Yerçekimsiz ortam nedir? Dünya üzerinde yerçekimsiz ortam nasıl oluşturulur?

YERÇEKİMSİZ ORTAM NEDİR? DÜNYA ÜZERİNDE YERÇEKİMSİZ ORTAM NASIL OLUŞTURULUR?

Sorunun cevabına geçmeden önce yerçekimi keşfinin yapıldığı zamana doğru bir yolculuğa çıkalım ve 1682 yılına gidelim.

Newton'nun "elma ağacı" hikayesini duymuş muydunuz?

İngiltere’nin nadir yaşanan güneşli günlerinden birinde yemyeşil çayırların olduğu bir alanda bir adam elindeki kitabı dikkatlice inceleyerek ve kendi kendine konuşarak ilerliyordu. Adam, çok da alışık olmadığı güneş ışığından biraz uzaklaşmak ve elindeki kitabı daha da rahat okumak için yakınındaki bir elma ağacının dibine kendini bıraktı. Serin esen rüzgar yorulan gözlerini kapatmak için sürekli göz kapaklarını itiyordu. Sonunda adam kitabı bıraktı ve uykuya daldı.

Elma ağacının yapraklarını hışırdatan rüzgar, yönünü bir anda iyice olgunlaşmış ve kızarmış bir elmaya çevirdi. Olgunluğun verdiği ağırlıkla zaten dalda zor tutunan elma bir anda kendini boşluğa bıraktı. Ağacın altında yatan adama doğru tüm hızıyla ilerleyen elma birazdan kendisi sayesinde nelerin keşfedileceğinin farkında bile değildi…

Ağacın altında rüyalara dalan adamın uykusu, kafasına düşen kocaman bir elma ile bir anda dağıldı. Adam önce öfkelendi ve elmayı çok uzaklara fırlatmak için eline aldı. Fakat tam da o anda uzun zamandır aklını kurcalayan bir sorunun yanıtının bu elma olduğunun farkına vardı. Kendi kendine sordu; Bu elma neden düştü?, Neden dalından kopan bu elma yukarıya doğru değil de aşağıya doğru düştü?

İşte o adam sizinde tahmin edebileceğiniz gibi bir çok buluşa imza atmış ve İngiliz Kraliyet ailesinden Sör ünvanı almış Isaac Newton’dur. Keşfettiği şey ise aksini çok nadir yaşayabileceğimiz ve hatta yaşadığımızda da hemen kavrayamadığımız yerçekimidir. Newton, evrensel yerçekimi yasasını 1687 yılında yayınladığı "Principia" adlı kitabında duyurmuştur.

Yerçekimi Nedir?

Peki nedir bu yerçekimi? 

Evrendeki bütün cisimler gözle görülmeyen bir kuvvetle birbirini çeker. Bu çekim kuvvetine “kütle çekimi” denir. Ağaçların, denizlerin, kendimizin, hatta havanın bile kütle çekimi vardır. İşte bu sayede her şey Dünya üzerinde kalır. Dünya’nın kütle çekimine ise yerçekimi denir. Bir maddenin ağırlığı, bulunduğu yere ve bu yerin kütle çekimine göre değişir.

Örneğin Dünya’nın kütlesi Ay’ın kütlesinden yaklaşık altı kat daha büyüktür. Bir başka deyişle Ay’ın kütle çekimi, Dünya’nın 1/6’sı kadardır. Bu nedenle bir cismin kütlesi Ay’da ve Dünya’da aynı olmasına karşın o cismin Ay’daki ağırlığı Dünya’daki ağırlığının altıda biri kadardır.

Kütle çekim kuvveti yalnızca o kütlenin üzerinde duran nesnelere değil, etrafındaki nesnelere de etki eder. Bu duruma da evrensel kütle çekimi denir. Dünya ve Ay gibi iki cisim arasındaki kütle çekiminin büyüklüğü cisimlerin kütlesine ve aralarındaki uzaklığa bağlıdır. Mesafe arttıkça kütle çekimi azalır.

Peki Dünya ve Ay’ın dahi birbirleri arasında bir kütle çekim kuvveti varken nasıl oluyorda uzaydaki astronotlar Uluslararası Uzay İstasyonu içerisinde uçuyormuş gibi görünüyor? Uzay istasyonu yerçekiminden veya evrensel kütle çekiminden etkilenmiyor mu?

Dünya’nın yörüngesindeki en büyük yapay uydu olan Uluslararası Uzay İstasyonu, Dünya’dan yaklaşık 400 km yüksekte olsa bile Dünya’nın kütle çekiminin %80’ine hala maruz kalır. Ancak Uluslararası Uzay İstasyonu’nda bulunan astronotlar yerçekimini hissetmez. Çünkü onlar da istasyonla birlikte kütle çekiminin etkisiyle hiçbir zaman yere ulaşamasalar da sürekli olarak “serbest düşüş” yaparlar. Bu nedenle kendilerini yerçekimsiz ortamdaymış gibi hissederler.

Bu durumu gerçekleştirebilmesinin ardında Uluslararası Uzay İstasyonu’nun hızı yatar.  Uluslararası Uzay İstasyonu Dünya’nın etrafında saatte yaklaşık 28.000 km’lik bir hızla hareket eder. Bu hız sayesinde bir merkezkaç kuvveti edinen Uluslararası Uzay İstasyonu, deyim yerindeyse sürekli Dünya’ya "düşmeye" çalışır, fakat her seferinde Dünya’yı ıskalar. Bu sayede Uluslararası Uzay İstasyonu (ve milyonlarca uydu) Dünya’nın etrafında dolanabilir. Bu duruma serbest düşme adı verilir.

