Uzay araştırmaları

Satürn V roketi, Amerikan insanlı ay iniş misyonları için kullanılan roket

Galileo uzay aracı uçuşu sırasında toplanan verilerden dijital olarak işlenmiş bir görüntüde görülen Ay

Uzay araştırmaları, gelişen ve büyüyen uzay teknolojisi ile göksel mekanların uzaydaki keşfi ve araştırmalarını ele alır. Uzayın incelemesi esas olarak teleskoplu gökbilimciler tarafından gerçekleştirilirken, uzayın fiziksel keşfi hem insansız robot uzay sondaları hem de insanlı uzay uçuşu tarafından gerçekleştirilir.

Astronomi olarak bilinen uzaydaki nesnelerin gözlemlenmesi, güvenilir kaydedilmiş tarihin önüne geçerken, yirminci yüzyılın ortalarında fiziksel alan araştırmasının bir gerçek haline gelmesine izin veren büyük ve nispeten verimli roketlerin gelişmesiydi. Uzayı keşfetmek için ortak gerekçeler arasında bilimsel araştırma yapmak, ulusal prestij, farklı ulusları birleştirmek, insanlığın gelecekteki hayatta kalmasını sağlamak ve diğer ülkelere karşı askeri ve stratejik avantajlar geliştirmek bulunmaktadır.

Uzay araştırmaları, Soğuk Savaş gibi jeopolitik rekabetler için bir vekil rekabet olarak kullanılmıştır. Uzay araştırmalarının ilk dönemi, Sovyetler Birliği ve ABD arasında bir "Uzay Yarışı" tarafından yönlendirildi. Dünyada yörüngeye ilk insan yapımı nesnenin, Sovyetler Birliği'nin Sputnik 1'in 4 Ekim 1957'de fırlatılması ve 20 Temmuz 1969'da Amerikan Apollo 11 misyonunun ilk Ay inişi genellikle bu başlangıç dönemi için simge olarak kabul edildi. Sovyet Uzay Programı, ilk yaşam 1957’de yörüngede yaşayan ilk yaşam taşlarının, 1961’deki ilk insanlı uzay uçuşunun (Vostok 1’de Yuri Gagarin), 18 Aralık 1965’te ilk uzay yürüyüşünün (Aleksei Leonov) 1966'da başka bir gök cisimine otomatik iniş ve 1971'de ilk uzay istasyonunun (Salyut 1) piyasaya sürülmesidi. İlk 20 yıl süren araştırmalardan sonra odak, tek seferlik uçuşlardan Uzay Mekiği programı gibi yenilenebilir donanıma ve Rekabetten Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) ile olan işbirliğine kaydırıldı.

ISS'nin Mart 2011'de STS-133'ü takiben tamamlanmasıyla birlikte, ABD tarafından yapılan uzay araştırmaları sürekli değişen teknolojiyle devam ediyor. Bush’un 2020’ye geri dönüş programı olan Constellation, 2009’da raporlanan uzman bir inceleme panelinin yetersiz finanse ettiği ve gerçekçi olmadığını belirtti.

Obama İdaresi, 2010 yılında bir takımyıldızın revizyonunu önerdi, düşük dünya yörüngesinin (LEO) ötesindeki mürettebat misyonları için yeteneklerin geliştirilmesine odaklanarak, ISS'nin 2020'nin ötesindeki operasyon araçlarının genişletilmesini öngörerek, NASA'dan insan mürettebatı için fırlatma araçlarının geliştirilmesini öngördü. özel sektöre ve Dünya-Ay L1, Ay, Dünya-Güneş L2, Dünya'ya yakın asteroitler ve Phobos veya Mars yörüngesi gibi LEO'nun ötesindeki misyonları mümkün kılan teknolojiyi geliştirmetedir.

2000'li yıllarda Çin Halk Cumhuriyeti başarılı bir insanlı uzay uçuşu programı başlattı. Avrupa Birliği, Japonya ve Hindistan da gelecekteki ekip uzay görevlerini planladı. Çin, Rusya, Japonya ve Hindistan, 21. yüzyıl boyunca Ay'a yönelik mürettebat misyonlarını savunurken, Avrupa Birliği, 20. ve 21. yüzyıl boyunca hem Ay'a hem de Mars'a insanlı misyonları savundu.

1990'lardan itibaren, özel çıkarlar uzay turizmini ve ardından Ay'ın kamusal alan araştırmalarını desteklemeye başladı (bkz. Google Lunar X Ödülü).

