Roket nasıl yapılıyor? Doç. Dr. Arif Karabeyoğlu yanıtladı
videosundan fısıltılanmıştır. Videoya ulaşmak için Linki kullanabilirsiniz https://www.youtube.com/watch?v=b__SZSRvhLI.
Kim başlar? Hocam başlayabilir istersen. Bakayım. Esas roketçi Arif tabi. Evet, o daha işin pratik kısmında şu anda. Evet, yani ben küçük öğrenci roketleri yaptırıyorum. Ama daha çok uzay aracı yapıyoruz. Hocam biz de evde birkaç kez roket. Karakolluk olduk sonra. Neyse, biz hoca olduğumuz için idare ediyoruz. Peki hocam şimdi bu hızlara ulaşmak için.
Ne yapılıyor? Roket nasıl yapılıyor? Roket nasıl yapılıyor? Güzel. Yani bunu ben de anlatırım ama……roketi yapan bir arkadaşın anlatması daha güzel olur. Anlatayım istiyorsanız. Biliyorsunuz roketçilikte önemli olan……belirli bir kütüreyi roketten dışarı atmanız gerekiyor. Ve yüksek hızlarla dışarı atmanız gerekiyor. Sadece ben şey şeyi ekleyeyim. 11’e atmosferde gittiğimiz çekim……şeyle birlikte bir iki kilometre daha eklemek gerekiyor. Niçin?
Hava sürtülmesi, yenmek. Tültüpeye karşı. Yani ne yapıyorsunuz aslında roketçilikte? Uçak motorlarının aksine. Uçak motorlarında havayı alıp hızlandırıp atıyorsunuz. Roketlerde yanınıza taşıdığınız yakıt ve oksitleyiciyi……yakarak hızlandırarak atıyorsunuz. Dolayısıyla bunu ne kadar hızlı… Çünkü hava olmayan yerde de gidiyorsunuz. Aynen öyle. Ve de çok fazla hava lazım. O kadar havayı emmeniz mümkün değil. Aynen mümkün değil. Veya çok yüksek hızlarla havayı emip de yakmanız mümkün değil.
Dolayısıyla roketçilikte biz bunu atarak, akütle yatarak gidiyoruz. Hem de yakıtı tutuşacak olan şey orada. Oksitleyici ikisi beraber orada. Ne kadar hızlı atarsanız o kadar verimli bir roketiniz oluyor. Onun için biz hidrojenle oksijeni çok seviyoruz. Ve SLS roketinin de ana gövdesi, core dediğimiz ana gövdesi hidrojenle oksijen yakıyor. Yandaki iki tanesi? Arkadaşlar SLS’in fotoğrafı varsa bir koyalım mı onuda? Yandaki iki tanesi katı yakıtlı roket motoru. Onlar katı yakıtlı mı? Evet. Burada alüminyum yakıyorlar. İsterine isternen yapmayın. Yakıt alüminyum. Oksitleyici de aslında katı bir oksitleyici. Amonyum percolarate dediğimiz bir oksitleyiciden bahsediyoruz. Yani sağa sola bombaladıkları teröristler. Çok benzer aslında bakarsanız kimyasal yapısı olarak. Doğaya da zarar veren bir malzemem aslında. Bu iki katıyla aslında ne yapıyorsunuz? Çok yüksek iki kuvvetleri elde ediyorsunuz ve yerden sizi kaldırmaya yarıyor. Bu yerden kalkmanın ötesinde roketin verimli kısmı aslında bakarsanız hidrojenle oksijeni yaktığınız zaman ortaya çıkıyor. O da yüksek irtifalarda oluyor. Şimdi biz doya nasıl gidebiliriz? Bunu anlatayım istiyorsanız. Aksik irtifada çalışmıyor bu sıvı yaktı. Çalışıyorlar. Yerde ateşleme yapıyorlar. Aslında uzay mekiğinde havada ateşleme yapma teknolojisinin aslında çok çalıştı. Güvenemediler. Çünkü ne yapıyorlar? Katıları ateşledikten sonra sistem gitmek zorunda. Katıları durduramıyorsunuz. Dolayısıyla ne yapıyorsunuz? Önce sıvıyı ateşliyorsunuz. Sıvının ateşlediğinden emin oluyorsunuz. Katı aslında bizim küçükken bayramlarda attığımız roketlerden farklı değil. Birebir aynısı diyebiliriz. Biraz daha performansı yüksek diyebiliriz.
