Atmosferden geçmek için Dünya'ya dönmeye hevesli uzay aracı için neden her zaman zordur?
Bir uzay aracının atmosfere hızlı bir şekilde nüfuz etmesini sağlamak kolaydır, bir meteor gibi yanacaktır, ancak sorun şu ki uzay aracının atmosfere yavaşça girmesine izin vermemiz gerekiyor. Bu teorik olarak yapılabilmesine rağmen, sıradan bir roket kullanılırsa çok fazla yakıt tüketecektir. Bunu başarmak için, atmosfere şaşırtıcı bir şekilde yavaşça dönmek için yörüngesel bir hava gemisi kullanmak da dahil olmak üzere hava frenini de kullanabiliriz. Yakın gelecekte uzay asansörleri veya dönen "gökyüzü kancaları" gibi başka yöntemler de olabilir.
Sıradan roketlerin atmosfere girmekte neden zorlandığını anlamak için burada yörüngeler hakkında ilginç bir bilgi var. Atmosferin üzerine bir top atabilirseniz, yerçekimi yine de yeryüzündeki gibi onu aşağı çekecektir. Yeterince hızlı atarsanız, dünyaya çarpmadan önce ufku aşacak ve dünyanın yerçekimi başlangıç noktasına dönene kadar onu bir eğriye çekmeye devam edecektir. Uluslararası Uzay İstasyonu gibi uyduların her zaman yörüngede kalabilmesinin nedeni budur, bu yüzden buna genellikle serbest düşüş denir.
Uzay aracının yörüngede Dünya atmosferini geçmek için saniyede en az 7,8 kilometre veya saatte yaklaşık 17,500 mil hızla uçması gerekir. Dünya atmosferiyle birlikte her zaman saatte 1.000 mil hızla doğuya doğru döner. Böylece, geri dönüş hızını azaltmak için uzay aracının yörüngesini dünya ile aynı yönde döndürebiliriz. Bununla birlikte, bu sadece küçük bir iyilik ... Uzay aracı, her zaman yörüngede kalmak için saatte 16.500 mil hızla atmosferimize göre uçabilir.
Bir uzay aracı atmosferden geçerken bu hızın altında bir hızda uçarsa, saatte birkaç yüz mil gibi küçük bir hız farkı bile olsa, ayarlanan yörüngesini tamamlamadan Dünya'ya geri dönecektir. Şu anda, uzay aracı atmosfere saatte binlerce mil hızla çarpacak ve sıcak bir ateş topu gibi atmosfere nüfuz edecek. Şu anda, uzay aracının yüksek sıcaklık hasarından korunması için kabuğa güvenmesi gerekiyor.
Örneğin, 11 Aralık 2015'te Alliance TMA17M uzay aracı, alçak Dünya yörüngesinde 416,7 kilometre yörüngede yörüngeye girdi, sonra hızını değiştirdi ve saniyede 128 metre veya saatte 286 mil hızla Dünya'ya döndü.
Fakat ayın yüzeyinde gezinen bir ay modülü pilotu gibi atmosferin üzerinde gezemez miyiz? Apollo 11 ay modülünün yere indiğinde neredeyse yakıtının bittiğini hatırlayabilirsiniz, çünkü uzay aracının hesaplama sistemi onları, bir araba büyüklüğünde birçok kayanın bulunduğu, kraterlerle dolu dik bir yokuşa götürdü.
Neil Armstrong inişinden bahsederken, iyi bir iniş yeri bulmak için manuel operasyonla batıya bir "helikopter" gibi uçtuğunu söyledi. Ayın zayıf yerçekimi durumunda, roket itişi bu görevi tamamlamak için yeterlidir. Dünyanın daha ağır yerçekimi altında, böyle bir gezinme çok fazla yakıt gerektirecektir. Gerekli yakıt miktarı o kadar fazladır ki, uzay aracı bu yakıtlarla dolduğunda, uzay aracını yörüngeye gönderen TV'de gördüğünüz roketler kadar büyük olması gerekir! O çok büyük!
Ancak antimadde, maddeyi doğrudan enerjiye dönüştürebilen bir yakıt veya nükleer füzyon yakıtı gibi yüksek güç yoğunluklu yakıtlar kullanabilirseniz, sorun kolayca çözülebilir. Uzay aracının yavaşlarken konumunu korumak için sürekli olarak 1g kullanması gerekir ve yere istendiği kadar yavaş veya hızlı bir şekilde inebilir.
Ama henüz böyle bir yakıtımız yok. Başka bir yolu var mı?
Uzay asansörü
Uzay aracını yavaşça atmosfere indirmek için uzay asansörünü kullanabiliriz. Bu çok büyük bir asansör. Tepesi atmosferimizden çok uzakta, Dünya'nın sabit yörüngesinin ötesinde bile ve kuyruğu ekvatorda yerde. Yer sabit yörüngesinin üzerinde bir karşı ağırlık tarafından tutulur ve sıkılır. Bu video, nasıl çalıştığını ve videonun başlangıcında parçanın bilgisini gözden geçiriyor.
Uzay aracı dünyanın sabit yörüngesine yerleştirilebilir. Bunu yapmak kolaydır. Uçağın uçuş yönü dünyanın dönüş yönüyle tutarlı olduğu sürece, uçak her zaman yeryüzünde aynı noktada ve asansörün tepesine göre sabit kalabilir. Hareketsiz kalın ve Uluslararası Uzay İstasyonu gibi yavaşça yanaşabilir.
Bu yapıldıktan sonra, uzay aracını terk edebilir veya uzay aracını asansöre bağlayabilir ve ardından dünyaya ulaşana kadar saatte 200 mil hızla veya kendinizi rahat ve güvende hissettiğiniz hızda yavaşça asansörden aşağı inebilirsiniz. yüzey. İniş sırasında yer çekiminin kademeli olarak sıfır yerçekiminden tam yerçekimine yükseldiğini hissedeceksiniz.
Arthur C. Clark'ın bilim kurgu romanı "Cennetin Çeşmesi" bu fikre dayanmaktadır.
Uzay asansörü büyük bir mühendislik projesidir ve birçok sorunun inşaattan önce çözülmesi gerekir. Ancak mevcut sorunlardan biri de inşaat malzemeleridir. Bu proje, kabloların binlerce kilometrelik mesafelerin getirdiği değişikliklere dayanabilmesini gerektiriyor. Ancak Kevlar ve biraz daha güçlü olan Zylon gibi mevcut malzemeler yalnızca birkaç yüz kilometre taşıyabilir. Laboratuvarda hazırlanan karbon nanotüpler uzay asansörü için yeterince güçlü, ancak aslında daha büyük kablolar haline getirildiklerinde bazı kusurlar onları Kevlar'dan daha az etkili hale getiriyor. Ay üzerinde zayıf yerçekimi ile uzay asansörü yapmak için Kevlar veya Zylon kullanmak mümkün olsa da Dünya'da bu imkansızdır. Bunu daha sonra ayrıntılı olarak tanıtacağız ve diğer yöntemleri de tartışacağız.
Referans
1. Wikipedia Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. forbes- Sheryll
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
