Dünya yüzeyinden yükselip atmosferin dışına çıkan bir roketi izlemek, pek çok kişi için büyüleyici bir görünüm. Lakin birçok kişinin aklında birebir soru var: “Uzayda, itilecek bir hava ya da taban yokken roketler nasıl ilerleyebiliyor?”
Bu sorunun yanıtı, klasik fizik kurallarına, bilhassa de Newton’un hareket maddelerine dayanıyor. Roketlerin uzaydaki hareketini anlamak için evvel Newton’un üçüncü hareket yasasını hatırlamak gerekir: Her tesire karşı, eşit ve zıt tarafta bir reaksiyon vardır.
Bu yasaya nazaran, bir roketin motorundan dışarı hakikat büyük bir kuvvetle atılan gazlar, aksi tarafta bir reaksiyon doğurur. Bu reaksiyon, roketi ileri hakikat hareket ettirir. Burada roketin hareketini sağlayan şey, egzoz gazlarının uzaya gerçek fırlatılmasıdır; yani roket, kendi kütlesinin bir kısmını yüksek süratte geriye gerçek savurarak ileriye hakikat yol alır.
Momentumun korunumu: Kütle ve sürat dengesi
Fiziğin bir diğer temel unsuru de momentumun korunumudur. Momentum, bir cismin kütlesi ile suratının çarpımıdır ve kapalı sistemlerde sabit kalır. Roketler uzayda yakıtlarını yaktıkça kütle kaybeder, fakat motorlardan çıkan yüksek süratli gazlar bu kaybı dengeleyen yeni bir momentum yaratır.
Bu sayede, roketin toplam hareket ölçüsü (momentumu), egzoz gazlarının geriye hakikat ivmelenmesiyle dengelenir ve roket ileriye yanlışsız ivmelenir.
Yeryüzünde jet motorları ve pervaneler, havayı kullanarak itme kuvveti üretir. Fakat uzayda hava yoktur, hasebiyle bu tıp motorlar çalışamaz. Burası tam manasıyla bir vakum ortamıdır.
Bu durum, roket motorlarının neden kendi yakıtlarını taşıdığına dair kıymetli bir açıklama sunar. Roketler, çalışmak için çevresel bir ortama gereksinim duymazlar. Tüm yakıt ve oksitleyici gereç sistemin içindedir. Bu da onları uzay boşluğunda bağımsız hareket edebilen araçlar haline getirir.
NASA’nın açıklaması
NASA, roket hareketini açıklarken günlük hayatta karşılaşılabilecek örneklerden yararlanıyor. Örneğin, kaykay üzerinde duran bir kişinin elindeki bowling topunu ileri hakikat fırlattığını düşünün. Top ileri giderken, kişi de geri hakikat hareket eder. Bu örnek, roketin nasıl çalıştığını anlaşılır kılmak için sıkça kullanılır.
Roketin egzoz gazlarını yüksek süratte geriye fırlatması da emsal biçimde, aracın aksi tarafa, yani ileriye hareket etmesine neden olur.
Yeni kuşak itki yöntemleri
Her ne kadar klasik roketler tesirli olsa da, çok fazla yakıt tüketmeleri ve yüksek maliyetli olmaları bu teknolojilerin sınırlayıcı istikametleri ortasında yer alıyor. Bu nedenle bilim insanları daha ekonomik ve sürdürülebilir tahliller üzerinde çalışıyor.
Güneş yelkenleri, ışık parçacıklarının (fotonların) basıncını kullanarak hareket etmeyi hedefliyor. Teorik olarak hayli verimli olan bu yol, şimdi geniş çaplı kullanımda değil. Bir başka alternatif ise relativistik elektron ışınları, yani parçacık hızlandırma yoluyla itki üretme fikri. Bu çeşit teknolojiler, gelecekte yıldızlar ortası seyahatlerin temelini oluşturabilir.