Şimdi insanlı bir sistemde katının kullanılması aslında bakarsanız……SLS sisteminin en büyük problemlerinden bir tanesi. Aynen uzay mekiğinde olduğu gibi……biliyorsunuz Challenger kazası patladı. SLS’de bu tehlike az da olsa var. Yani dolayısıyla insanlı bir sistem için… Katı yakıtlar daha mı istikrarsız? Daha mı patlamaya müsaade ediyor? Şöyle katı yakıtlarda oksitleyicili ve yakıt birbirinin içerisinde……dolayısıyla aslında dinamik lokumu üzerinde oturuyorsunuz.
Öbüründe sıvı yakıtlı roketlerle oksitleyici ile yakıt ayrı fazlalar, aynı yerlerdeler. Fazları aynı ama yerleri aynı. Ama sızıntı olabilir. Nasıl? Sızıntı olabilir. Sızıntı olduğu zaman zaten biliyorsunuz şu anda mesela……ertelenme sebeplerinden bir tane. Sızıntı olduğu zaman patlaması oluyor. İşte bizim hibrit roketlerin avantajı o. Çünkü yakıt katı fazla olduğu için bir araya gelip patlama olasılığı oluşturmuyorlar. Dolayısıyla roketlerle biz aya gidiyoruz. Nasıl gidiyoruz? Önce yukarı çıkıyoruz çünkü dünyanın atmosferinden kurtulmamız lazım.
Sonra roket yavaş yavaş dönüyor. Çıkarken yavaş yavaş dönüyor. Ve hızlanmamızı dünyanın… Ve o niye dönüyor anlamıyorum mesela. Çünkü şundan dolayı eğer siz hızlanmanızı……dünyanın yer çekimine karşı yapıyorsanız çok fazla kayıp oluşturuyorsunuz. Çünkü itki kuvvetini yer çekimine karşı kullanarak kaybediyorsunuz. Dolayısıyla biz roketçilikte her zaman için yer çekimine dik ateşlemek isteriz. Dolayısıyla atmosferden çıktığınız anda……dik dönüyorsunuz. Dünyaya paralel bir şekilde gidiyorsunuz.
Üstünmenin az olduğu bir noktada ileri dönüyorsunuz. Şöyle yapsak eğer biz dünyadan yatay bir şekilde roket ateşlemiş olsak o roket yanar. Çünkü çıkacağımız yüksek hızlarda atmosferik enerji inanılmaz bir… Yani atmosfere girerken nasıl ısınıyorsa aynısı olur. Aynen. Daha da kötüsü olur. Ve büyük bir roketi korumanız da mümkün değil. Termal olarak. Dolayısıyla büyük bir patlama meydana gelir. Ne yapıyoruz? Yatay olarak hızlandırıyoruz atmosferin dışına çıktıktan sonra. Çıkacağımız hız 11.2 km bölü saniye.
Bu sizi parabolik dediğimiz bir yörüngeye sokuyor. Bu parabolik yörünge aslında dünyadan kaçmak için gerekli olan minimum enerji. Bunun altında bir enerji verdiğiniz zaman çok uzun bir sürede bile olsa dünyaya geri dönüyorsunuz. Daha fazla enerji verip aya daha hızlı gidebiliriz. İstiyorsanız aya biz belki bir günde de gidebiliriz. Ama çok daha fazla enerji gerektirdiği için aya biz 3 ve 4 gün arasına gidiyoruz. Baştan bir enerji sokuyor. Önemli mi orada? Çok önemli. Peki mesela o enerji dünyadaki enerji mi yoksa uzaya çıktıktan sonra iki gün bir ateşe yapıldığı sıradaki enerji mi? Şimdi bu roketlerde kademeler var biliyorsunuz. Birinci kademe, o iki katı yakıdığı roket motoru sadece atmosferde çalışıyorlar. Belirli bir süre sonra ayrılıyorlar. Ondan sonra bu roketin üst kademesi uzun bir süre yanıyor ve çoğu da uzayda yanıyor. Dolayısıyla o hızlanmanın çoğu aslında SLS’in bu ikinci kademesiyle, RL-10 motoru dediğimiz motorla ikinci kademenin hızlanması oluyor.
