Roketler uzayda kendilerini itecek hava olmadan yükselebiliyor. Peki nasıl böyle oluyor?
Uzaydaki roketler ve motorlar, Isaac Newton’un üçüncü hareket yasasına göre davranıyor: Bu yasaya göre her eylem, eşdeğer ve zıt bir tepkime meydana getiriyor.
Roketin bir ucundan yakıt ateşlendiğinde, roket havaya gerek olmadan ileri doğru itiliyor.
Popular Science dergisinde yer alan yazıya göre, NASA, bu ilkenin Dünya’da kolaylıkla gözlemlenebildiğini söylüyor. Eğer bir kaykayın üzerinde durur ve elinize bir bowling topu alıp ileri doğru fırlatırsanız, oluşan kuvvet sizi ve kaykayı geriye ittirir. Fakat kaykay üzerindeki ağırlığınız bowling topunun ağırlığına göre daha yüksek olduğundan, o kadar uzağa gitmezsiniz.
Mühendisler de uzay roketlerini tasarlarken böyle bir güçlükle karşılaşıyor. Evet, ufak miktardaki itiş kuvveti uzay aracını ileri götürüyor fakat herhangi bir yere hızlıca gitmek için genelde fazla miktarda yakıt gerekiyor. Daha fazla ağırlık anlamına gelen daha fazla yakıt, bir uzay görevinin maliyetini artırıyor.
Bazı uzay araçları, Jüpiter gibi uzaktaki gezegenlere fırlatma yapılırken tasarruf etmek için bir gezegenin (mesela Venüs) etrafından döndürülüyor ve bu gezegenin çekim kuvveti kullanılarak hızlanma sağlanıyor. Bu sayede, diğer varış noktalarına gidilirken geçecek zaman azaltılıyor.
Peki uzayda hava yoksa roketler nasıl ateşleniyor? Roketler oksijeni de yanlarında götürüyor. Yakıt ve oksitleyici maddeler, roket motorunun yanma odasında tutuşturuluyor ve bunun sonucunda genişleyen, sıcak gazlar ortaya çıkıyor. Bu gazın basıncı, roketin üst tarafını alt tarafa göre daha fazla itiyor ve roketin yukarı ya da ileri gitmesini sağlıyor. Yakıt yandığından, yanma sonucunda oluşan dumanlar alt kısımdan atılıyor.
SIVI YAKITLI ROKET MOTORLARI NASIL ÇALIŞIR?
Evrim Ağacı’nda yer alan yazıya göre, sıvı yakıtlı roketlerde iki farklı depolama tankı bulunuyor. Bu depolardan birisi, yanacak olan yakıtı, diğeri ise yakıcı görevi görecek olan yakıtı bulunduruyor.
Bu yakıtlar pompalar aracılığıyla yanma odasına beslenir. Roketlerde yüksek itiş güçleri elde edebilmek için bu pompaların saniyede yüzlerce litre yakıtı bu odaya beslemeleri gerekir. Bu derecede yüksek işlem yapabilmesi için gereken gücü türbinden alırlar. Türbin ise gaz jeneratöründen üretilen gazlar ile çalışır. Yanma odasına beslenen yakıtlar birbirleri ile yanma reaksiyonu gerçekleştirerek gaz açığa çıkarırlar. Bu gazlar roket nozulunda dışarıya yüksek hızlarda atılır ve böylelikle itiş sağlanmış olur.
TARİHTEKİ İLK SIVI YAKITLI ROKET
Clark Üniversitesi'nde o dönemde fizik profesörü olan ve modern roketlerin babası olarak kabul edilen Dr. Robert H. Goddard, 1915 yılında bir roketin vakumlu ortamda itki sağlayabildiğini deneysel olarak kanıtladı. Goddard'ın hayali, insanlığın gezegenler arası seyahat edebilmesiydi ve bu amaç için en uygun aracın sıvı yakıtlı roketler olduğunu düşünüyordu. Çünkü sıvı yakıtlı roketler, katı yakıtlı roketlere göre birim başına daha fazla itki sağlıyorlardı ve ateşleme süresi mühendisler tarafından kontrol edilebiliyordu.
Bu sebeple çalışmalarını sıvı yakıtlı roketler üzerinde yoğunlaştırdı. İyi bir sıvı yakıtlı roket için ideal yakıtın sıvı hidrojen ve sıvı oksijen olduğunu düşünüyordu; fakat o zamanlarda sıvı hidrojen sadece deneysel miktarlarda elde edilebildiğinden roket yakıtı olarak kullanılmasını imkansızdı. Bu sebeple çalışmalarında yakıt olarak benzin ve sıvı oksijen kullandı. Kasım 1923'te ilk roket motorunun ateşleme testini ve 16 Mart 1926 tarihinde ise tarihteki ilk sıvı yakıtlı roketin uçuşunu gerçekleştirdi. Roket, 2,5 saniyede yaklaşık 56 metre yüksekliğe ulaştı.
