ROKET,
yakıt ve oksijen yakarak çalışan ve bu yanma sırasında oluşan gazların geriye
doğru püskürmesinin etkisiyle ileri doğru yol alan araçlara denir. Birbirine
iyice karıştırılmış yakıt ve oksijen karışımlarına da "itici" denir.
Havai fişekler de birer roket türüdür; bunlarda katı itici olarak barut
kullanılır. Roketleri ilk olarak Çinliler 1232 dolaylarında savaşta
kullandılar ve ondan sonra bu buluş hızla Avrupa'ya yayıldı. Ama topun ortaya
çıkmasıyla birlikte roketler önemini yitirdi ve yalnızca şenliklerde
kullanılmaya başladı; bu durum 19. yüzyılın başlarına kadar böylece sürdü. 1800'lerin
başlarında İngiliz mucit Sir William Congreve, top yerine kullanılabilecek
roketler geliştirdi. Bu roketler İngiliz kuvvetlerince Napolyon Savaşları'nda
ve 1812'deki İngiltere-ABD Savaşı sırasında başarıyla kullanıldı.
Basit bir rokette itici madde roketin ön bölümündeki
kapalı bir borunun içinde yanar ve oluşan sıcak gaz roketin arka ucundaki bir
memeden dışarı püskürür. Newton'ın üçüncü hareket yasasına göre, her etki
kendisine eşit büyüklükte ve ters yönde bir tepki doğurur.Roketlerde de, geriye
doğru püsküren gazın hızı ve momentumu borunun üzerinde ileriye doğru etki
yapan bir itme kuvveti oluşturur. Roketin, geriye püsküren gazların havayı
"itmesiyle" yol aldığı sanılmamalıdır. Eğer böyle olsaydı roketler
uzay boşluğunda yakıt yakarak yol alamazdı. Bu konuyu matematiğin yardımı
olmadan anlamak biraz zordur. Roketlerin hızı, temel olarak arkalarından
püsküren gazın hızına bağlıdır. Hızla püsküren gaz demetine gaz jeti, gaz
jetinin hızına da egzoz (dışatım) hızı denir. Elbette egzoz hızı da temel
olarak itici yakıtın gücüne bağlıdır. Yüzyıllar boyunca kullanılan tek itici
baruttu, ama barutla da fazla yüksek egzoz hızları elde edilemiyordu.
Congreve'in geliştirdiği roketler, havai fişeklerdeki
gibi bir çubuğa bağlanmıştı. Bu çubuklar kuyruk işlevi görerek roketin uçuş
sırasında dengede kalmasını sağlıyor, ama aynı zamanda rüzgârlı havalarda bir
fırıldak gibi dönmesine de neden oluyordu. Bu da, düşmanın üzerine doğru fırlatılan
roketin hedefinden sapmasına yol açıyordu. İngiliz mühendis William Hale bu
roketleri geliştirme çalışmalarına girişti. Hale'in yaptığı roketlerde çubuk
yoktu; bunun yerine gazın püskürdüğü egzoz boruları belirli bir açıyla yerleştirilmişti
ve böylece roket uçarken aynı zamanda kendi ekseni çevresinde de hızla
dönüyordu. Bu dönme hareketi roketin dengesinin kararlılığını artırıyor,
hedefe isabet oranını yükseltiyordu. Ateşli silahlarla fırlatılan mermiler
de havada dönerek yol alır; mermiye bu dönme hareketini, silahın namlusunun
içine oyulan yivler, yani kanallar sağlar.
I. Dünya Savaşı (1914-18) sırasında roket kullanılmadı,
çünkü o döneme kadar toplar iyice geliştirilmiş ve güçleri artırılmıştı. Ama
roket çalışmaları da bir yandan sürdü ve roketler İngiltere'de etkili bir can
kurtarma aracı durumuna geldi. Roketler bugün de bu amaçla kullanılmaktadır.
Eğer bir gemi fırtınalı bir havada kıyıya doğru sürüklenir ya da kıyıya yakın
bir yerde karaya oturursa, sahil güvenlik ekipleri kayalıklardan ya da kumsaldan
ateşlenen bir roketin yardımıyla gemiye özel bir ip fırlatabilir. Bu ipin
yardımıyla gemiye halat ve kasnak gibi malzemeler iletilebilir ve böylece kıyı
ile gemi arasında bir havai hat oluşturularak gemi mürettebatı kurtarılabilir.
ABD'li bilim adamı Robert H. Goddard, 1920'lerde ve
1930'larda roketler üzerinde çığır açıcı deneysel araştırmalar yaptı. Goddard
bu çalışmalarıyla roket uçuşunun ilk matematiksel formüllerini geliştirdi.
Roketlerin boşlukta, yani vakum ortamında çalışabileceğini kanıtladı ve itici
olarak sıvı yakıt kullanımını başlattı. Goddard bu çalışmalarıyla uzayda uçuşu
gerçekleştirmeyi hedefliyordu.