Bu da bize aslında aya gitmek için gerekli olan bütün enerjiyi veriyor. Yani Lunar Transfer Orbit dediğimiz, aya gitme yörüngesine bizi sokan enerji aslında üst kademe motorundan geliyor. Çoğu diyebiliriz. Yani bu yüzden mi büyük olması gerekiyor bu roketlerin? Kesinlikle. Roketlerimizin büyük olma sebebi, bakın roketlerde kullandığımız faydalı yük, roketin toplam ağırlığının %2’si 3’ü kadar. Dolayısıyla çok verimsiz sistemler. Bunun sebebi de çok zor bir iş yapıyoruz.
Çıktığımız hızlar saniyede 11.2 km inanılmaz hızlar. Yani uçaklarda çıktığımız hızlar biliyorsunuz 0.3 km bölüş saniyeler. Dolayısıyla bu yüksek hızlara çıkmak için bir bedel ödemek zorundayız. Bu bedelde aslında bakarsınız çok fazla yakıt kullanmamız lazım. Ve yakıt bittiği anda da çok hafif olmamız lazım. Çok hafif değilsek bu yüksek hızlara ulaşamıyoruz. Roketçiliğin zor tarafı bu. Roketçiliğin zor tarafı yakıt ve oksetleyicinin inanılmaz derecede patlayıcı olması.
Bir araya geldiği zaman muazzam patlamalar ortaya çıkarıyorlar. İkinci zorluğu da çok çok hafif olmamız lazım. Çok hafif değilsek uzaya gidemiyoruz. Ay’a hiç gidemiyoruz. Hafif yapmak için de ne yapıyorsunuz biliyor musunuz? Bahsettiniz ya kartal. Hani giden kartal. Ben de gördüm onu. Gerçekten onun içine binmek için. Deli olmanız lazım. Tenekeleriyle aynı kalınlıklar. Aynı kalınlıkları. Ve buna giden delilerden bir tanesi ben çok iyi tanıyorum. Baz aldım eline. Baya bir şeyimiz oldu bu konularda konuştuğumuz oldu. Gerçekten birazcık artık işi iten insanlar bunlar. Ben biner miyim? Kesinlikle binmem. Ama bunlar eski pilotlar biliyorsunuz. Vallahi ben bilirim ya. Çok acayip bir şey. İnanılmaz bir şey. Ama insan korkuyor onu. Ben mühendis olarak korkuyorum. Onu söyleyebilirim. Ama dolayısıyla uzaya gitmenin iki zorluğu. Roketçiliğin iki zorluğu. Patlayıcılarla uğraşmak ve çok çok hafif yapılarla bu işi yapmak gereksinimi. Hatta şöyle söyleyeyim. Bazı roket yapıları o kadar ince ki biz bunu yapısal olarak aslında bakarsanız akmasına sebep oluyoruz. Basınça koyduğumuz zaman bu tanklara yapısal olarak bazı yerler akıyorlar. Akmasına rağmen biz bunlarla çalışıyoruz. Dolayısıyla mesela arabalardaki emniyet kat sayıları iki üç dört beşken biz roketlerde bazen bir ve birin altında bile kullanabiliyoruz. O kadar büyük risk var.
O kadar büyük risklerle ama bunu nasıl yapıyoruz? Çok test ederek ve mühendisliğini çok iyi yaparak yapıyoruz. Zor işler ama günün sonunda yapılıyor. Şimdi bundan eminim ki bahsedeceksiniz. Niye NASA şu anda atamadı? Çünkü çok zor bir iş yapıyor. Dolayısıyla…
Şimdi Ali Hoca’na başka bir şey söyleyeceğim.