Keşfedin, Öğrenin ve Paylaşın
Evrim Ağacı'nda Aradığın Her Şeye Ulaşabilirsin!
Yeni Soru Sor
Paylaşım Yap
Sorulara Dön
Ayb Balyimez
Ayb Balyimez
75K UP
Üye 5 Kasım 3 Cevap
2

Neden uzay roketlerini Burj Khalifa gibi yüksek yerlerden fırlatmak yerine çukurlardan fırlatıyoruz daha yüksekten fırlatırsak daha az yakıt olmaz mı?

553 görüntülenme
Neden uzay roketlerini Burj Khalifa gibi yüksek yerlerden fırlatmak yerine çukurlardan fırlatıyoruz daha yüksekten fırlatırsak daha az yakıt olmaz mı?
Neden uzay roketlerini Burj Khalifa gibi yüksek yerlerden fırlatmak yerine çukurlardan fırlatıyoruz daha yüksekten fırlatırsak daha az yakıt olmaz mı?
  • Şikayet Et
  • Mantık Hatası
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Tüm Reklamları Kapat
3 Cevap
Sena Küçükkıvanç
Yazar&Editör 6 Kasım

İlk bakışta evet daha yüksek bir yerden başlamak, yerçekimine karşı daha az enerji harcamak anlamına gelebilir gibi görünüyor. Ancak fizik ve matematiğin derinliklerine indiğimizde, bu avantajın pratikte çok küçük olduğunu ve getirdiği zorlukların faydasından fazla olduğunu görüyoruz.

Bir cismin yerçekimsel potansiyel enerjisi şu formülle hesaplanır:

Tüm Reklamları Kapat

Burada:

roketin kütlesidir,

yerçekimi ivmesidir ,

deniz seviyesine göre yüksekliktir.

Tüm Reklamları Kapat

Deniz seviyesinden ve Burj Khalifa'nın tepesinden fırlatma arasındaki enerji farkına bakalım.

Deniz Seviyesinde :

Burj Khalifa'nın Tepesinde :

Potansiyel Enerji Farkı :

Alçak Dünya yörüngesine (LEO) ulaşmak için gereken enerji çok daha fazladır. Yaklaşık 200 km yükseklikteki yörünge hızı yaklaşık 'dir. Birim kütle başına kinetik enerji:

Ayrıca 200 km yüksekliğe çıkmak için gereken potansiyel enerji değişimi:

Tüm Reklamları Kapat

Şu an için biraz karmaşık geliyor olabilir ancak devam edelim daha anlaşılır hal alacaktır. Enerji tasarrufunu karşılaştıralım:

Yörüngeye ulaşmak için gereken toplam enerji:

Tüm Reklamları Kapat

Burj Khalifa'dan fırlatarak tasarruf edilen enerji:

Yani toplam enerjiye kıyasla kazanç çok küçük, pratikte ihmal edilebilir bir değer.

Tüm Reklamları Kapat

Daha yüksek bir yerden fırlatmak atmosferin yoğunluğundan dolayı biraz avantaj sağlasa da 828 metre yükseklikte bu etki çok çok azdır. Atmosferik basınç bu yükseklikte sadece yaklaşık %10 azalır bu da roketin karşılaştığı hava direncini önemli ölçüde azaltmaz.

Mesela roketlerin hareketini açıklayan Tsiolkovsky roket denklemi şöyledir:

Burada:

gereken hız değişimidir,

egzoz hızıdır,

başlangıç kütlesidir,

yakıt tükettikten sonraki kütledir.

Deniz seviyesinden veya Burj Khalifa'dan fırlatmak 'yi neredeyse hiç etkilemez. Dolayısıyla yakıt tasarrufu da göz ardı edilebilir düzeydedir.

Ayrıca şöyle düşünün bir roketi Burj Khalifa'nın tepesinden fırlatmak birçok sorunu beraberinde getirir:

Tüm Reklamları Kapat

  1. Roketin ürettiği itme ve titreşimler binayı ciddi şekilde zorlar. Burj Khalifa bu tür yüklere dayanacak şekilde inşa edilmemiştir.
  2. Olası bir fırlatma kazasında etraftaki yoğun yerleşim alanları büyük risk altına girer ki bunu Cahit Bey de belirtmişti. Bu yüzden fırlatma alanları genellikle ıssız ve uzak bölgelere kurulmuştur.
  3. Roketin ve gerekli ekipmanların binanın tepesine taşınması ve montajı son derece zordur hatta pratikte imkansız ve çok gereksiz denmesi yanlış olmaz diye düşünüyorum. Ayrıca destekleyici altyapının kurulması da pratik değildir.
  4. Roket motorlarının ürettiği ısı, ses ve egzoz gazları binaya ve çevresine çok ciddi zararlar verir.

Yüksek irtifadan fırlatmanın avantajlarını gerçekten kullanmak istiyorsak şu yöntemler daha mantıklıdır tabii pratiği ve maliyetleri göz ardı edersek:

  1. Roketler uçakla yüksek irtifaya taşınır ve oradan fırlatılır. Böylece daha ince atmosferde hareket ederek hava direnci azaltılır.
  2. Yüksek rakımlı bölgelerde fırlatma yaparak atmosferik avantajlardan yararlanılabilir, ancak bu da lojistik ve maliyet açısından değerlendirilmelidir.