Serbest düşmeyi şu şekilde de açıklayabiliriz.

Bir asansörde olduğumuzu hayal edelim. Asansör yukarı doğru çıkmaya başladığı anda kendimizi ağır, aşağıya doğru inmeye başladığında ise kendimizi hafif hissederiz değil mi? Şimdi sonsuz yükseklikte olan bir binanın tepesinden aşağıya doğru asansörle inerken asansörün halatlarının koptuğunu ve asansörün düşmeye başladığını düşünelim. Artık kendi ağırlığımızı hissedemeyiz, çünkü içinde bulunduğumuz cisimle birlikte düşüyoruz demektir. Aynı bu durumda olduğu gibi astronotlar da Uluslararası Uzay İstasyonu’nun içinde sürekli bir serbest düşüş halindedirler ve uzay istasyonu ile birlikte Dünya’ya çarpmadan sürekli olarak düşerler.

Dünya’da Yerçekimsiz Ortam Oluşturma Yöntemleri

Yerçekimini yok eden bir şey olabilir mi?

Malesef yeryüzünde yerçekiminin yok edilebildiği bir ortam oluşturmak mümkün değil. Ancak NASA'nın astronotları yerçekimsiz ortama hazırlamak için kullandığı bazı yöntemler vardır.

1- Bu yöntemlerden ilki; NASA'nın Houston, Teksas'taki Sonny Carter Eğitim Merkezi'nde bulunan 62 metre uzunluğunda, 31 metre derinliğindeki dev yüzme havuzundan oluşan laboratuvar. (Neutral Bouyancy Laboratory) Bu tesisin temel amacı uzaydaki yerçekimsizliği Dünya üzerinde canlandırarak astronotları uzay yolculuklarında karşılaşacakları ortama hazırlamaktır. Adaylar ağırlıksızlığı neredeyse orijinaline bağlı kalarak simüle eden bu devasa havuzda eksiksiz uzay kıyafetleriyle “uzay yürüyüşleri” yaparlar ve küçük uzay mekiği mutfağında dondurularak kurutulmuş atıştırmalıklar yapmaya çalışırlar.

2- NASA'nın yerçekimsiz ortam hissini yaratmak için kullandığı diğer bir yöntem ise; özel olarak tasarlanmış uçaklarda yapılan çalışmalardır. Bu uçaklar sayesinde yerçekimsiz ortam deneyiminin kısa süreliğine de olsa yaşanması sağlanır. Bu uçaklar genellikle Uluslararası Uzay İstasyonu’nda çalışacak ve bir süre yerçekimsiz ortamda yaşayacak olan astronotların eğitimi sırasında kullanılır. Parabolik uçuş yapan bu uçaklar belirli bir yüksekliğe ulaştıktan sonra dalışa geçer. Uçağın içindekiler bu dalış sırasında kendilerini yaklaşık 20 saniye süresince yerçekimsiz bir ortamdaymış gibi hissederler. Ve böylece kısa süreliğine de olsa uzayda astronotların yaşadığı deneyimi yaşarlar.

Sıkı durun bu yöntemler dışında yerçekiminin olmadığı ortamı daha doğrusu ağırlıksızlığı deneyimlemenin bir yolu daha var.

Yeryüzünde sürekli olarak yerçekiminin etkisi altında kalırız. yerçekimsiz ortamda uzun süre kalırsak, çok az yük taşıdıklarından kaslarımız zayıflar ve kemiklerimiz kalsiyum kaybeder. Bu nedenle uzayda uzun süre kalan astronotlar özel tasarlanmış aletlerle günde yaklaşık iki buçuk saat düzenli olarak spor yaparlar.

Peki bu olumsuzluklardan uzaklaşmak ve kendimizi Dünya’da olduğu gibi hissedebilmek için sizce uzayda yerçekimi yaratmak mümkün müdür?

Astronotlar Neden Uzay Giysisi Giyerler?

Astronotlar Neden Uzay Giysisi Giyerler?

Astronotlar Neden Uzay Giysisi Giyerler? Uzay ortamı insanlar için tehlikeli midir? Bu yazımızda astronot kıyafetlerini inceledik.

13.09.2020
Devamı
Çocuklar İçin Benzersiz Yaz Kampları!

Çocuklar İçin Benzersiz Yaz Kampları!

2023 Çocuklar İçin Yaz Kamplarına Kayıtlar Başladı! Türkiye'nin Eşsiz Eğitim Merkezinde 7-15 Yaş Grubu İçin Yaz Kampı Eğlencesi ve Eğitim Bir Arada!

06.04.2023
Devamı
ARTEMİS - BEKLENEN AY GÖREVİ

ARTEMİS - BEKLENEN AY GÖREVİ

NASA, 2024 yılında ARTEMİS Göreviyle Ay’a yeniden insanlı görevleri başlatmayı hedefliyor. Buradaki ana hedeflerden biri, her ne kadar Ay yüzeyinde kalıcı bir yerleşke kurmak gibi görünse de aslında hedef çok daha büyük.

26.04.2023
Devamı
İlkbahar Ekinoksu

İlkbahar Ekinoksu

Güneş ışınlarının Ekvator'a dik vurması sonucunda aydınlanma çemberinin kutuplardan geçtiği ana Ekinoks denir.

21.03.2023
Devamı
Pi Günü

Pi Günü

Dünyanın pek çok yerinde her yıl 3. ayın 14. günü, yani 14 Mart günü, “Pi Günü” olarak kutlanır.

13.03.2023
Devamı
Üste Çık