Yeni Ufuklara: Yakın Gezegen Geçişleri, Voyager İkizleri ve New Horizons Derin Uzay Uçuşları

Bu keskin manevralar,  uzay araçlarının gezegenlerin çekim alanına girmesini sağlar. Aynı zamanda Uzay araçlarının bu çekim alanını kullanarak yönünü ve hızını değiştirmesini sağlayıp yolculuklarına devam etmesini sağlar  Bu olaya mancınık ya da sapan manevrası denmektedir yani bir uzay aracı gezegenin yakınından geçişi esnasında çekim kuvveti tarafından kavranıp sanki bir mancınıktan savrulurmuşçasına rotasına doğru itilmesidir. Benzer bir örnek vermek gerekirse;  bir pinpon topunun tavandaki bir pervaneye çarpıp fırlatılması gibi düşünülebilir. Tavandaki pervaneye çarpan pinpon topu daha hızlı bir şekilde ve farklı bir yöne fırlar. İşte bu olaya yakın gezegen geçişi denir. 

Bir gezegenin çekimi (g) bir uzay aracınınkinden çok daha büyüktür yani bir uzay aracı gezegenin yakınından hızlı bir şekilde geçtiği esnada,  gezegenin uzay aracına uyguladığı çekim kuvveti uzay aracının gezegene uyguladığından çok daha fazladır. Bu sayede, gezegen uzay aracını kendine çekerek dönme momentumunun bir kısmını uzay aracına aktarır ve uzay aracını çok uzak mesafelere fırlatır. Akılda şu şekilde bir soru kalabilir; peki uzay aracı nasıl oluyor da gezegene çarpmıyor? Bunu sağlayan, gezegenin çekim kuvvetinin tam tersi yönünde olan uzay aracının kendi hızı sayesinde kazandığı merkezkaç kuvvetidir. Bu şekilde iki kuvvet birbirini dengelemekte ve uzay aracının gezegene çarpmadan yoluna devam etmesini sağlamaktadır, tıpkı Dünya’nın Güneş’e çarpmaması gibi.

Yakın gezegen geçişleri, uyduların fırlatıldıktan sonra kazandıkları enerjilerini daha da arttırmak için kullanılan bir yöntemdir. Bunun en güzel örneklerini Voyager I-II* ikiz uydularının Güneş Sistemi dışına olan yolculuklarında görebiliriz. Her iki görevde de Satürn hedef gezegen olarak kullanılmıştır. Titan-III /Centaur roketleri, bu ikiz uyduları sadece Jüpiter yörüngesine itecek kadar enerji sağlayabilmekteydiler. Fakat Jüpiter’in devasa çekim kuvveti bu ikiz uyduların Jüpiter ötesine gitmesini sağladı. Voyager ikizleri Jüpiter’e yaklaşırken yavaşlamadan Jüpiter tarafından çekilip ve Jüpiter’den bir miktar momentum kazandıktan sonra Satürn’e doğru yolculuklarına başladılar. Satürn’e vardıktan sonra Voyager ikizleri birbirinden farklı yollara saparak yolculuklarına devam ettiler. Voyager I ekliptik düzlemin dışına çıkarak yolculuğuna devam ederken, Voyager II rotasını kırarak Uranüs’e doğru yolculuğuna devam etmiştir.

Bu sürecin tam tersi örnekleri de vardır. Uzay aracı çekim kuvvetiyle yavaşlatılıp yörüngeye oturması sağlanabilir. NASA’nın Galileo uzay aracı, Jüpiter’in uydusu Io’ ya olan yolculuğunda yavaşlatılmış daha sonra az bir yakıtla Jüpiter’in etrafında dönebilmesi için yörüngeye oturtulmuştur. Yakın gezegen geçişleri hala kullanılan bir yöntemdir.  Herkesin merakla beklediği “New Horizons”(Yeni Ufuklar) uydusunun Temmuz 2015 te Plüton’a varması da yine bu yöntem sayesinde gerçekleşecektir. Çok daha ileri bir teknoloji geliştirilene kadar gaz devleri Jüpiter ve Satürn uyduların yardımcısı olmaya devam edecektir. Yakın bir gelecekte çok daha süratli uçuşlar gerçekleştirmek dileğiyle, yeni ufuklara…

*Voyager ikizleri farklı tarihlerde fırlatılmıştır. Voyager I  5 Eylül 1977, Voyager II  20 Ağustos 1977 tarihlerinde fırlatılmıştır.

Kaynaklar
http://www.popsci.com/how-do-planetary-flybys-work?dom=fb&src=SOC (metnin orjinali)
http://voyager.jpl.nasa.gov/