Gökdelenlerin tepesinden roket fırlatmak teoride enerji tasarrufu sağlasa da pratikte bu kazanç çok küçüktür ve beraberinde getirdiği riskler ve zorluklar nedeniyle mantıklı bir seçenek değildir. Uzay yolculuğunda verimlilik, teknoloji, tasarım ve operasyonel stratejilerle artırılır, küçük yükseklik farklarıyla artırılmaz. Bunu şey gibi düşünebilirsiniz, çalışmaya başladınız bir iş yerinde. Eğer o şirkete giderleri düşürebilecek ve verimliliği artırabilecek bir şey sağlarsanız, o şirkette el üstünde tutulursunuz ya hani vazgeçilmez birisi olursunuz, işte şu anda en mantıklı yol da şu anda kullanılan fırlatma yöntemidir. Para her şeydir.

Potansiyel enerjideki değişimi, Newton'un evrensel çekim yasasını kullanarak ifade edebiliriz:

Tüm Reklamları Kapat

Burada ve olarak alırsak küçük değerleri için fark yaklaşık olarak:

Buradaki düzeltme terimi , olduğunda ihmal edilebilir derecede küçüktür.

Kaynaklar

  1. biodiversitylibrary. Journal Of Natural Philosophy, Chemistry &Amp; The Arts. (6 Kasım 1810). Alındığı Tarih: 6 Kasım 2024. Alındığı Yer: biodiversitylibrary | Arşiv Bağlantısı
12
  • Şikayet Et
  • Mantık Hatası
1
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Silinmiş Üye
Silinmiş Üye Okur 5 Kasım

Buradaki tek sorun daha yüksekten fırtlatmak değil aslında. Evet daha az yakıt yakmak için daha yüksek yerlere taşıyabilirsin. Fakat birincisi böyle tesisler genellikle geniş düzlükler üzerine kurulmalı. Ayrıca yerleşim yerlerinde de uzakta olmalı. Bir detay daha var ne kadar ekvatora yakın ise yer çekimsel etki nedeniyle daha kolay oluyor fırlatması. Bilimsel olarak açıklayamasam da benim popüler bilim bilgim buraya kadar. Sena Küçükkıvanç mutlaka bu soruyu da formülle cevaplayacaktır. ☺️

Kaynaklar

  1. P. S. TÜRKİYE. Abd, Roketleri Neden Florida’Dan Fırlatıyor?. (31 Mayıs 2020). Alındığı Tarih: 5 Kasım 2024. Alındığı Yer: Popular Science | Arşiv Bağlantısı
8
  • Şikayet Et
  • Mantık Hatası
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Hasan Dağtekin
Sosyal Bilimler Uzmanı 6 Kasım

Ayrıca dünyanın en yüksek zirvesi ile deniz seviyesi arasında 8-9 km mesafe var. Dünyaya en yakın uzay cisimlerinden biri olan ISS(uluslararası uzay istasyonunun) dünyadan 400 km yukarıda oldugunu düşünürseniz roketin 8km lik bir mesafeyi kat etmek için harcayacağı yakıtın aslında ne kadar önemsiz bir seviyede olduğunu anlarsınız. Tabi 8km lik bi fark olabilmesi için everst dağının zirvesinden yollamanız gerekiyor o da ayrı :)

Kaynaklar

  1. egegen. Uluslararası Uzay İstasyonunda Yaşam Zor Mu? - Uzay Kampı Türkiye - Çocuklar Için Yaz Ve Kış Kampları. Alındığı Tarih: 6 Kasım 2024. Alındığı Yer: Uzay Kampı Türkiye - Çocuklar için Yaz ve Kış Kampları | Arşiv Bağlantısı
1
  • Şikayet Et
  • Mantık Hatası
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Daha Fazla Cevap Göster
Cevap Ver
Evrim Ağacı Soru & Cevap Platformu, Türkiye'deki bilimseverler tarafından kolektif ve öz denetime dayalı bir şekilde sürdürülen, özgür bir ortamdır. Evrim Ağacı tarafından yayınlanan makalelerin aksine, bu platforma girilen soru ve cevapların içeriği veya gerçek/doğru olup olmadıkları Evrim Ağacı yönetimi tarafından denetlenmemektedir. Evrim Ağacı, bu platformda yayınlanan cevapları herhangi bir şekilde desteklememekte veya doğruluğunu garanti etmemektedir. Doğru olmadığını düşündüğünüz cevapları, size sunulan denetim araçlarıyla işaretleyebilir, daha doğru olan cevapları kaynaklarıyla girebilir ve oylama araçlarıyla platformun daha güvenilir bir ortama evrimleşmesine katkı sağlayabilirsiniz.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Gündem
Bağlantı
Ekle
Soru Sor
Stiller
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Aklınızdan geçenlerin bu platformda bulunmuyor olabilecek kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.

Bize Ulaşın

ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close