Alt yörünge uçuşu

Alt yörünge uçuşu (yörünge altı uçuş), aracın uzaya ulaştığı ama izlediği yolun fırlatıldığı gök cisminin yüzeyiyle yeniden kesiştiği uzay uçuşudur. Araç tam bir tur atamaz, uydu hâline gelmez ve kaçış hızına ulaşmaz: yukarı çıkar, kısa bir süre uzayda kalır ve geri düşer.

Nasıl işler?

Bir cismin yörüngede kalabilmesi için yalnızca yükseğe çıkması yetmez, yere paralel çok büyük bir hıza ulaşması gerekir; Uluslararası Uzay İstasyonu'nun yüksekliğinde bu hız saniyede yaklaşık 7,7 kilometredir. Alt yörünge aracı bu yatay hıza ulaşmaz. Motorlar zirveye varmadan önce kapanır, araç bir taş gibi yükselmeye devam eder, en yüksek noktaya varır ve geri düşer. Motorların kapandığı andan atmosferin aracı yavaşlatmaya başladığı ana kadar geçen birkaç dakika boyunca yolcular ağırlıksızlık yaşar.

Uçuşun "uzay uçuşu" sayılması için tanım gereği 100 kilometreyi aşması gerekir. Bu sınıra Kármán çizgisi denir ve Uluslararası Havacılık Federasyonu (FAI) tarafından kabul edilir. ABD ordusu ve NASA ise 80 kilometreyi (50 mil) aşanlara astronot kanadı verir. Yeterli hıza ulaşıp yörüngeye giren ama ilk turunu tamamlamadan inen uçuşlar alt yörünge sayılmaz.

Örnekler

Uzaya ulaşan ilk insan yapımı cisim bir alt yörünge aracıydı: 20 Haziran 1944'te Almanya'da fırlatılan MW 18014 adlı V-2 deneme roketi yaklaşık 176 kilometreye çıktı. Kıtalararası balistik füzeler de alt yörünge yolunu izler. Bilimde en yaygın kullanım sonda roketleridir; araştırmacılar bu roketlerle birkaç dakikalık mikroçekim deneyleri ya da atmosferin üstünde gözlemler yapar.

İnsanlı örneklerin ilki ABD'nin ilk insanlı uzay uçuşudur: Alan Shepard 5 Mayıs 1961'de Freedom 7 kapsülüyle yaklaşık 187 kilometreye çıktı ve uçuş 15 dakika sürdü. ABD'nin roket uçağı X-15 ile de 80 kilometreyi aşan alt yörünge uçuşları yapıldı. Ekim 2004'te Scaled Composites'in SpaceShipOne aracı iki hafta içinde iki kez 100 kilometreyi aşarak 10 milyon dolarlık Ansari X Ödülü'nü kazandı. Blue Origin'in New Shepard'ı 20 Temmuz 2021'de dört yolcuyla yaklaşık 107 kilometreye çıktı; Virgin Galactic'in VSS Unity'si de aynı yıl ilk dört yolculu deneme uçuşunu yaptı.

Canlılar da uzaya ilk kez bu yolla çıktı: rhesus maymunu Albert II, 14 Haziran 1949'da New Mexico'dan fırlatılan bir V-2 sonda roketiyle yaklaşık 134 kilometreye ulaşarak uzaya çıkan ilk memeli oldu. Kıtalararası bir balistik füzenin uçuşunda ise itme evresi 3-5 dakika, motorsuz serbest uçuş evresi yaklaşık 25 dakika sürer; bu da alt yörünge yolunun ne kadar uzun mesafeleri kat edebildiğini gösterir.

Neden önemli?

Alt yörünge uçuşu, uzaya ulaşmanın en ucuz ve en kısa yoludur. Yörüngeye çıkmak için gereken enerjinin yalnızca bir kısmı yeterlidir. Bu yüzden yeni roketlerin ve kapsüllerin denenmesinde, kısa süreli bilimsel deneylerde ve uzay turizminde kullanılır. Blue Origin'in New Shepard'ı tamamen yeniden kullanılabilir biçimde tasarlandı: roket dikey olarak iniş yapar, kapsül paraşütlerle yere döner.

Gelecek için konuşulan bir kullanım da kıtalar arası hızlı yolculuktur. Bazı tasarım çalışmaları, alt yörünge yoluyla Avrupa'dan Kuzey Amerika'ya bir saatten kısa sürede gidilebileceğini öne sürer; ancak bu henüz kavram aşamasındadır.

İlgili terimler

• Kármán çizgisi
• Sonda roketi
• Uzay turizmi
• Balistik füze
• Yörünge hızı