Yörünge Balesi Yerçekiminin Kucaklaşmasında Yıldızların Zarif Dansı

Yörünge balesi, yerçekiminin kucağında yıldızların zarif dansıdır. Fizik yasaları tarafınca yönetilen güzel ve karmaşa bir olgudur.

Bu yazıda mahrek elemanları, Kepler’in gezegen hareket yasaları, Newton’un kütle çekim yasası, Hohmann aktarma yörüngesi, mahrek rezonansları, suni uydular, feza aracı yörüngeleri ve Feza Mekiği dahil olmak suretiyle mahrek balesinin temellerini inceleyeceğiz.

Ek olarak mahrek balesiyle alakalı şu benzer biçimde birtakım genel soruları da yanıtlayacağız:

• Yerçekimi nelerdir?
• Yörünge mekaniği nelerdir?
• Yıldızlar nedir?
• Yıldızlar iyi mi evrimleşir?
• Feza nelerdir?

Bu yazının nihayetinde yıldızların yerçekiminin kucağında icra ettikleri zarif dansı daha iyi anlayacaksınız.

Hususiyet	Tarif
Yer çekimi	Nesneleri birbirine çeken qüç.
Yörünge mekaniği	Nesnelerin uzayda iyi mi hareket ettiğini inceleyen bilim dalı.
Star	Fer ve sıcaklık yürüyerek ışıklı bir gaz topu.
Star evrimi	Yıldızların zamanla değişiklik dönemi.
Feza	Dünya atmosferinin ötesindeki bölge.

II. Yörüngesel Elemanlar

Yörünge elemanları, bir gök cisminin merkezi bir cisim etrafındaki yörüngesini tanımlayan altı parametreden oluşan bir kümedir. Bu elemanlar şunlardır:

* Yarı büyük eksen (a): Merkezi cismin merkezi ile yörüngedeki cismin kütle merkezi arasındaki mesafe.
* Eksantriklik (e): Yörüngenin ne kadar eliptik bulunduğunun bir ölçüsü. 0 kıymeti dairesel bir yörüngeyi gösterirken, 1 kıymeti parabolik bir yörüngeyi gösterir.
* Eğim (i): Yörünge düzlemi ile ekliptik düzlemi arasındaki açı.
* Yükselen düğümün boylamı (Ω): İlkbahar ekinoksundan yörüngenin ekliptiği güneyden kuzeye kestiği noktaya kadar olan açı.
* Periapsis argümanı (ω): Yükselen düğümden yörüngenin merkezi gövdeye en yakın olduğu noktaya kadar olan açı.
* Yaklaşık anomali (M): Yörüngedeki cismin periapsisden açısal uzaklığı.

Bu elemanlar, yörüngedeki cismin herhangi bir andaki konumunu hesaplamak için kullanılabilir.

III. Kepler’in Gezegen Hareketi Yasaları

Kepler’in gezegen hareketi yasaları, gezegenlerin Güneş etrafındaki hareketini tanımlayan üç matematiksel yasadan oluşan bir kümedir. ilk olarak Johannes Kepler tarafınca 1609’da yayınlanmıştır.

Birinci yasa, bir gezegenin Güneş etrafındaki yörüngesinin bir elips bulunduğunu ve odaklarından birinde Güneş’in olduğunu belirtir.

İkinci yasa, bir gezegenin yarıçap vektörünün eşit vakit aralıklarında taradığı alanın eşit bulunduğunu belirtir.

Üçüncü yasa, bir gezegenin mahrek döneminin karesinin, yörüngesinin yarı büyük ekseninin küpüne orantılı bulunduğunu belirtir.

Kepler’in gezegen hareketi yasaları klasik mekaniğin temel bir parçasıdır. Gezegenlerin, kuyruklu yıldızların ve asteroitlerin hareketini doğru bir halde kestirmek için kullanılmıştır.

IV. Newton’un Yerçekimi Yasası

Newton’un kütle çekim yasası, iki nesne arasındaki kütle çekim kuvvetinin kütlelerinin çarpımıyla doğru orantılı ve aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı bulunduğunu belirtir. Bu matematiksel olarak şöyle anlatım edilebilir:

F = G−m1m2/r²

Neresi:

F yer çekimi kuvvetidir,
G yerçekimi sabitidir (6,67 * 10−11 N * m * kilogram)^-2),
m1 ve m2 iki nesnenin kütleleridir ve
r iki nesne arasındaki mesafedir.

Newton’un kütle çekim yasası, fiziğin temel yasalarından biridir ve gezegenlerin Güneş etrafındaki hareketi, gelgitler, yıldızların ve galaksilerin oluşumu benzer biçimde oldukça muhtelif vakaları açıklamak için kullanılır.

V. Hohmann Aktarma Yörüngesi

Hohmann aktarma yörüngesi, bir feza aracının değişik bir yarıçapa haiz bir dairesel yörüngeden diğerine geçmiş olmasına müsaade eden bir tür mahrek manevrasıdır. Ismini, İlk olarak 1925’te tanımlayan Alman mühendis Walter Hohmann’dan almıştır.

