Apollo 11 (1969)
Elli yıl önce Temmuz ayında Apollo 11 uzay aracına binen üç astronot, komutan Neil Armstrong, Komuta Modülü pilotu Michael Collins ve Ay Modülü pilotu Edwin “Buzz” Aldrin, Ay‘a doğru yola çıktı. Oraya vardıklarında Armstrong ve Aldrin Ay yüzeyine indi ve tarihe geçen Ay yürüyüşünü gerçekleştirdi. Collins ise onları Ay yörüngesindeki uzay aracında bekledi. Bu üçlü Dünya‘dan ayrıldıktan sekiz gün sonra geri döndü.
Günümüzün teknolojisiyle bile Ay‘a iniş inanılmaz bir başarı. 1969’da ise o zamanın teknolojisinin sınırları sonuna kadar zorlandı ve bu görev başarıldı. Oysa bu yolculuğu mümkün kılan teknoloji neredeyse 300 yaşındaydı. Temelleri, 1660’da Isaac Newton tarafından atılmış olan çekim kanununa dayanıyordu.
Size garip gelebilir, ne de olsa yer çekimi bizi Dünya‘nın yüzeyinde tutan güç. Ancak, havaya bir top atarsanız ve onu sürekli olarak hızlandırırsanız, gittikçe yükselecektir. Newton aynı trendin uzayda da karşılığının olduğunu görmüştü. Bir nesne Dünya‘yı ne kadar hızlı terk ederse, o kadar fazla uzağa gitmeyi başarır. Yeteri kadar hız verilebilirse, Ay‘a bile ulaşabilir!
Ay‘a ilk varan, inemeyen, ancak Ay‘ın çevresinde dolaşan insanlar 1968’deki Apollo 8 mürettebatı idi. Bilimsel açıdan oldukça donanımlıydılar. Mürettebattan William “Bill” Anders, eve dönerken “Aslında bu uzay aracını büyük ölçüde Isaac Newton kullanıyor.” demişti. Elbette burada sözü edilen Newton değil, onun keşfettiği çekim kanunuydu. Bu kanun sayesinde uzay gemisi motorunu sürekli olarak çalıştırmak zorunda kalmıyor, arada bir “gaz verip” hızlanıyor, geri kalanını ise çekim kuvveti hallediyordu.
Dünyanın En Büyük Roketini Kullanmak
Ay‘a bir uzay gemisi yollamak için onu yeteri kadar hızlandırmalıyız. Dünya‘ya geri düşmemesi için bu hızın yaklaşık 11 kilometre/saniye olması gerekiyor. Apollo uzay gemisi 50 ton ağırlığındaydı. Bu kadar ağır bir nesneyi bu kadar yüksek bir hıza çıkarmak için çok fazla enerji gerekliydi.
Çözüm 111 metre uzunluğundaki üç kademeli Saturn V roketi ile geldi. Alman-Amerikan roket mühendisi Wernher von Braun tarafından tasarlanan Saturn V hala gelmiş geçmiş en güçlü uzay roketi olma unvanını koruyor.
Tam Zamanında Fırlatmak
Bir uzay görevinin en dramatik anı hiç şüphesiz geri sayımdır. Ancak geri sayım, sadece olaya heyecan katmak için yapılan bir ritüel değildir. Geri sayım sırasında tüm testler ve hazırlıklar doğru anda doğru sıra ile yapılır. Fırlatmanın tam doğru anda gerçekleştirilmesi de şarttır. O an kaçırılırsa fırlatma başka bir güne ertelenmek zorundadır.
Fırlatma anı tamamen bilimsel veriler eşliğinde belirlenir. Dünya dönüyor, Ay da Dünya’nın çevresinde dönüyor. Fırlatma anı bu ikilinin hareketine göre ayarlanıyor. Ayrıca yol boyu özellikle kritik anlarda uzay gemisi ile kontrol merkezinin iletişimin kesilmemesi için de gerekli önlemler alınıyor.
İki Uzay Gemisini Birleştirmek
NASA 1960’larda Apollo projesine başladığında amacı, tek parça halinde Ay‘a inecek, daha sonra Ay‘dan havalanıp Dünya‘ya dönecek bir uzay gemisi yapmaktı. Ancak bunun çok da verimli bir yöntem olmadığı ortaya çıktı. Uzay gemisinin ağırlığı arttıkça onu havalandırmak için gereken yakıt miktarı da artar. Bu durumda Ay‘dan havalanmak için boş yere çok yakıt harcanmak zorunda kalınacaktı.
Sadece iniş ve kalkış için özelleştirilmiş bir uzay gemisi kullanmak işleri kolaylaştıracaktı. Bu yüzden Apollo uzay gemisi aslında iki geminin birleşimi olarak tasarlandı: Astronotları Ay yörüngesine götürecek ve geri getirecek Komuta Modülü (Command Module – CM) ve Ay‘a iniş Komuta Modülü’ne geri döndürecek Ay Modülü (Lunar Module- LM).