Keşif Tarihçesi

Teleskop

İlk teleskop 1608'de Hollanda'da Hans Lippershey adlı bir gözlük üreticisi tarafından icat edildi. Orbiting Astronomik Gözlemevi 2, 7 Aralık 1968'de başlatılan ilk uzay teleskobuydu. 2 Şubat 2019 itibariyle keşfedilen 3,891 onaylı ekzoplanet var. Samanyolu'nun 100–400 milyar yıldız ve 100 milyardan fazla gezegen içerdiği tahmin edilmektedir. Gözlenebilir evrende en az 2 trilyon galaksi vardır. GN-z11, 13.4 milyar ışıkyılı uzakta olduğu bildirilen Dünya'dan en uzak bilinen nesnedir.

İlk uzay uçuşları

İlk başarılı yörünge fırlatılışı, 4 Ekim 1957'deki Sovyet Sputnik 1 ("Uydu 1") göreviydi. Uydunun ağırlığı yaklaşık 83 kg (183 lb) olup, Dünya'nın yaklaşık 250 km (160 mi) yüksekliğinde yörüngesine sahip olduğuna inanılmaktadır. Dünyanın dört bir yanındaki radyoların duyabileceği "bip" sesleri veren iki radyo vericisine (20 ve 40 MHz) sahipti. Radyo sinyallerinin analizi, iyonosferin elektron yoğunluğu hakkında bilgi toplamak için kullanılırken, sıcaklık ve basınç verileri, radyo sinyal sesleri süresinde kodlandı. Sonuçlar uydunun bir meteoroid tarafından delinmediğini göstermiştir. Sputnik 1, R-7 roketiyle fırlatıldı. 3 Ocak 1958'de yeniden girişte yandı.

İlk insanlı uzay uçuşu

Başarılı olan ilk uzay uçuşu, 12 Nisan 1961'de 27 yaşındaki Rus kozmonotu Yuri Gagarin'i taşıyan Vostok 1 ("Doğu 1") idi. Uzay gemisi dünya çapında bir yörüngeyi tamamladı, yaklaşık 1 saat 48 dakika sürdü. Gagarin'in uçuşu dünyanın her yerinde yankılandı; gelişmiş Sovyet uzay programının bir gösterisiydi ve uzay araştırmalarında tamamen yeni bir dönem başlattı: insanlı uzay uçuşu.

İlk astronomik uzay cisimi keşifleri

Başka bir gök cisimine ulaşan ilk yapay nesne, 1959'da Aya ulaşan Luna 2 idi. Başka bir gök cisimine ilk yumuşak iniş, 3 Şubat 1966'da Ay'a Luna inişiyle yapıldı. Luna 10, 3 Nisan 1966'da Ay Yörüngesine giren Ay'ın ilk yapay uydusu oldu.

Başka bir gök cisimine ilk mürettebatlı iniş 20 Temmuz 1969'da Apollo 11 tarafından Ay'a iniş oldu. 1969'dan başlayarak 1972'deki son iniş yapan insanlarla birlikte aya inen toplam altı uzay aracı olmuştur.

Gezegenler arası ilk uçuş 1961 Venera 1'di Venüsten bilgi almak için gök cisminin yanından geçti, 1962 Mariner 2 ise verileri geri gönderen ilk uzay aracı oldu (en yakın yaklaşım 34.773 kilometre). Pioneer 6, 16 Aralık 1965'te fırlatıltı ve Güneş'in yörüngesine giren ilk uydu oldu. Diğer gezegenler ilk kez 1965 yılında Mars için Mariner 4, 1973'te Jüpiter için Pioneer 10, 1974 yılında Merkür için Mariner 10, 1979 yılında Saturn için Pioneer 11, 1986 yılında Uranüs için Voyager 2, 1989 yılında Neptün için Voyager 2 gönderilen ilk uzay aracı olmuştur. 2015 yılında cüce gezegenler Ceres ve Pluto, için Yeni Ufuklar uzay aracı gönderilmiştir. Güneş Sistemimizdeki sekiz gezegeni, Güneş, Ay ve Ceres & Pluto (tanınmış 5 cüce gezegenin 2'sinin) bilgi almak ve keşfetmek için uzay aracları veya sondalar gönderildi.

İlk gezegenler arası yüzey misyonu başka bir gezegenden en azından sınırlı bir yüzeyde verileri dünyaya göndermek için gönderilen Venera 7 1970 inişiydi ve Venüs'ten 23 dakika boyunca Dünya'ya veri göndermiştir. 1975'te Venera 9, Venüs'ten görüntüler gönderen başka bir gezegenin yüzeyinden görüntü veren ilk sonda oldu. 1971'de Mars 3 misyonu, Mars'tan 20 saniye boyunca veri gönderen ilk sonda oldu. 1975 - 1982 yılları arasında Viking 1 tarafından altı yıldan fazla bir süredir Mars yüzey operasyonu dahil olmak üzere daha uzun sürelerde yüzey görevlerine ulaşıldı. 1982 yılında Sovyet uzay prgramı Venera 13 tarafından Venüs'ün yüzeyinden iki saatten fazla bir süreyle iletişim sağlayan sonda oldu. Venüs ve Mars, insansız robot uzay aracıyla yüzeysel görevleri tamamlayan dünya dışındaki ilk iki gezegen olmuştur.

İlk uzay istasyonu

Salyut 1, 19 Nisan 1971'de Sovyetler Birliği tarafından düşük Dünya yörüngesine giren ilk uzay istasyonu oldu. Uluslararası Uzay İstasyonu şu anda 2000 yılından bu yana sürekli insan yaşayan tek, işlevsel uzay istasyonudur.

İlk yıldızlararası uzay uçuşu

Voyager 1, 25 Ağustos 2012'de Güneş Sistemimizin yıldızlararası alanına giren ilk insan yapımı nesne oldu. Sonda, yıldızlararası boşluğa girmek için 121 Astronomik birim mesafeyi heliopause'u geçti.

Dünyadan en uzak

1970'lerde Apollo 13 uçuşu, Ay'ın uzak tarafına yolculuğu, ay yüzeyinin 254 kilometre (137 deniz mili) üstünde ve Dünya'dan en uzağa insanların seyahat ettiği en iyi rekordur Dünya ve ay arasındaki ortalama mesafe 400,171 km (248.655 mi) dir.

Voyager 1 şu anda 1 Ocak 2019 itibariyle Dünya'dan 145.11 astronomik birim (2.1708 × 1010 km; 1.3489 × 1010 mi) (21.708 milyar kilometre; 13.489 milyar mil) bir mesafede bulunmaktadır. Dünya'dan en uzak insan yapımı nesnedir.

GN-z11, 13.4 milyar ışıkyılı uzakta olduğu bildirilen Dünya'dan en uzak bilinen nesnedir.

Erken uzay araştırmalarındaki kilit kişiler

Dünya atmosferinin dışına adım atma hayali, Jules Verne ve H. G. Wells'in kurgusu tarafından tahrik edildi ve bu vizyonu gerçekleştirmeye çalışmak için roket teknolojisi geliştirildi. Alman V-2, itme ve maddi başarısızlık sorunlarının üstesinden gelen, uzaya seyahat eden ilk roketti. II. Dünya Savaşı'nın son günlerinde, bu teknoloji tasarımcıları gibi hem Amerikalılar hem de Sovyetler tarafından elde edildi. Teknolojinin daha da geliştirilmesi için ilk itici güç, kıtalararası balistik füzelerin (ICBM'ler) hızlı nükleer silah dağıtımı için uzun menzilli taşıyıcılar olarak kullanılması için bir silah yarışıydı, ancak 1961'de Sovyetler Birliği'nin uzaya ilk adamı göndermesi Birleşik Devletler, Sovyetler ile “Uzay Yarışı” nda olduğunu ilan etti.

Konstantin Tsiolkovsky, Robert Goddard, Hermann Oberth ve Reinhold Tiling, 20. yüzyılın başlarında roketin temelini attı.

Wernher von Braun, Nazi Almanyası'nın II. Dünya Savaşı V-2 roket projesi yapımından sorlmlu roket mühendisiydi. Savaşın son günlerinde, Alman roket programındaki işçiler kervanı, Amerikan hatlarına götürdüler ve roket gelişimleri üzerinde çalışmak için Amerika Birleşik Devletleri'ne getirildiler ("Paperclip Operasyonu"). Amerikan vatandaşı olmuş işciler ve ilk Amerikan uydusu olan Explorer 1'i geliştirip fırlatan ekibi yönetmiştir. Von Braun daha sonra ekibi, NASA'nın Saturn V ay roketini geliştiren Marshall Uzay Uçuş Merkezinde yönetti.

Başlangıçta, uzay yarışı genellikle bu günlerde hizmette olan hem R7 hem de Soyuz'u içeren roketler Sergei Korolev tarafından yönetiliyordu. Korolev, ilk uydunun arkasındaki beyindi, yörüngede ilk adamı (ve ilk kadını) ve ilk uzay yürüyüşünü yönetti. Ölümüne kadar kimliği korundu ; Annesi bile Sovyet uzay programını oluşturmaktan sorumlu olduğunu bilmiyordu.

Kerim Kerimov, Sovyet uzay programının kurucularından biriydi ve Sergey Korolev ile birlikte ilk insanlı uzay uçuşunun (Vostok 1) arkasındaki öncü mimarlardan biriydi. Korolev'in 1966'daki ölümünden sonra Kerimov, Sovyet uzay programının önde gelen bilim adamı oldu ve 1971'den 1991'ye Salyut ve Mir serileri ve 1967'deki öncülleri, Cosmos 186 ve Cosmos 188 dahil ilk uzay istasyonlarının lansmanından sorumluydu.

Diğer kilit insanlar:

Valentin Glushko, Sovyetler Birliği'nin Baş Motor Tasarımcısıydı. Glushko, eski Sovyet roketlerinde kullanılan motorların birçoğunu tasarladı, ancak sürekli olarak Korolev ile anlaştı.
Vasily Mishin, elde edilen Alman V-2 tasarımını inceleyen ilk Sovyetlerden biri olan Sergey Korolev altında çalışan Baş Tasarımcı olarak görev yaptı.
Robert Gilruth, NASA'nın Uzay Görev Gücü başkanı ve 25 kişilik uzay uçuşunun direktörüydü. Gilruth, John F. Kennedy'ye Amerikalıların, Sovyetler'den uzay üstünlüğünü geri kazanma çabasıyla Ay'a ulaşma konusunda cesur bir adım atmalarını öneren kişiydi.
Christopher C. Kraft, Jr., Görev kontrolü ve ilgili teknolojilerin ve prosedürlerin geliştirilmesini denetleyen NASA'nın ilk uçuş direktörüydü.
Maxime Faget, Mercury kapsülünün tasarımcısıydı; İkizler ve Apollo uzay aracının tasarımında kilit rol oynadı ve Uzay Mekiği'nin tasarımına katkıda bulundu.

Keşif hedefleri

Güneş

Güneş muhtemelen fiziksel olarak keşfedilmeyecek olsa da, Güneş'in incelenmesi yine de uzay araştırmalarının ana odağı olmuştur. Özellikle atmosferin üstünde olmak ve Dünya'nın manyetik alanı, güneş rüzgarı ve Dünya'nın yüzeyine ulaşamayan kızılötesi ve ultraviyole ışınlarına erişim sağlar. Güneş, dünyadaki enerji üretimini ve iletim sistemlerini etkileyebilen ve uydularla ve uzay problarına zarar veren ve hatta zarar veren çoğu uzay havası oluşturur. Apollo Teleskop Dağı'ndan başlayarak Güneşi gözlemlemeye adanmış çok sayıda uzay aracı fırlatıldı ve yine de diğerleri ikincil bir hedef olarak güneş gözlemini gerçekleştirdi. 2018 yılında başlatılan Parker Güneş Sondası, Güneş'e Merkür'ün yörüngesinin 1/8'i kadar yaklaşacak.

Merkür

Merkür, Karasal gezegenlerin en az araştırılanı olmaya devam etmektedir. Mayıs 2013 itibariyle, Mariner 10 ve MESSENGER misyonları, Merkür'e yakın gözlemler yapan tek görev olmuştur. MESSENGER, Mariner 10'un 1975'te yaptığı gözlemleri daha fazla araştırmak amacıyla Mart 2011'de Merkür'ün yörüngesine girdi (Munsell, 2006b).

BepiColombo, 2025 yılında gerçeleşmesi planlanan üçüncü bir misyon olan BepiColombo, iki sonda dahil etmeyi planlıyor. BepiColombo, Japonya ile Avrupa Uzay Ajansı arasında ortak bir görevdir. MESSENGER ve BepiColombo, bilim adamlarının Mariner 10'un keşfettiği gizemlerin çoğunu anlamalarına yardımcı olmak için tamamlayıcı veriler toplamayı amaçlamaktadır. Güneş Sistemi'ndeki diğer gezegenlere uçuşlar, uzay aracının veya delta-v'nin hızındaki net değişiklikle tanımlanan enerji maliyetiyle gerçekleştirilir. Merkür'e ulaşmak için nispeten yüksek delta-v olması ve Güneş'e yakınlığı nedeniyle, keşfedilmesi zordur ve etrafındaki yörüngeler oldukça kararsızdır.