Hohmann aktarma yörüngesi iki yanmalı bir manevradır. İlk yanma, feza aracını özgün yörüngesinden çıkarıp hiperbolik bir yörüngeye sokmak için kullanılır. İkinci yanma, feza aracını yavaşlatmak ve yeni yörüngesine sokmak için kullanılır.

Hohmann aktarma yörüngesi yörüngeleri değiştirmenin en bereketli yoludur, sadece bununla beraber en yavaş olanıdır. Manevra için toplam zaman yörüngelerin boyutuna ve mevcut delta-v miktarına bağlıdır. Örnek olarak, alçak Dünya yörüngesinden jeostasyon yörüngesine bir Hohmann transferi ortalama 26 gün devam eder.

Hohmann aktarma yörüngesi, Internasyonal Feza İstasyonu ve Hubble Feza Teleskobu dahil olmak suretiyle birçok feza aracı tarafınca kullanılır. Ek olarak Voyager 1 ve 2 benzer biçimde dış gezegenlere gönderilen sondalar tarafınca da kullanılır.

VI. Orbital Rezonanslar

Yörüngesel rezonanslar, ortak bir kütle merkezinin yörüngesinde dönen iki nesnenin mahrek periyotları bayağı bir oranla ilişkili olduğunda meydana gelir. Bu, gezegen halkalarının oluşumu ve asteroitlerin uzayın muayyen bölgelerinde kümelenmesi benzer biçimde bir takım ilgi çekici etkiye yol açabilir.

Yörüngesel rezonansın en malum örneklerinden biri, Jüpiter’in uyduları Io ve Europa arasındaki 3:2 rezonanstır. Bu rezonans, Io’nun Europa’nın her bir yörüngesi için Jüpiter’in yörüngesinde iki defa dönmesine yol açar ve Io’daki yoğun volkanik aktiviteden mesuldür.

Yörüngesel rezonansların öteki örnekleri içinde Satürn’ün uyduları Titan ve Hyperion arasındaki 2:1 rezonans ve Plüton ve Charon arasındaki 1:1 rezonans bulunur. Bu rezonanslar bu uyduların yörüngelerini stabilize etmeye ve birbirleriyle çarpışmalarını önlemeye destek verir.

Yörünge rezonansları gezegen halkalarının oluşumunda da rol oynayabilir. Bir ay, başka bir ay ile rezonansta bir gezegenin yörüngesinde döndüğünde, ayın yörüngesinden materyalin dışarı atılmasına ve bir halka oluşmasına niçin olabilir. Bunun Satürn’ün halkalarını meydana getiren mekanizma olduğu düşünülmektedir.

Yörünge rezonansları, yer çekimi yasalarının uzayda iyi mi karmaşa ve güzel yapılar yaratabileceğinin büyüleyici bir örneğidir.

VII. Suni Uydular

Suni uydu, bir gezegenin yahut başka bir gök cisminin yörüngesine yerleştirilen insan yapımı bir nesnedir. Suni uydular, haberleşme, hava durumu tahmini ve ilmi inceleme benzer biçimde muhtelif amaçlar için kullanılır.

İlk suni uydu 1957 senesinde Sovyetler Donanması tarafınca yörüngeye fırlatıldı. O tarihten bu yana binlerce suni uydu yörüngeye fırlatıldı ve çağdaş hayatın olmazsa olmaz bir parçası halini aldı.

Suni uydular çoğu zaman Dünya’nın yörüngesine yerleştirilir, sadece öteki gezegenlerin, uyduların ve hatta asteroitlerin yörüngesine de yerleştirilebilirler. Suni bir uydunun yörüngesi jeostasyon yörüngesi, kutup yörüngesi yahut güneş merkezli mahrek olabilir.

Jeostatik uydular, Dünya’nın ekvatorundan ortalama 35.786 kilometre (22.236 mil) yükseklikte Dünya’nın yörüngesinde dönerler. Jeostatik uydular gökyüzünde aynı pozisyonda kalıyor benzer biçimde görünürler, bu da onları haberleşme uyduları için ülkü hale getirir.

Kutup uyduları, Dünya yüzeyinden ortalama 800 kilometre (500 mil) yükseklikte Dünya’nın yörüngesinde rotatif. Kutup uyduları hem Şimal bununla birlikte Cenup kutuplarının üstünden geçer, bu da onları hava durumu uyduları ve Dünya deney uyduları için ülkü hale getirir.

Güneş merkezli uydular Dünya yerine Güneş’in çevresinde rotatif. Güneş merkezli uydular feza keşfi ve güneş araştırmaları benzer biçimde muhtelif amaçlar için kullanılır.

