Yörünge dinamikleri yapay uyduların ve uzay araçlarının yerçekimi, atmosferik sürtünme ve itki kuvveti etkisi altındaki hareketlerini inceleyen bir bilim dalıdır. Yörünge modellerinin konik kesit alınarak incelenmesi matematiksel tabanlı olmasını rağmen yörüngelerin fiziksel özellikleri Kepler ve Newton gibi bilim insanları sayesinde formüle edilmiştir.
Konik Kesitler
Yörünge modelleri aslında konik bir cisimden farklı eğimlerde ara kesitler alınarak ifade edilebilir. Bu ara kesitler şekilleri çember, elips, parabol ve hiperbol olabilir (tıpkı uzay araçlarının yörüngesinde olacağı gibi). Resimde de gözüktüğü gibi dikdörtgen bir yüzeyin eğimini değiştirerek bu şekilleri elde etmek mümkündür. Bu dikdörtgen yüzey yere paralel ise konik yüzeyden çember, biraz eğim verirseniz elips, eğer eğimi konik yüzeyin eğimi ile aynı yaparsanız parabol ve konik yüzeyi dik keserseniz hiperbol elde edersiniz. Aslında bakarsanız çember elipsin özel halidir; tüm boyutları simetrik bir elipstir. Ek bir bilgi olarak elipsin basıklık ölçüsü dışmerkezlilik (eccentricity) ile tanımlanır. Konik yüzeyi farklı şekillerde keserek geometrik modeller tanımlayıp, yörünge modelleri elde edebiliyorsunuz, sizce de ilginç değil mi?
Fiziki yönden inceleyecek olursa her yörünge modelinin bir enerji seviyesi vardır. Eğer çembersel ve eliptik ise enerjisi negatiftir, uzay aracı dışarıya kaçamaz gibi düşünebilirsiniz, sürekli belirli bir yörüngede döner. Enerjinin seviyesinin “0” olduğu noktada, gezegenin çekim kuvvetinden kurtulabilecek enerjiye sahipsiniz demektir, böylece yörüngeniz parabolic olacaktır tıpkı Güneş sistemi dışına gönderilen uzay araçları gibi.
Örneğin Dünya’dan MARS’a gitmek için tasarladığınız transfer yörüngelerini kullanmak zorundasınız, bu güzergah gerektiğinde eliptik gerektiğinde parabolik olabilir.Amaç, minimum enerji kullanarak tam istenen zamanda ateşleme gerçekleştirip MARS’ın yörüngesine girip MARS’ı yakalayabilmek. Bu hesaplamaları yapabilmek ve yörüngeleri tasarlayabilmek için alanında dahi matematikçiler, fizikçiler ve mühendisler çalışmaktadır.
Uzay sizinle olsun
Konik Kesit Videosu
- https://www.khanacademy.org/math/algebra2/intro-to-conics-alg2/conic-section-intro-alg2/v/introduction-to-conic-sections?utm_account=Grant&utm_campaignname=Grant_Math_Dynamic&gclid=EAIaIQobChMIiszN4t-73gIVAqgYCh0TTAiTEAAYASAAEgICCfD_BwE
Kaynakça
| [1] | “Mars Facts,” NASA, 13-Feb-2020. [Çevrimiçi]. Available: https://mars.nasa.gov/all-about-mars/facts/. [Erişildi: 10-May-2020]. |
| [2] | “Basics of Space Flight – Solar System Exploration: NASA Science,” NASA. [Çevrimiçi]. Available: https://solarsystem.nasa.gov/basics/chapter4-1/. [Erişildi: 10-May-2020]. |
| [3] | Basics of Space Flight: Orbital Mechanics. [Çevrimiçi]. Available: http://www.braeunig.us/space/orbmech.htm. [Erişildi: 10-May-2020]. |
| [4] | https://www.khanacademy.org/math/algebra2/intro-to-conics-alg2/conic-section-intro-alg2/v/introduction-to-conic-sections?utm_account=Grant&utm_campaignname=Grant_Math_Dynamic&gclid=EAIaIQobChMIiszN4t-73gIVAqgYCh0TTAiTEAAYASAAEgICCfD_BwE |
Havacılık ve Uzay ‘Aşk’ işidir. Bu ‘Aşk’ı sizlere aşılamak amacıyla evimuzay kuruldu.
Uzay sizinle olsun…