Kısaca: Uydular aslında Dünya’ya sürekli düşer. Ancak yere paralel yönde öylesine hızlı hareket ederler ki, düştükleri mesafe kadar Dünya’nın yüzeyi de eğriliği nedeniyle aşağı “kaçar”. Bu yüzden uydu yere hiç çarpmadan Dünya’nın etrafında dönmeye devam eder. Bu dengeyi sağlayan hıza yörünge hızı denir.
Uydular Nasıl Oluyor da Dünya’ya Düşmeden Dönüp Duruyor?
Uydular Yörüngede Nasıl Durur? Herhangi bir cismin yörüngeye girdiği hıza “yörünge hızı” denir. Yeryüzünden yaklaşık 160 km kadar yükseklikteki yörünge hızı saatte yaklaşık 28.000 km kadardır. Yükseklik arttıkça, yörünge hızı da giderek düşer. Çünkü yerçekimi azalır. Örneğin, 1.600 km yükseklikte yörünge hızı saatte 25.300 km’ye düşer.
Bir uydunun yörüngede kalabilmesi için yörünge hızını koruması gerekir. Çünkü uydunun hızı yörünge hızının altına düşerse, uydu da yeryüzüne doğru düşmeye başlar. Yapay uydular Dünya’nın 160 km yükseğinde yörüngeye oturacak biçimde uzaya fırlatılır. Uyduların bu denli yükseğe atılmasının nedeni, havanın ya da atmosferin direncinden sakınmak içindir. Uydu daha aşağıya atılacak olursa, havanın direnci uydunun hızını keserek yörünge hızının altına düşürür. O zaman uydu düşmeye başlar. Aşağı doğru düştükçe havanın direnci de artar. Havanın uyduya sürtünmesi dolayısıyla meydana gelen büyük sıcaklık, sonunda uydunun yanmasına neden olabilir.
Uydular Yörüngede Nasıl Duruyor
Uzaydan büyük bir hızla Dünya atmosferine giren meteorlar (göktaşları) da sürtünme dolayısıyla yanar. Meteor yanarken alevli bir yol meydana getirir ki biz bunu yerden bakınca bir kayanyıldız biçiminde görürüz. Elbet atmosfer Dünya’nın üzerinde belli bir noktada birden bire sona ermez. Dünya’dan yükseldikçe giderek incelir, en sonunda da uzaya karışır.
Yeryüzünden 800 Km yükseklikte bile zayıf bir atmosfer tabakası vardır. Ancak bu zayıf atmosferin uzay uçuşları üzerinde pek etkisi olmaz. Bir uydunun Dünya çevresindeki tam bir dönüşüne o uydunun “devir süresi” denir. Dünya’ dan 160 km yükseklikteki bir uydunun devir süresi, yaklaşık 1,5 saattir.
1.600 km yükseklikteki bir uydunun devir süresi ise yaklaşık 2 saattir. Öte yandan, yeryüzünden 35.700 Km. yükseklikteki bir uydunun devir süresi 24 saattir. Bu, elbet çok ilginçtir; çünkü günümüz de 24 saattir. Bir yapay uyduyu Ekvator üzerinden Dünya‘nın hareket ettiği yöne doğru 35.700 km yükseklikte yörüngeye oturacak biçimde uzaya fırlatırsak, dünyanın bir dönüşünü tamamladığı süre içinde uydunun Dünya çevresinde bir tur attığını görürüz. Başka bir deyişle, Dünya’dan bakan bir gözlemci uyduyu gökyüzünün belli bir noktasında durur gibi görür. Bundan ötürü, 35.700 Km. yükseklikteki yörüngeye “durağan yörünge” adı verilir.
Bu yörüngenin haberleşme uyduları için özel bir önemi vardır. Uydular Dünya çevresinde bir yuvarlak çizerek döner ama, bu tam doğru sayılmaz. Çünkü uyduların yörüngeleri pek ender olarak daire biçimindedir. Çoğu uydular “elips” biçiminde bir yörüngede dönerler. Bu yörünge biçiminden dolayı, uydu Dünya’dan her zaman aynı uzaklıkta olmaz.
Yörüngenin Dünya’ya en yakın olduğu noktaya “perigee”, en uzak olduğu noktaya ise “apogee” (tepe) denir. Öte yandan, elips biçimi bir yörüngede uydu hep aynı hızla da yol almaz. Dünya’ya en yakın olduğu noktada en hızlı yol alır, Dünya’dan uzaklaştıkça hızı azalır. Tepe noktasında hızı en aza düşer; sonra yeniden hızlanmaya başlayarak, perigee noktasında doruğuna varır. İşte böylece yörüngeye fırlatılan bir uydu dünyamıza düşmeden güvenle yörüngede hareket etmeye devam eder. Ancak “Apogee” noktasına ulaşan bazı uydular uzaklaşma sebebiyle yavaşlar ve bu sebeple yörünge hızının altına düşmemeleri için uyduya dahil edilmiş gaz püskürtmeli motorlar kullanılabilir. Böylelikle uydu tekrardan yörünge hızına yükseltilmiş olur. Ve böylelikle bugün, iletişimden ulaşıma, ziraatten şehirleşmeye ya da istihbarat almaya kadar birçok yerde kullandığımız uydular sorunsuzca görevlerine devam eder.