İniş Alanını Doğru Seçmek
Apollo 11 Ay‘ın güney batısında “Sükunet Denizi” olarak adlandırılan bir noktayı hedeflemişti. NASA uygun iniş noktasını tespit edebilmek için çok çalıştı ve sonunda seçenekleri beşe kadar düşürdü. Bu noktaların hepsi Ay‘ın ekvatoruna yakın bölgelerdeydi.
Bu alan, uzay gemisi için en az risk içeren rotayı oluşturuyordu. Buna ek olarak iniş alanı düz, kratersiz ve görüş alanı geniş olan bir noktada olmalıydı. Bu noktaları belirlerken daha önceden gönderilen insansız Ranger ve Surveyor uzay sondalarının gönderdiği fotoğraflardan yararlanıldı.
Ay’dan ”İmkansız” Kalkış
İlk başta Ay Modülü’nün tek bir roket motoru ile iki astronotu Ay‘dan yörüngedeki Komuta Modülü’ne ulaştırması imkansız görünüyordu. Üçünü Dünya‘dan buraya getirebilmek için devasa boyuttaki Saturn V roketi kullanılmamış mıydı? Ancak meseleye fizik kuralları ışığında baktığımızda, aslında hiçbir gariplik yok.
Saturn V 50 tonluk bir uzay aracını saniyede 11 kilometre hızla Ay‘a kadar götürmek zorundaydı. Ay Modülü ise sadece kendini havalandıracaktı. (Ağırlığı beş tondan azdı.) Ay‘ın yer çekimi Dünya‘dan çok daha düşük olduğundan saniyede 1.6 kilometre hız yapması yetiyordu. Kısacası çok daha az enerjiye ihtiyaç vardı, bu yüzden tek bir roket bu işi rahatça başardı.
Yaşam Destek Sistemleriyle Hayatta Kalmak
Ay‘da hava olmadığı için astronotların güvenli ve güvenilir yaşam destek sistemlerine ihtiyacı vardı. Bu sistemler iki taneydi. Biri Komuta Modülü’nde, diğeri Ay Modülü’nde bulunuyordu. Bunlara ek olarak Armstrong ve Aldrin’in sırtlarında da taşınabilir yaşam destek sistemleri vardı.
Dünya‘nın atmosferinin yüzde 80’i azottan oluşuyor ancak insanların nefes almak için azota ihtiyacı yok. Bu yüzden yaşam destek sistemlerinde normal basıncın üçte biri basınçlı oksijen kullanılıyor. Burası işin kolay tarafı.
Astronot nefes alıp verdikçe ortaya çıkan karbon dioksitin de bir şekilde dışarı atılması gerekiyor, zira karbon dioksit biriktikçe astronotların hayatını tehdit ediyor. Bunun için toz halinde bir kimyasal madde olan Lityum Hidroksit (LIOH) kullanılıyor. Apollo 11 görevinde havada biriken karbon dioksitten kurtulmak için bu madde kullanıldı.
Dünya’ya Geri Dönerken Hayatta Kalmak
Komuta Modülü Dünya‘nın atmosferine girdiğinde korkunç bir hızla ilerliyordu. Atmosferin üst tabakaları çok ince de olsa, uzay gemisinin hızla girişi sürtünmeden dolayı inanılmaz bir ısı yarattı. Komuta Modülü’nün dış yüzeyinin ısısı 3.000 dereceye kadar yükseldi.
Üzerinde ısı kalkanı olmasa, uzay aracı bir meteor gibi yanıp yok olabilirdi. Dış ısı kalkanı bu giriş sırasında yanıp yok oldu, ki zaten bunun için tasarlanmıştı. Isı kalkanı sadece içerideki astronotları korumuyor, aynı zamanda enerjiyi emerek için uzay aracını paraşütlerin açılabileceği bir hıza kadar yavaşlatıyordu.
Ay’dan Canlı Yayın
Neil Armstrong Ay‘a ilk adımını attığında Dünya‘da yaklaşık 650 milyon kişi tarafından izleniyordu. TV sinyallerini Ay‘dan Dünya‘ya ulaştırmak için 1960’ların teknolojisi sınırlarına kadar zorlandı. En büyük problem Ay Modülü’nün küçük anteniydi. Bant genişliği sadece 500 kHz idi ve normal bir TV sinyalinin onda biri kadar güçlüydü. Sonuç olarak karlı, parlayıp sönen, saniyede sadece 10 kare gösterebilen siyah beyaz kötü bir görüntü ile yetindik.
İşin kötüsü, Armstrong merdivenden inerken görüntü baş aşağı geliyordu. Bu hata hemen düzeltildi, ancak California yer istasyonunda yaşanan bir problemden dolayı ekranın ortasında kalın siyah bir çizgi belirdi. Bu yüzden Armstrong‘un “insanlık için dev adımı” tam olarak görülemedi.
Yine de bu an, insanlık tarihinin dönüm noktalarından biriydi ve insanlar iki saat boyunca TV ekranlarına yapışıp kaldılar ve Ay yüzeyinde yürüyen astronotları izlediler. Canlı yayın günümüzde sıradan bir şey olabilir, ancak o dönemde 24 saat TV yayını olmadığını hatırlayalım.
Kaynak: NASA, How It Works