İnsanlık, tarihinden beri uzayı keşfetmek için çalışmalar gerçekleştiriyor. Bu kapsamda en büyük icatlarımızdan biri de uzay araçları ve roketler. 1900’lü yıllardan beri yörüngeye uydu göndermek, Dünya’mızın ötesini keşfetmek ve diğer amaçlar için onlarca kez uzaya araç fıralttık. Bu fırlatmaların hepsinde dikkat çeken bir nokta var. Roketlerin hepsi dikey olarak fırlatılıyor.
Peki uzay gemileri neden dikey olarak fırlatılır? Neden uçaklar gibi yatay olarak fırlatılmazlar? Öyle olsaydı ne olurdu? Bu içeriğimizde uzaya meraklı herkesin aklına en az bir kez gelen bu soruların yanıtını veriyoruz.
Yüksek hava direnci
Roketlerin dikey kalkış yapmasının en temel nedeni, Dünya atmosferinin en yoğun ve en kalın tabakasını mümkün olan en kısa sürede en dik açıyla geçme zorunluluğudur. Yüzeye yakın irtifalarda hava molekülleri daha yoğun. Bu yoğun ortam da hareket eden her cisme karşı muazzam bir hava direnci uygular.
Bu direnç nedeniyle de bir roketin yörüngeye ulaşması için ses hızından çok daha yüksek seviyelere ulaşması gerekir. Bunu yapmak için de dikey kalkış gerekiyor. Eğer yatay olarak ulaşmaya çalışsaydı tıpkı suyun içinde koşmaya çalışmak gibi çok büyük bir dirençle karşı karşıya kalırlardı ve istenilen yüksekliğe çıkamazlardı.
Yüksek hava direnci roketin üzerinde inanılmaz bir aerodinamik baskı uygular. Bu da roket yapısını zorlayarak parçalanmasına bile neden olabilir. Daha önce birçok kez fırlatmalarda roketlerin patladığını ve parçalandığını görmüştük.
Yerçekimi ve yapısal bütünlük
Yerçekimi ve yapısal tasarımı da dikey fırlatma konusunda önemli. Roketler, her zaman devasa ağırlıklarını ve motorların ürettiği itki kuvvetini dikey yönde karşılamak için tasarlanan uzun ve silindirik yapıya sahipler. Bu tasarım, basınç ve gerilimi gövde boyunca en verimli şekilde dağıtmayı başarıyor.
Yatay kalksaydı ne olurdu?
Eğer bir roket yatay olarak fırlatılmaya çalışılırsa yüksek dirençle karşı karşıya kalmış olacak. Aynı zamanda yerçekimi roketin gövdesine dikey olarak değil, yandan bir kuvvet uygulayacaktı. Bu da aracın yapısında çok ciddi bir bükülme gerilimi yaratarak işini çok zorlaştıracaktı. Ayrıca yapısında çok daha sağlam ve ağır malzeme gerektirecekti. Aksi takdirde muhtemelen kısa sürede parçalanacaktı.
Yani anlayacağınız yatay olarak uzay araçlarını fırlatmak mümkün olsa bile hiç pratik bir yöntem değil. Dikey kalkış, roketlerin atmosferi en kolay yoldan en hızlı ve en verimli şekilde geçmesini sağlar. Yatay bir kalkış senaryosu ise hep yapısal hem de aerodinamik anlamda altından kalkılması çok zor bir durumla bizi karşı karşıya bırakır.
Yatay kalkış fikri aslında tamamen imkânsız değil. Hatta havadan fırlatma sistemiyle hayata geçirilmişliği bile var. Örneğin Northrop Grumman’ın Pegasus isimli çok aşamalı roketi, yatay kalkış yapan uçak benzeri bir aracın kalktıktan sonra havadan fırlatma yapma işlemi için tasarlandı. Bu sistemde belli bir irtifadan çaktan ayrılan roket, kendi motorlarını ateşleyerek yoluna devam ediyor. Ancak bu sistem, verimli ve hızlı olsa da ağır yük taşıyamaması ve büyük görevlerde pek işe yaramayacak olması nedeniyle pek yaygınlaşmadı.