Venüs

Venüs, gezegenler arası gök cisimlerine gitmek üzere belirli bir rota izleyen uzay aracı ve kara saha misyonlarının ilk hedefi olmuştur ve Güneş Sistemindeki en düşmanca yüzey ortamlarından biri olmasına rağmen, Güneş Sistemindeki diğer gezegenlerden daha fazla yüzeyine iniş yapmıştır (yapılan inişlerin neredeyse tamamı Sovyetler Birliği'ndendir). İlk uçuş 1961 Venera 1, 1962 Mariner 2 ise başarılı bir şekilde veri gönderen ilk sonda oldu. Mariner 2'yi, diğer gök cisimlerine giderken yerçekimsel bir yardım sağlamak için Venüsün yörüngesini kullandı ve birçok uzay ajansı tarafından birçok kez kullanılmaya devam edildi. 1967'de Venera 4, Venüs atmosferine giren ve doğrudan inceleyen ilk sonda oldu. 1970 yılında Venera 7, Venüs'ün yüzeyine ulaşan ilk başarılı iniş oldu ve 1985 yılında, görüntüleri ve diğer verileri yüzeyden gönderen ilk sonda oldu daha sonra Sovyetlerin Venüse sekiz başarılı inişi izledi. 1975 yılında Sovyet yörünge aracı Venera 9 ile başlayarak, gizemli atmosferi incelemek için radar kullanan ve Venüs yüzeyini haritalandırabilen misyonlar da dahil olmak üzere on başarılı yörünge aracı misyonu Venüs'e gönderildi.

Dünya

Uzay araştırmaları, Dünya'yı kendi başına bir gök cismi olarak anlamanın bir aracı olarak kullanılmıştır. Yörüngesel misyonlar, Dünya'ya tamamen yer temelli bir referans noktasından elde edilmesi zor veya imkansız olabilecek veriler sağlayabilir.

Örneğin, Van Allen radyasyon kuşağının varlığı, Amerika Birleşik Devletleri'nin ilk yapay uydusu Explorer 1 tarafından keşfedilene kadar bilinmiyordu. Bu kuşaklar, Dünya'nın manyetik alanları tarafından tutulan radyasyon içerir ve şu anda 1000 km'nin üzerindeki yaşanabilir uzay istasyonlarının yapımını pratik hale getirir. Bu beklenmedik erken keşfedilmeyi takiben, özellikle Dünya'yı uzay temelli bir perspektiften keşfetmek için çok sayıda Dünya gözlem uydusu yerleştirildi. Bu uydular, Dünyadaki çeşitli fenomenlerin anlaşılmasına önemli ölçüde katkıda bulunmuştur. Örneğin, ozon tabakasındaki delik, Dünya'nın atmosferini araştıran yapay bir uydu tarafından bulundu ve uydular, arkeolojik alanların veya başka türlü tanımlanması zor veya imkansız jeolojik oluşumların keşfedilmesine izin verdi.

Ay

Ay, uzay araştırmalarına konu olan ilk gök cismi olmuştur. Ay Uzay aracları ile inilen ve şimdiye kadar insanlar tarafından ziyaret edilen tek uzak göksel nesne olma özelliğini taşıyor.

1959'da Sovyetler, Ay'ın uzak tarafındaki ilk görüntülerini daha önce hiç kimsenin görmediği görüntüleri elde etti. ABD’nin Ay’ın keşfi 1962’de Ranger 4 sondasının çarpışmasıyla başladı. 1966’dan başlayarak Sovyetler, Ay’ın yüzeyinden doğrudan veri gönderen bir dizi inişi başarıyla gerçekleştirdi; sadece dört ay sonra, Surveyor 1'in başarılı inişi ABD,nin ilk çıkışını belirledi. Sovyet uncrewed misyonları 1970'lerin başında Lunokhod programında doruğa ulaştı, bu da ilk uncrewed rovers'ı içeriyordu ve ayrıca çalışma için indikten sonra toprak numunelerini başarıyla gönderdi. Bu, dünya dışı toprak örneklerinin Dünya'ya otomatik olarak geri gönderilmesinin ilk (tarihe kadar) olduğunu gösterdi.

Kaynak

Daha fazla okumalar

Launius, R.D. ; et al. (2012). "Uzay uçuşu: Uzayda Bilimi, Gözlem ve Ticaretin Gelişimi". Proceedings of the IEEE. 100 (special centennial issue): 1785–1818. doi:10.1109/JPROC.2012.2187143.