Suni uydular, yaşama ve emek harcama biçimimizde inkilap yarattı. Bizlere haberleşme, hava durumu tahmini ve ilmi inceleme benzer biçimde temel hizmetler sağlıyorlar. Ek olarak uzayı keşfetmemizi ve güneş sistemimiz ve kainat ile alakalı daha çok şey öğrenmemizi olası kıldılar.

VIII. Feza Aracı Yörüngeleri

Feza aracı yörüngeleri, feza aracının uzayda izlediği yollardır. Feza aracının ilk konumu ve hızı ile yer çekimi ve itme benzer biçimde feza aracına tesir eden kuvvetler tarafınca belirlenirler.

Her biri kendine has özelliklere haiz birçok değişik feza aracı yörüngesi türü vardır. En yaygın mahrek türlerinden bazıları şunlardır:

• Dairesel mahrek: Dairesel mahrek, feza aracının Dünya’nın merkezinden durağan(durgun) bir uzaklıkta ilerlediği yoldur.
• Eliptik mahrek: Eliptik mahrek, feza aracının Dünya’nın merkezinden uzaklığının değişmiş olduğu bir yoldur.
• Hohmann aktarma yörüngesi: Hohmann aktarma yörüngesi, bir feza aracının bir yörüngeden diğerine geçmesini elde eden bir yoldur.
• Parabolik mahrek: Parabolik mahrek, feza aracının hızının Dünya’nın yer çekiminden kurtulmaya kafi gelecek kadar olduğu bir yoldur.
• Hiperbolik mahrek: Hiperbolik mahrek, feza aracının hızının kaçış hızından daha büyük olduğu bir yoldur.

Feza aracı yörüngeleri, feza araçlarını yörüngeye fırlatmak, onları öteki gezegenlere göndermek ve Dünya’ya geri döndürmek için kullanılır. Ek olarak, öteki feza araçlarıyla kenetlenme, feza yürüyüşleri gerçekleştirme ve uyduları konuşlandırma benzer biçimde muhtelif öteki görevleri gerçekleştirmek için de kullanılırlar.

Bir feza aracının yörüngesinin tasarımı, feza aracının hacmi, vazife hedefleri ve mevcut fırlatma araçları da dahil olmak suretiyle bir takım faktörün hesaba katılmasını gerektiren karmaşa bir süreçtir.

Feza aracı yörüngeleri feza keşfinin mühim bir parçasıdır. Feza aracını güneş sisteminin en uzak noktalarına ve ötesine göndermemize imkan tanırlar.

IX. Feza Mekiği

Feza Mekiği, NASA tarafınca 1981’den 2011’e kadar kullanılan tekrar kullanılabilir bir feza aracıydı. Astronotları ve kargoyu yörüngeye taşımak ve Dünya’ya geri inmek için tasarlanmıştı. Feza Mekiği, hem fırlatma bununla birlikte dikey iniş yapabilen ilk feza aracıydı.

Feza Mekiği üç ana parçadan oluşuyordu: mahrek aracı, harici tank ve katı füze güçlendiricileri. Yörünge aracı, feza aracının astronotları ve kargoyu taşıyan parçasıydı. Harici tank, ana motorlar için yakıt içeriyordu. Katı füze güçlendiricileri, Feza Mekiğini yörüngeye fırlatmak için ihtiyaç duyulan ilk itişi sağlıyordu.

Feza Mekiği, inşa edilmesi ve işletilmesi karmaşa ve pahalı bir feza aracıydı. Sadece, bununla beraber oldukça muhtelif görevleri yerine getirebilen oldukça yönlü bir feza aracıydı. Feza Mekiği, uyduları yörüngeye fırlatmak, yörüngedeki uyduları onarmak, Internasyonal Feza İstasyonunu inşa etmek ve uzayda muhtelif ilmi deneyler yapmak için kullanıldı.

Feza Mekiği, feza araştırmaları tarihinde mühim bir dönüm noktasıydı. SpaceX Dragon ve Boeing Starliner benzer biçimde daha gelişmiş tekrar kullanılabilir feza araçlarının geliştirilmesinin önünü açtı.

S: Orbital bale nelerdir?

A: Yörünge balesi, yerçekiminin kucağında yıldızların zarif dansıdır. Fizik yasaları tarafınca yönetilen güzel ve karmaşa bir olgudur.

S: Orbital bale iyi mi çalışır?

A: Yörünge balesi yerçekimi kuvveti yardımıyla çalışır. Yerçekimi, nesneleri birbirine çeken bir kuvvettir. Yörünge balesi niteliğinde, yıldızlar arasındaki yerçekimi kuvveti onların birbirlerinin çevresinde dönmesine yol açar.

S: Yörünge balesinin birtakım örnekleri nedir?

A: Yörünge balesinin birtakım örnekleri içinde Dünya’nın Güneş etrafındaki yörüngesi, Ay’ın Dünya etrafındaki yörüngesi ve gezegenlerin Güneş etrafındaki yörüngeleri sayılabilir.