%2Fyapay-b.jpg)
Bugün yörüngede yaklaşık 3000 civarında çalışır uydu var. Ancak Space-X Starlink Uyduları ve Amazonun yakın bir gelekcekte göndermeyi planladığı yaklaşık 3200 adet mini uydu ile birlikte yörüngede yaklaşık 10bin adet uydu olması bekleniliyor.
Bu yazı Astrafizik.com sitesine ait özgün bir içeriktir ve bu sebeple mülkiyeti yazara ve temsil ettiği siteye aittir. Astrafizik.com ve yazar Sinan YAVUZ referans gösterilmek koşuluyla kullanımına izin verilmiştir. Yazar: Sinan YAVUZ
Newton’un Top Güllesi Düşünce Deneyi
Isaac Newton bu durumu çok yüksek bir dağın tepesinden yatay olarak atılan bir top güllesiyle açıklamıştır. Gülle yavaş atılırsa kısa sürede yere düşer; daha hızlı atılırsa daha uzağa düşer. Hız yeterince artırıldığında gülle düşerken Dünya’nın yüzeyi de onun altından eğrilerek uzaklaşır ve gülle bir daha yere değmeden Dünya’nın çevresini dolaşır. Yapay uydular tam olarak bu ilkeyle yörüngede kalır.
Uydu Türleri ve Yükseklikleri
- Alçak Dünya yörüngesi (yaklaşık 160–2.000 km): Uluslararası Uzay İstasyonu yaklaşık 400 km yükseklikte, saatte yaklaşık 27.600 km hızla döner ve Dünya’nın çevresini yaklaşık 92 dakikada bir tamamlar.
- Orta Dünya yörüngesi: GPS uyduları yaklaşık 20.200 km yükseklikte bulunur ve bir turu yaklaşık 12 saatte tamamlar.
- Yer sabit (jeosenkron) yörünge, yaklaşık 35.786 km: Ekvatorun üzerindeki bu yükseklikte uydu, Dünya ile aynı sürede döner ve gökyüzünde sabit duruyormuş gibi görünür. Haberleşme ve meteoroloji uyduları bu yüzden burayı tercih eder.
Yükseklik arttıkça Dünya’nın kütleçekimi zayıfladığı için yörüngede kalmak için gereken hız da azalır; bu yüzden yer sabit yörüngedeki uydular saatte yaklaşık 11.000 km ile, alçak yörüngedekilerden çok daha yavaş hareket eder.
Uydular Sonsuza Kadar Yörüngede Kalır mı?
Hayır. Alçak yörüngelerde bile atmosferin çok seyrek de olsa bir sürtünme etkisi vardır. Bu sürtünme uyduyu yavaşlatır ve zamanla alçalmasına neden olur. Uluslararası Uzay İstasyonu’nun yüksekliği bu nedenle motorlarla düzenli olarak yeniden yükseltilir. Görevini tamamlayan uydular ise ya atmosfere sokularak yakılır ya da “mezarlık yörüngesi” denen daha yüksek bir yörüngeye taşınır.
Sıkça Sorulan Sorular
Uzay istasyonundaki astronotlar neden süzülür?
Uluslararası Uzay İstasyonu’nun bulunduğu yükseklikte kütleçekimi, yeryüzündekinin yaklaşık yüzde 90’ı kadardır; yani yerçekimi ortadan kalkmaz. Astronotlar süzülür, çünkü istasyonla birlikte sürekli serbest düşüş hâlindedirler.
Bir uydu yörüngeye nasıl yerleştirilir?
Roketler uyduyu önce atmosferin büyük bölümünün üzerine çıkarır, ardından yönünü yatay hâle getirerek uyduyu yörünge hızına kadar hızlandırır. Doğru yükseklik ve hıza ulaşıldığında motorlar kapanır ve uydu yörüngede kalır.
Uydular neden birbirine çarpmaz?
Uydular farklı yükseklik ve eğimlerdeki yörüngelere yerleştirilir ve konumları sürekli izlenir. Yine de uzay çöpü giderek büyüyen bir sorundur; uydular gerektiğinde küçük manevralarla çarpışma riskinden kaçırılır.
Kaynaklar
Bunlar da ilginizi çekebilir
- Kármán Çizgisi: Uzay nerede başlar?
- Eşdeğerlik İlkesi Nedir: Varoluşun Temel Özelliği ve Bilimdeki Yeri
- Samanyolu Galaksisi Ne Kadar Büyük?
- Astrofizik Nedir: Evrenin Gizemli Dili
Astrafizik sitesinden daha fazla şey keşfedin
Son gönderilerin e-postanıza gönderilmesi için abone olun.