ABD askeri yetkilileri Goddard'ın bu araştırmalarına
fazla ilgi göstermediler, ama başka ülkelerdeki ve özellikle Almanya'daki bilim
adamları, roketin savaşta etkili bir silah olarak kullanılmasına yönelik
çalışmaları hızlandırmışlardı. II. Dünya Savaşı sırasında savaşan bütün
ülkeler yerden, gemilerden ve uçaklardan fırlatılan roketler kullandılar. Bu
roketler düşman birliklerini, tankları ve uçakları hedef alan kısa menzilli
silahlardı. Bunların çoğunda dumansız barut, balistit gibi katı iticiler
kullanılıyordu.
Modern
Roketler
II. Dünya Savaşı sırasında
roket alanındaki en önemli gelişme, Almanlar'ın V2
tipi roketleri geliştirmesi oldu. (V2 adı,
"İntikam Silahı 2" anlamındaki Almanca
Vergeltungs- waffe 2'nin kısaltmasıdır.) Bu roketin ağırlığı 12 tonun
üzerindeydi ve burnunda taşıdığı savaş başlığı 1 ton kadar patlayıcı içeriyordu.
Rokette yakıt olarak alkol kullanılıyor, alkol sıvı oksijenle yakılıyordu.
II.
Dünya Savaşı sırasında uygulamaya konan bir başka yenilik de, çok yüklü, ağır
uçakların yerden kalkışını kolaylaştırmak için roketlerden yararlanılmaya
başlanması oldu. Uçağa takılan roketler kalkış sırasında ateşleniyor ve
böylece ek bir itme kuvveti elde ediliyordu. Kalkış sırasındaki işlevini yerine
getiren ve o arada yakıtını yakıp tüketen roketler kalkıştan hemen sonra yere
atılıyordu.
V2 roketi, kıtalar arası balistik füze denen uzun
menzilli güdümlü füzelerin yapılmasına yol açtı. Bu füzeler bir kıtadan ötekine
fırlatılabilmekte ve hedeflerine yöneltilebilmektedir. Çok kademeli roket
tekniğiyle düzenlenen bu füzeler, uç uca eklenmiş bir dizi roketten oluşur.
İlk kademe motorları büyük ve güçlüdür, kalkışı sağlar. Daha küçük olan ikinci
ve üçüncü kademe motorları ise roketin daha da hızlanması ve uçuşunu sürdürmesi
içindir.
Çok
kademeli roketler uzay araştırmaları alanında uyduların ve insanlı uzay
araçlarının fırlatılmasında kullanılmaktadır. ABD'de ilk uzay mekikleri,
SSCB'de Soyuz uzay araçları ve Avrupalıların Ariane roketleri hep çok kademeli
araçlardır. Birinci ve ikinci kademe motorları roketi belirli bir noktaya kadar
hızlandırır ve bu noktada devreye giren üçüncü kademe motorları rokete, Dünya'nın
çevresindeki bir yörüngeye oturmak ya da Dünya'nın kütleçekimi etkisinden
bütünüyle kurtulmak için gerekli olan hızı sağlar. Bugüne kadar yapılmış olan
en büyük roket, ABD' nin Apollo programı çerçevesinde kullandığı Satürn 5
fırlatma aracıydı. Satürn 5'in fırlatma rampasındaki ağırlığı 3.000 tona yakındı
ve dikili durumdaki yüksekliği 111 metreydi.
Roketler
ancak son derece hızlı giden araçlarda kullanılırsa verimli ve yararlı olur;
roketler trenlerde, otomobillerde ve gemilerde de denenmiş ama yararlı
sonuçlar elde edilememiştir.
Roketlerin
hızını ve menzilini artırabilmek için bilim adamları sürekli olarak daha etkili
yakıtlar bulmak için uğraşmaktadırlar. Aradıkları, yüksek sıcaklıklarda daha
çok gaz çıkaracak türden iticilerdir; böylece roket memesinden atılan gaz
miktarı ve dolayısıyla da gaz çıkış hızı artacak, bunun sonucunda da roketin
erişeceği hız yükselecektir. Sıvı oksijen ve petrol kullanıldığında elde
edilen yanma sıcaklığı 3.000°C, egzoz hızı ise dakikada 145 kilometredir.
Yakıt olarak petrol yerine sıvı hidrojen kullanıldığında, gaz püskürme hızı
dakikada 190 kilometreye ulaşır. Roketler ancak bu kadar yüksek gaz püskürme
hızlarıyla uyduları Dünya'nın çevresindeki bir yörüngeye taşıyabilecek hızlara
ulaşabilirler. Herhangi bir roketin bir uyduyu yörüngeye oturtabilmesi için
saatte 28.000 km hıza erişmesi gerekir. Aynı roketin Dünya'nın kütleçekim
kuvvetinden kurtulabilmesi için ise hızının saatte 40.000 km olması gerekir; bu
hıza "kurtulma hızı" denir.
Bilim adamları gelecekte hidrojenin yalnızca yakılması
yerine, nükleer reaktörlerde çok daha yüksek sıcaklıklara çıkartılarak püskürtülmesine
dayalı daha güçlü roketlerin geliştirilebileceğine inanıyorlar. İyon jeti
(elektrik yüklü parçacık püskürmesi) üreten iyon roketleriyle denemeler
yapılmaktadır. Bu tür püskürtmelerde egzoz hızı son derece yüksektir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder