Insanlar neden uzaya giderken bu yontemi kullanmiyorlar?

Bir uzay aracının Dünya yörüngesine girmesi için gereken hız şu formülle hesaplanır:

Burada:

: Evrensel çekim sabiti (yaklaşık

: Dünya'nın kütlesi (yaklaşık

: Dünya'nın merkezinden itibaren yörünge yüksekliği.

Dünya'nın dönüşü uzay aracına yaklaşık 465 m/s hız kazandırır (Ekvator'da) ancak yörüngeye girmek için gereken hız yaklaşık 7.8 km/s'dir. Bu durumda Dünya'nın dönüş hızı gereken hızın sadece küçük bir kısmını sağlar. Geriye kalan büyük hız farkını kapatmak için çok büyük bir enerji gereklidir.^[2][3]

Bir uzay aracını belirli bir hız farkına ulaştırmak için gereken kinetik enerji şu şekilde hesaplanır:

Burada:

: Uzay aracının kütlesi,

: Hız farkı (yani gerekli yörünge hızı ile Dünya'nın dönüş hızının farkı).

Dünya'nın dönüş hızının kazandırdığı hız iken gerekli yörünge hızı olarak hesaplanır.

Bu durumda hız farkı olur.

Uzay aracının kütlesi 1000 ton, yani 1,000,000 kg olarak alındığında gerekli kinetik enerji şu şekilde hesaplanır:

Gerekli hız farkı olduğuna göre kinetik enerji formülünü kullanarak enerji ihtiyacını hesaplayalım:

Burada:

Bu durumda:

Velhasıl bu da uzay aracını yörüngeye çıkarmak için yaklaşık 26.88 terajoule enerji gerektiğini gösterir. Bu miktarda enerji de sadece Dünya'nın dönüş hızından elde edilemez. Bu nedenle roketler devasa miktarda yakıt kullanarak gerekli enerjiyi sağlarlar. Benzetme yapacak olursak 15.725 araba deposunu doldurmaya yetecek kadar benzin demektir. Bunu nasıl hesapladınız diye soracak olursanız:

Bir litre benzinin enerji içeriği yaklaşık (megajoule) olarak bilinir.^[1] Ortalama bir araba deposu 50 litre benzin alır. Bu durumda bir araba deposunun içerdiği toplam enerji: