Roket

Roket bir uzay aracı, hava aracı, araç, atkı veya bombadır. Roket, roket motorundan itme gücü elde eder. Roket motoru egzozu tamamen roket içinde taşınan roket itici yakıtından oluşur. Roket motorları etki ve tepki ile çalışır ve sadece egzozlarını yüksek hızda ters yönde dışarı atarak roketleri ileri doğru iter ve bu nedenle uzay boşluğunda çalışabilir. Etimolojik kökeni İtalyancada "bobin" anlamına gelen rocchetto olup, silindirik şekil benzerliğinden ötürü modern anlamında sahiplenilen kelimenin kullanımı 20. yüzyıl başlarında savaş gemilerinin öz itmeli ateşleme mermilerine dayanmaktadır. Türk Dil Kurumuna göre Türkçeye Fransızca roquette kelimesinden geçmiştir.

Roket, mekanik anlamda bir jet motorunda olduğu gibi yanma işlemine bağlı olarak itki üreten ancak bunu yaparken çevreden mecburi bir hava girişine ihtiyaç duymayan motora verilen addır. Bir roket motoru kullanarak öz-itki üreten askerî ya da sivil amaçlı mermi, füze, uzay-hava araçlarının tamamına da roket denilebilir.

Roket motorunun çalışma prensibi temel olarak Newton'un hareket yasalarındaki etki-tepki kanununa (3. yasa) dayanır. Etki-tepki yasası şu cümle ile basitleştirilebilir: “Her etkiye karşılık eşit ve zıt bir tepki vardır.” Roket motorunda süregelen kimyasal reaksiyonların oluşturduğu sıcak gaz yığınları yanma odasında bir basınç oluşturur ve bu basınç kuvvetlerinin dengesizliğinden kaynaklanan tepki kuvveti çıkış lülesi yardımıyla yönlendirilerek uzay aracına ileri veya yukarı doğru bir devinim kazandırır. Bir roket motorunun egzozu tamamen kendisiyle beraber taşıdığı uzay aracı yakıtından oluşur. Bu sebeple oksijensiz ortamda çalışabilirler ve vakum uzayda kullanılabilirler.

Askeri ve eğlence amaçlı roket tarihi, en az 13. yüzyıl Çin'ine kadar uzanır. Roketçilik, Dünya'nın Ay'ına ayak basmak da dahil olmak üzere Uzay Çağı için olanak sağlayan teknolojiydi. Roketler artık havai fişekler, silahlar, fırlatma koltuğu, yapay uydular için fırlatma aracı, insanlı uzay uçuş programı ve uzay araştırmaları için kullanılıyor. Kimyasal roketler, en yaygın yüksek güçlü roket türüdür ve tipik olarak yakıtın bir oksitleyici ile yakılmasıyla yüksek hızlı bir egzoz oluşturur. Hibrit yakıtlı roket, roket motorunda birbirinden farklı fazdaki farklı roket yakıtları kullanan bir rokettir.

Gerçekte roketlerin vakum ortamlarda daha verimli çalıştığı bilinmektedir. Roketin asıl üretim amacı, atmosfer dışında da çalışabilmesinin istenmesi ve kısa süreli itme kuvvetinden yararlanarak yüksek hız elde edilmesidir. Yakıtı bittikten sonra kazandığı hız ile balistik kanunlarına göre roket, taşıdığı yükten ayrılarak veya ayrılmadan, amacına göre taşınan yükün yoluna devam etmesini sağlar. Ayrılma işleminden sonra dahi roketin geri kalan kademeleri öz-itki üretmeye devam ediyorsa bu tip roketlere çok katlı (kademeli) roketler denir. Çok katlı roketler kaçış hızına ulaşmak suretiyle yer çekimi kuvvetini yenerek Dünya yörüngesinden çıkabilir ve gezegenden sonsuz uzaya seyahat edebilir.

Roketler, içindeki yakıtı yakabilecek yakıcıyı (oksijen vb. türleri), türüne göre sıvı veya katı durumda bulundurur. Roketler sıvı ve katı yakıtlı olarak ikiye ayrılır.

Aslında roketler, uzay boşluğunda atmosferden daha verimli çalışır. Çok kademeli roketler, Dünya'dan kurtulma hızı elde etme yeteneğine sahiptir ve bu nedenle sınırsız maksimum irtifaya ulaşabilir.

Hava soluyan motorlarla karşılaştırıldığında, roketler hafif ve güçlüdür ve büyük ivmeler üretebilir. Roketler uçuşlarını kontrol etmek için momentuma, kanat profili, reaksiyon kontrol sistemi, yalpalanmış itme kuvveti, momentum çarkı, itiş vektörlemesi, itici gaz akışına, dönüşe veya kütleçekimine güvenirler.

Roketler itici gaz, itici gazın konulacağı yer (itici tankı gibi) ve roket motor nozulu'ndan oluşur. Ayrıca bir veya daha çok roket motoru’na, yön dengeleme aygıt(ları) (kanatçıklar, vernier motorları veya itiş vektörlemesi için motor dengeleme halkaları, cayraskoplar gibi) ve bu bileşenleri bir arada tutmak için (genellikle monokok bir yapıları vardır. Yüksek hızda atmosferik kullanım için tasarlanan roketlerde ayrıca, genellikle yükü taşıyan burun konisi gibi aerodinamik bir kaporta da vardır.

Bu bileşenlerin yanı sıra roketlerin, kanatlar (roket uçaklarda), paraşütler, tekerlekler (roket arabalarda) hatta bir anlamda bir kişi (roket kemeri) gibi herhangi bir sayıda başka bileşenleri de olabilir.

IV. Murat zamanında yaşayan ünlü Türk mühendisi Lagari Hasan Çelebi tarafından yapılmıştır. Lagari Hasan Çelebi, 1633 yılında; IV. Murat'ın kızı Kaya Sultan'ın doğduğu gece, Sarayburnu'nda düzenlenen şenliklerde ilk uçuş denemesini neticelendirdi. Bu netice ilk insanlı roketin icadı ve ilk roketli uçuş denemesi olarak kabul görmektedir.

Kendi itici gazını taşıyan roketler veya diğer benzer reaksiyon cihazları, uzayda olduğu gibi, bir aracın itme için faydalı olarak kullanabileceği başka bir madde (kara, su veya hava) veya kuvvet (yerçekimi, manyetizma, ışık) olmadığında kullanılmalıdır. Bu durumda kullanılacak itici gazın tamamının taşınması gerekmektedir.

Sondaj roketleri, Dünya yüzeyinden 50 kilometreden (31 mil) 1.500 kilometreye (930 mil) kadar okuma yapan aletleri taşımak için yaygın olarak kullanılır. Dünya'nın uzaydan ilk görüntüleri 1946'da bir V-2 roketinden elde edildi (uçuş #13).

Yörünge yörüngelerine teslim edilen uzay aracı yapay uydular haline gelir. Gerçekten de, uzay aracını yörüngeye ve ötesine fırlatmanın tek yolu roketler olmaya devam ediyor. Ayrıca yörünge değiştirdiklerinde veya iniş için yörüngeden çıktıklarında uzay aracını hızla hızlandırmak için kullanılırlar. Ayrıca, inişten hemen önce sert bir paraşütü yumuşatmak için bir roket kullanılabilir.

Roket fırlatma teknolojileri, sadece aracın kendisini değil, aynı zamanda başarılı bir fırlatma veya kurtarma için gerekli ateşleme kontrol sistemlerini, görev kontrol merkezini, fırlatma rampasını, yer istasyonlarını ve izleme istasyonlarını da içerir.

Yörünge fırlatma araçları genellikle dikey olarak havalanır ve daha sonra, genellikle bir yerçekimi dönüş yörüngesini izleyerek kademeli olarak eğilmeye başlar. Aşamasız yörüngeye ulaşabilecek araçlar önerilmiş olsa da, hiçbiri şimdiye kadar inşa edilmedi. Yalnızca roketlerle güçlendirildiyse, böyle bir aracın katlanarak artan yakıt gereksinimleri, faydalı yükünü çok küçük veya varolmayan hale getirecektir.

Roket egzozu önemli miktarda akustik enerji üretir. Süpersonik egzoz ortam havasıyla çarpıştığında şok dalgaları oluşur. Bu şok dalgalarından gelen ses yoğunluğu roketin boyutuna ve egzoz hızına bağlıdır. Büyük, yüksek performanslı roketlerin ses yoğunluğu, potansiyel olarak yakın mesafeden öldürebilir.

Bir roket yere yakın olduğunda gürültü genellikle en yoğundur, çünkü motorlardan gelen gürültü jetten uzağa yayılır ve yerden de yansır. Bu gürültü, çatılı alev hendekleri, jet etrafına su enjeksiyonu ve jeti belirli bir açıyla saptırarak bir miktar azaltılabilir.

Mürettebatlı roketler için, yolcuların ses yoğunluğunu azaltmak için çeşitli yöntemler kullanılır ve tipik olarak astronotların roket motorlarından uzağa yerleştirilmesi önemli ölçüde yardımcı olur. Yolcular ve mürettebat için, bir araç süpersonik hale geldiğinde ses dalgaları artık araca ayak uyduramadığından ses kesiliyor.