşık 1700 km/saat olduğunu buluruz. Bu çizgisel hız ekvatordan uzaklaştıkça azalır. Örneğin İstanbul konumu olan 41o kuzey enleminin uzunluğu 30,000 km civarında. İşte bu yüzden bulunduğumuz enlemde bir noktanın çizgisel hızı yaklaşık 1250 km/saat, hepimiz bu hızda batıdan doğuya doğru hareket ediyoruz. Kuzey enlemlere ilerledikçe hız azalıyor, coğrafi kutup noktasında sıfır oluyor.
Dünyadan fırlatılan roketler de yerin bu hızından yararlanıyor. Tıpkı saatte 100 km/saat hızla hareket eden trende hareket yönünde 10 km/saat hızla koşan birinin yerdeki bir referans noktasına göre 110 km/saat hızla hareket ettiğinin algılanması gibi. Ancak bu trende koşan kişi trenin hareket yönüne zıt hızla koşuyorsa yere göre hızı 90 km/saat olur. Bağıl hız olarak adlandırılan bu durumda, geri plandaki hareket hızından yararlanmak için onun hareket yönünde yol alıyor olmanız gerekiyor.
Roketlerin Dünya’nın ve atmosferinin dönme hızından yararlanması için Dünya’nın dönüş yönünde yani doğu istikametinde hareket etmesi gerekiyor. İşte tam da bu sebeple kalkış yapan roketler belli bir irtifaya ulaştıktan sonra doğu istikametine yöneliyorlar.
Bu arada roket dediğimiz araçların hacimlerinin neredeyse %90’ı yakıt tankı. Kalkış esnasında veya uçuşun ilk evrelerinde sorun yaşanırsa roketler tehlikeli olabilir. Bu nedenlerle Dünya’daki fırlatma istasyonları geniş ıssız arazi içinde yer alırlar ve doğu taraflarında ya okyanus yer alır ya da çöl. Herhangi bir olumsuzlukta insanın yaşam alanlarına zarar vermemek için.
Kısaca fırlatma üssü boş bir alanda olmalı ve ekvatora mümkün olduğunca yakın olmalı [2].
Türkiye’nin fırlatma üssü nerede olabilir?
Yukarıda bahsedilen parametreler ışığında Türkiye’nin fırlatma üssü nerede olabilir diye sorgularsak karşımıza tek bir konum çıkıyor: Trakya’nın Karadeniz kıyıları.
Kalkış yapan roket atmosferden çıkış yolunda Karadeniz boyunca ilerleyebilir. Ancak burada da iki engel var. Birincisi, Karadeniz çok uzun değil. İkincisi ise, Ekvator’dan uzak . Bu nedenlerle yerin hareketinden yeterince yararlanamazsınız ve büyük bir roket fırlatamazsınız. Kendi topraklarımızdan fırlatılacak roketin taşıyacağı faydalı yük oldukça sınırlı olacaktır.
Muhtemelen yukarıda özetlenen nedenlerledir ki, Milli Uzay Programı’nın hedeflerinden biri olarak dost bir ülke topraklarında Uzay Limanı inşa edilmesi duyuruldu. Hangi ülke olduğu belirtilmedi. Dünya’da bunun başka bir örneği bulunmuyor. Tek örnek olabilecek durum, Rusya’nın istasyonunun Kazakistan’da bulunuyor olması. Sovyetler döneminde inşa edilen bu istasyonun kullanım yetkisi Rusya’nın. Uluslararası ilişkileri sadece takip eden asla uzmanı olmayan biri olarak görebiliyorum ki ülkeler arası dostluklar gelip geçici. Uzaya fırlatma üssü gibi hem yüksek maliyetli hem de yüksek teknoloji yatırımı gerektiren bir tesisin, başka bir ülkede inşa edilmesi uygulanabilir görünmüyor.
Bu durum elbette Türkiye’nin uzaya fırlatma istasyonu olamaz anlamına gelmez. Yukarıda açıklanan fırlatma sistemleri konvansiyonel olarak nitelenen roket fırlatması. Evet, Türkiye topraklarında konvansiyonel fırlatma üssü kurmak kolay değil. O zaman neden odaklanmıyoruz? Tarih boyunca insan karşılaştığı zorlukları mücadele ederek ve alternatif geliştirerek aşmıştır. Yenilikçi fırlatma teknolojileri ile hem kendi topraklarımızda Uzay Limanına sahip olabilir, hem de uzay liginde rakiplerimize önemli oranda yakınlaşırız.
Ersin Göğüş
Bilim Akademisi üyesi
Sabancı Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi
Notlar/Kaynaklar:
[1] Milli Uzay Programı ve Stratejik 10 Hedef http://www.millisavunma.com/milli-uzay-programi-ve-stratejik-10-hedef/
[2] Bu koşul ekvatoryal veya aktarma yörüngelerine uzay aracı fırlatmak için geçerli. Örneğin kutupsal yörüngeye uzay aracı fırlatmak için kutuplara yakından fırlatma üssü daha avantajlı. Ancak kutupsal yörüngeler genellikle uzaktan algılama veya hava tahmin uyduları gibi yere yakın konumlardaki araçlar için kullanılıyor.
Bu eser Creative Commons Atıf-GayriTicari 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır. İçerik kullanım koşulları için tıklayınız.
