Rehber | Kategoriler | Konular
UYDU
Alm. Trabant, Satellit (m), Fr. Satellite (m), İng. Satellite. Güneş sistemindeki gezegenlerin etrâfında gezegenden ayrılmadan dönen gök cismi. Uyduya peyk ismi de verilmektedir. Başlıca iki çeşit uydu veya peyk vardır. Bunlardan birincisi tabiî uydudur. Bunun en güzel örneği dünyânın uydusu olan ay'dır. İkincisi ise sun'î uydudur.
Tabiî uydu: Gezegenler içinde en çok uydusu olan Jupiter'dir. Tam 12 uydusu vardır. Hiç uydusu olmayan gezegenler ise Venüs, Plüton ve Merkür'dür. Jupiter'in 12 uydusunun en büyüklerinden dördünün 1610 yılında ilk yapılan teleskopları kullanarak Galile'nin keşfettiği bilinmektedir.
Çok değişik büyüklükte uydular mevcuttur. Meselâ Merih'in uydusu Deimos'un çapı 56.000 km'dir. Yer kürenin çapının 12.000 km olduğu hatırlanırsa, büyüklüğü hayâl edilebilir. Hacmiyse 125 defâ büyük demektir. 8 km çapında uydusu olan gezegenler de mevcuttur. Ayın çapı ise dünyâdan takriben dört defâ daha küçüktür. Önemli ölçüde atmosferi bulunan tek uydu Titan'dır. Başka büyük uydularda da çok ince atmosfer tabakası bulunabilir.
Sun'î uydu (Peykler): Bu uydular, insanlar tarafından imâl edilerek, dünyâ etrâfında çeşitli gâyelerle yörüngeye oturtulan mekanik sistemlerdir. Dünyânın etrâfına sun'î bir uydu yerleştirilebileceği fikri ilk defâ Amerikalı yazar Edward E. Hale'in The Brick Moon adlı hikâyesinde insanların açık tesislerdeki haberleşme ve meteorolojik bilgi ihtiyacına destek bir uydu kullanımını konu almasıyla oldu.
1920 ve 1930'larda uyduların gerçekleştirilmesinin getirebileceği diğer faydalar birçok yazar tarafından yazılan kurgu-bilim yazılarında işlendi. İkinci Dünyâ Savaşında büyük roketlerin kullanılmaya başlanmasından sonra sun'î uydular ve bunların gerçekleştirilmesi üzerine ciddî çalışmalar yapılmaya başlandı. Ekim 1957'de Rusların, ilk uydu olan Sputnik-1'i yörüngeye oturtmasıyla uzay çağı da başlamış sayılabilir.
Sputnik-1'in ve hemen arkasından bir ay sonra içinde bir köpekle berâber Sputnik-2'nin yörüngeye yerleştirilmesi bütün dünyâda ve bilhassa uydu projelerine 1955'te başlamış olan ABD'de sürprizle karşılandı. ABD, 1958 Ocak ayında Exploner 1 ve Mart ayında Vanguard 1 uydularını fırlatarak yarışa katıldı. O zamandan beri dünyâ etrafına irili ufaklı, basit veya karışık yapıda vazifeleri kısa veya uzun süren yüzlerce uydu fırlatılıp yörüngeye yerleştirildi.
ABD, Rusya, İngiltere, Fransa, Kanada çeşitli gâyelerle uydular geliştirdiler. Çin, Batı Almanya, İtalya, Japonya, Avustralya ve Hindistan da kendi veya diğer ülkelerin roketleriyle uzaya uydu fırlatan diğer ülkelerdir.
Peyklerin kullanılış yerleri: Atmosferin menfî tesirleri yerden yapılan gözlemelerde uzayın görüntüsünü bozduğundan veya engellediğinden, ancak uydular sâyesinde insanlar uzayı sıhhatli bir şekilde tâkip edebilmek imkânına kavuştular. Jeofizik (yer fiziği) alanında da yer yüzündeki değişmeleri uzun süreli gözlemlerle tespit edebilme imkânı verdiklerinden iyi bir şekilde kullanılmaktadırlar.
Başlıca kullanma alanları şunlardır:
1. Atmosfer ve stratosfer (yukarı atmosfer)in karakteristiklerinin gözlenmesi ve araştırılması.
2. Dünyâ etrâfındaki enerji partikülleri, planetler arası boşluktaki ortam, elektromanyetik radyasyon, yerçekimi ve manyetik alanlar; atmosfer gibi fizikî olayları ve bunların birbirlerine etkilerinin incelenmesi. Yıldızlar, planetler, güneş sistemleri, galaksiler, kuyruklu yıldızlar ve benzeri birçok uzay cisimlerinin incelenmesi.
3. Uzay cisimlerinin incelenmesi.
4. Biolojik deneyler.
5. Haberleşme, eğitim, televizyon sinyâl iletimi, hava tahmini (meteoroloji), denizcilik, haritaların yenilenmesi, askerî gâyeler gibi ilmî olmayan sahalar. Apollo programında olduğu gibi uzay programlarını da destekleyen uydular vardır.
Peyklerin yörüngeye yerleştirilmesi: Uydular genellikle dünyânın belli noktalarındaki sâbit fırlatma tesislerinden fırlatılırlar. Bunlardan bâzıları ABD'de Cape Kenedy, Fla, Western Test Kenge, Vanderberg Askerî Hava Üssü, Rusya'da Baykonur, Kazakistan ve Plesetsk Mar Archangel, Avustralya'da Woomera'dır. Bu uzay limanlarında uyduları tâmir, montaj, kontrol ve roketlerle fırlatılması gibi bütün lojistik destek sağlanabilir. Bu üslerin belirli yerlerde seçilmesinin bir sebebi de bunların birçok yer kontrol istasyonu ile birlikte berâber çalışan sistemin bir parçası olmalarının mecburiyetidir. Bu üslerin kendi radar, optik tâkip ve diğer birçok gerekli tesise de sâhip olmaları, uydularının fırlatma ve yörüngeye oturma arasında tâkiplerinin sağlanması bakımından önemlidir.
Kontrol ve test: Fırlatmadan önce gâyet ayrıntılı kontrol ve testler gerçekleştirilip her şeyin tam olduğuna karar verilmelidir. Çünkü nakliye sırasında dış şartların etkisiyle veya füzeye montaj dolayısıyla bozulma ve uygunsuzluklar meydana gelebilir. Hem roket hem uydu ve bunların berâberce çalışan sistemleri kontrol edilmelidir. Bu kontrollar geri sayma ve fırlatmaya kadar devam eder. Montaj şartlarının kontrollarından başka bütün bu anlatılan testler fırlatma rampasında gerçekleştirilir.
Bu testlerden sonra bile diğer bâzı faktörler gözönüne alınmalıdır. Meselâ emniyet faktörü bunlardan biridir. Diğer bir önemli faktör roketin tespit edilen varış yörüngesine göre tespit edilen fırlatma koridorunda tâkip istasyonlarının denetimi altında fırlatılmasıdır. Rüzgâr hızı ve meteorolojik şartlar da fırlatmayı önemli ölçüde etkileyebilir. Roketin dünyânın dönme hızından faydalanabilmesi için doğuya doğru yollanmasının ve yörüngeye oturacağı düzleme en yakın olduğu noktaya gelindiğinde ateşleme yapılarak minimum yakıt sarfiyatıyla fırlatılmasının da önemi büyüktür. (Zamânın tespiti ve ateşlemenin zamânında yapılması). Bu zaman geçirildikçe yörüngeye oturabilmek için gerekli hız ve yakıt artacak, aracın imkânlarının aşılması hâlindeyse fırlatmanın daha ileri bir târihe bırakılması gerekecektir.
Yörüngenin tâyini: Uydunun yörüngeye oturtulabilmesi için uyduya (diğer bir ek kuvvet uygulaması gerekmeden) onu yörüngede tutabilecek bir hız verilmesi gerekmektedir. Yörünge yükseldikçe uydunun ömrü artar. Alçak yörüngeler atmosferle sürtünmeye sebep olacağından uydu hızını kaybedip geri düşebilir. Çok yüksek yörüngelerdeyse ay ve güneşin çekimleri gözönüne alınmalıdır. Bu gibi hâllerde uydunun yörüngesinin muhâfazası için kendi tepki sistemlerinin bulunması ve bunların kullanılması gereklidir.
Peyklerin ana yapısı: Uydunun ana yapısı, kullanma alanları, ömrü, mevcut âletleri, tahrik sistemi ve diğer yardımcı sistemler gözönüne alınarak tasarlanır. Yapısı gerekli mukâvemette ve en hafif (minimum) ağırlıkta olmalıdır. Dizaynın basit olması imâlât ve montaj mâliyetini düşürmek için gereklidir. Uydudan ayrılacak deney tesisatları için kullanılan patlayıcı vidalar kullanıldığında, nükleer tahrik istendiğinde ve diğer bâzı özel gâyeler sözkonusu olduğunda uydunun dizaynında özel problemler çıkabilir ve yapı karışabilir. Diğer dizayn problemleriyse titreşim, ses, manyetik alan etkileri, radyasyon, toz ve küçük meteorların etkilerinden korunma olarak sayılabilir.
Genel uydu şekilleri basit küre ve silindir veya daha karışık olmakla berâber uydunun ekseni etrâfında dönmesi sırasında stabil olması için simetrik şekillerde tercih edilir. Bağımsız üniteler, ek deney paketleri ve modülleri uydu dizaynını ekseriya değiştirirler. Bu yüzden poligon (çok kenarlı) kenarlarında âlet tespit kısımları olan silindirler en çok kullanılan şekillerdendir. Gözleme uyduları genellikle uzantılara sâhip bir yapıdadırlar. Uydulara tespit edilmiş güneş panoları sık rastlanılan bir özelliktir.
Güç temini: Güç temininde esas ana gücü sağlayan enerji kaynağının uydu sistemlerinin kullanabileceği şekle dönüştürülmesidir. Gerekli güç birkaç wattan yüzlerce wata kadar, yapılan işe ve ömre bağlı olarak, değişebilir. Güç kısa süreli işleyebilen bataryalar veya uzun süreli kullanılabilen güneş panoları ve radyoisotop (atom pilleri) cihazlar vâsıtasıyla temin edilebilir. Güneş enerjisi en genel güç kaynağıdır. Uzayda güneş enerjisinin sonsuz olması ve bol bulunması, direk olarak elektrik enerjisine çevrilmesi avantaj sağlar. Güneş enerji üniteleriyle birlikte kullanılan kimyevî batarya üniteleri uydunun dünyânın gölgesine girdiğinde enerji ihtiyacını karşılarlar. Güneş enerjisi aynı zamanda kimyevî bataryaların şarj edilmesinde de kullanılır. Güneş enerji tesisatlarının pahalı olması çok yer kaplaması ve güneş panolarının meteorlar ve radyasyon sebebiyle tahribata uğrayabilmeleri başlıca mahzurlarıdır.
Yakıt hücrelerindeki yakıt oksitlenerek güç elde edilmesini sağlar. Ağırlıklarına göre verdikleri enerjinin düşük olması dolayısıyla ancak kısa süreli uydu sistemlerinde kullanılır.
Ayrıca turbo jeneratörler güneş veya nükleer enerjiden elde edilen ısı enerjisinin elektrik enerjisine çevrilmesinde kullanılırlar.
Haberleşme sistemleri: Uzaktan fizikî ölçme yapma tekniğine telemetre denir. Uydunun telemetre sistemine bilgi girişi uydunun sensorları ile sağlanır. Sonra bu bilgiler değerlendirilmek üzere yer istasyonlarına aktarılır. Bu haberleşme sistemi bütün uydularda mevcuttur. Uydunun gönderilen sinyâlleri kabul edebilmesi (alabilmesi) uydunun kontrol edilebilmesinde veya bir bozukluk varsa düzeltilebilmesinde gerekli olur.
Uzayda haberleşme gâyesiyle özel antenler, alıcılar, ileticiler ve güç sistemleri kullanılır. Bunlar genellikle yüksek emniyetli ve hafif yapıdadırlar. Haberleşilecek yer istasyonunun tâkip edilmesi için de tâkip ve cevaplayıcı radyo vericileri gibi özel âletler bulundururlar. Ayrıca kodlayıcılar ve çeviriciler gibi bilginin giriş-çıkışında sinyâlleri kullanılabilecek faydalanabilecek hâle getiren tertibatlar bulunur. Uydunun çalışması sırasında elde edilen bilgiler devamlı yayınlanmak yerine teyp ve hâfıza ünitelerinde geçici olarak depolanıp gerektiğinde yer istasyonlarına iletilir.
Uydunun haberleşme sistemleri diğer eş frekanslı radyo sinyâllerinden de etkilendiğinden karşılıklı haberleşme en aza indirilmelidir. Sistem manyetik tesirlerden de rahatsız olabileceğinden buna da karşı tedbir alınmalıdır. Antenlerin uydunun bakış açısını kapamayacak şekilde yerleştirilmesi ve bunların ısı değişimi, uydunun hızla dönmesi gibi olayların tesirleri, dikkate alınması gereken diğer problemlerdir.
İlmî gâyeli cihazlar: Uyduya yerleştirilen elektronik ve diğer cihazlar uzayda karşılaşılan büyüklüklerin tespiti, ölçülmesi, kayıt edilmesi uzaktan fizikî olarak ölçülmesi, işlenmesi ve analizi gâyesiyle kullanılırlar. Bunlar olmadan uyduların bize faydalı işler görmeleri imkânsızdır. Bu cihazların ana kısımları ?sensor? denilen, sinyâlleri algılayan ve bunları kuvvetlendirerek diğer cihazlar tarafından öçülüp değerlendirilebilecek hâle getiren kısımlarıdır. Genellikle fizikî girişler elektrik sinyâllerine dönüştürülürler.
Uydunun cihazları hafif, güvenilir olmalı ve titreşim, sarsılma, manyetik tesirler, ısı değişimi gibi olumsuz faktörlerden etkilenmemelidir. Uydudaki cihazlar birbirleriyle uyum içinde çalışmalı, kolayca kontrol edilebilip düzeltilmeli ve uygun kapasitede olmalıdırlar. Bunlar aynı zamanda boşlukta basınçsız ortamda çalışabilecek şekilde yapılırlar.
Büyük uydularda birçok deneyin yapılması için husûsî sistemler de yer alabilir. Küçük uyduların kapasitesi daha dardır.
Uyduların çoğu yeryüzüne âit olayları incelemelerine rağmen bâzı uydular biyolojik olayları ve uzaydaki cisim ve olayları incelemek için kullanılırlar. Atmosfere gelen radyasyon miktarını, iyonosfer ve güneş fiziğini inceleyen âletlere sâhip uydular geliştirilmiştir: Uydularda kullanılan bâzı âletler kütle ölçüsü, elektrostatik analizci, radyometro iyonizasyon odası, mikrometteor dedektörü, kronograf, geiger sayacıdır.
Kontrol cihazları: Bunlar uydunun ana ve yardımcı sistemlerini, bulunulan ortamın, yörünge ve yüksekliğini kontrolü için kullanılırlar. İstenilen her an uydunun çalışması, sıcaklık, basınç, yakıt durumu, kontrol edilerek dünyâya bildirilebilir. Bu ölçmeler sâyesinde yer istasyonları güçlükleri ve problemleri tespit ederek bunların çâresi için gerekli adımların atılmasını sağlayabilirler.
Çevre kontrol cihazlarının rolü uyduyu uzay ortamının veya uydunun kendi sistemlerinin meydana getirebileceği zararlı tesirlerden korumaktır. Bu alandaki ana problemlerden biri de iç sıcaklığın belli limitleri aşmamasıdır. Esas üstünde durulacak husus yüksek sıcaklıklar olmasına rağmen bâzı cihazlar için alçak sıcaklıklar da problemlere sebep olur. Uydunun kendi etrafında dönmesi sağlanarak bir tarafının fazla ısınmaması sağlanabilir. Özel boyalar kullanılarak hassas bölgelere gelen ısının emilmesi veya yansıtılması sağlanabilir. Ayrıca termoelektrik esaslı soğutma sistemleri de bu gâye için kullanılabilir.
Manyetik ve radyasyon etkilerine karşı da gerekli koruma sağlanmalıdır. Radyasyon dış ortamdan gelebileceği gibi nükleer tahrik sistemleri kullanılması hâlinde iç kaynaklardan da radyasyona mâruz kalınabilir. Fırlatma sırasında meydana gelebilecek basınç ve mekanik gerilmelere karşı da gerekli tedbirler alınmıştır.
Uydunun yörüngesinin kontrolü için gidilen yörüngenin ve uydunun pozisyonunun bilinerek karşılaştırılabilmesi gerekir. Bunun için uydunun yüksekliği yere gönderilen sinyâller yardımıyla tespit edilebilir. Güneş ve yıldız tâkipleri ve ufuk gözleyicileri manyetik alan ölçüleri bu alanda yardımcı olan cihazlardır.
Uydu uzayda görevli olduğu fonksiyonları yerine getirebilecek veya verimli bir şekilde çalışabilecek şekilde yöneltilmelidir. Uyduyu belirli bir yörüngede tutabilmek veya gerekirse yeni bir yükseklikteki başka bir yörüngeye oturtabilmek için çeşitli reaksiyon cihazları kullanılır. Meselâ, uydunun dönmesini önlemek için yo-yo gibi uzayıp kısalabilen bir cihaz radyal olarak uzatılabilir veya uyduyu belli bir yükseklikte tutabilmek için ufuk takipçileri kullanılarak gerekli bilgi edinilebilir. Bâzı araçlarda elektrik motorları ile tahrik edilen atalet çarkları (Jiroskop) kullanılır. Manyetik kavramlar, çekim ayarlama cihazları aerodinamik yüzeyler veya solar basınç vanaları gibi diğer âletler açı ataletini değiştirmekte kullanılır. Yay ve vikoz akışkanlardan faydalanarak uydulardaki istenilmeyen atalet kuvvetlerinin sönümlenmesi sağlanır.
ABD uydu rasathâneleri gibi büyük uydularda yörünge ve yükseklik kontrolu için çeşitli cihazlar kullanılır. Meselâ, kırmızı ötesi (infrared) ufuk tarayıcıları, sernomekanizmalar, soğuk gaz jetleri, elektrik tahrikli volanlar bunlardan bâzılarıdır. Ufuk tarayıcıları aracın volan ve gaz jetlerine sapmaları bildirerek aracın alt tarafının dâimâ yer küresine doğru yönelmesini veya pozisyonunu ayarlamasını sağlar. Güneş tâkipcileri solar panoların güneşe göre pozisyonunun ayar ve kontrolu için kullanılırlar.
Roketle tahrik: Gittikçe daha fazla uydu limitli bir manevra kâbiliyeti sağlayan roket motorlarıyla donanmaktadır.
Bu çeşit uydular, yörünge değiştirebilirler, belirli bir yörüngede kalabilmek için manevra yapabilir, yeniden atmosfere girmekte ve düşme sırasında yere değmeden hemen önce ateşlenerek hızı frenlerler. Buna karşılık manevra roketleri ilmî gâyeli uydularda pek kullanılmazlar. Telekominikasyon (haberleşme) alanında kullanılan sâbit uydular yer küresinin belirli bir bölgesi üzerinde sâbit durarak haberleşme hizmetlerine destek olurlar. Bu çeşit uydular hidrojen-perdesit roketleri kullanarak beş yıl süreyle yerlerini dünyâya göre sâbit tutabilirler.
Bilgisayarlar: Bilgisayarlar uydularda gittikçe artan bir kullanma alanı bulmaktadır. Bunlar yörüngeyi kontrol edebilir, uydunun çalışması hakkında bilgileri depolayabilirler, uydunun topladığı ve ölçümlerini yaptığı, ilmî değerleri kayıt edip, depolayabilirler, zamana bağlı olayları kaydedebilir ve periyodik hâdiseleri tespit edebilirler.
Günümüzde ve gelecekte uydular: İnsansız uyduların sayısı günümüz ve gelecekte gittikçe artan bir hızla çoğalmaktadır. Bunun yanında bir kısım insanlı uydu sistemleri de gerçekleştirilmiştir. Daha değişik programların çalışmaları yapılmaktadır.
İnsansız programlar: Meteorolojik, haberleşme, denizcilik gibi hemen hemen standartlaşmış uydu tiplerinin yanısıra kısaca ERTS ?Earth Resources Technology Satellite? denilen dünyânın tabiî kaynaklarını inceleyen uydular büyük faydalar sağlamaktadırlar. Bu uydular 1970'lerde gerçekleştirilerek ziraat, ormancılık, fizikî ve kültürel coğrafya, jeoloji, mâden yatakları, su ve okyanus bilimlerinde çok bilgi elde edilmesine yol açmışlardır.
Meselâ mâden ve petrol endüstrileri her yıl petrol, metal ve diğer mâden yataklarının aranmasında milyonlarca dolar (milyarlarca lira) harcamaktadırlar. ERTS uyduları fotoğraf, radar, radyo dalgaları ve diğer yollarla dünyâdaki tabiî kaynakların aranmasında kuvvetli bir destek olmaktadır. Bu cihazlarla yeryüzünün tabiî yapısına ve çeşitli özelliklerine bakarak petrol ve mâden araması bilhassa ulaşılamayan bölgeler için çok önemlidir.
Bu uydular vâsıtasıyla su kaynaklarının bulunduğu yerlerde su miktarlarını, sulama imkânlarının ve sel tehlikesinin önceden tespit edilmesi imkân dâhiline girer. Uzaydan çekilen fotoğraflar bilhassa biriken kar tabakalarının genişlik ve derinliğinin tespitiyle beklenen su miktarı ve buna bağlı olarak sulama ve elektrik üretim imkânı ve sel tehlikesi anlaşılabilir. Benzer şekilde ülkelerin tahıl üretim durumu ve kuraklık ve hastalıklardan meydana gelen felâketlerin tespit edilmesi de mümkündür.
Son yıllarda ise uyduların askerî gâyelerle kullanılması önem kazanmıştır. Bu uydular hem düşmanın askerî birlik, teçhizat ve silâhlarını çok hassas fotoğraflarla tespit etme imkânı verdikleri, hem de kullandıkları lazer silâhları vâsıtasıyla diğer uydu ve düşman füzelerinin havada imhâsını mümkün kıldıklarından, günümüz ve geleceğin savaşlarında çok önemli ve stratejik bir silâh hâline gelmişlerdir. Süper güçler nükleer bir savaş durumunda uydular vâsıtasıyla kurdukları erken uyarı sistemlerinden çok istifâde edeceklerdir.
Uyduların bir başka kullanma sahası da meteoroloji tahminleridir. Bugün uydular vâsıtasıyla çekilip gönderilen fotoğraflar yardımıyla günlük meteoroloji tahminleri gâyet hassas olarak yapılabilmektedir. Bu fotoğraflardan atmosferdeki hava hareketleri, alçak ve yüksek basınç alanları, rüzgâr ve bulutların durumu gâyet doğru olarak tespit edilebilmektedir. Bu sâyede günlük hava tahminleri yanında dünyânın çeşitli bölgelerinde meydana gelen kasırga ve tayfunların, diğer atmosfer olaylarının çıkış yerleri ve sebepleri hakkında da bilgi edinilebilmektedir. Dünyânın ve bilhassa ulaşılması zor kesimlerin iklimi hakkında çok değerli bilgilere sâhip olunabilmektedir.
Gelecekte uyduların sebep olacakları en önemli gelişmelerden biri de dünyâdaki bütün haberleşme ve yayın sistemlerinin odak noktasını teşkil etmeleri olacaktır. Şimdiden yapılan çalışmalarda televizyon, radyo gibi yayın ve telefon, teleks, telgraf gibi haberleşme tamâmen uydular vâsıtasıyla gerçekleştirilebilmektedir. Bilhassa sâbit uyduların ve yoğunlaştırılmış yayın demeti teknolojisinin geliştirilmesiyle kendi izafî hızı dünyânın dönme hızıyla aynı olduğundan belirli bir bölge üzerinde kalabilen uydularla herhangi bir ana toplayıcı anten olmadan o bölgeye yayın imkânının gerçekleştirilmesiyle bu konuda çok önemli bir mesâfe alınmıştır. Bu sâyede dünyâdaki bütün radyo ve televizyon istasyonlarının sâdece basit yapılı bir anten tertibâtıyla tâkip edilmesi mümkün hâle gelmiştir.
Bugün dünyânın en ulaşılmaz bölgeleriyle bile hiçbir tel bağlantısı olmadan haberleşme imkânı vardır. Bu çalışmaların geliştirilmesi sonucu gelecekte yeryüzünde kurulu bütün tel ve haberleşme ağı sistemlerinin yerini uydu sistemleri vâsıtasıyla haberleşmeye bırakacağına muhakkak nazarıyla bakılmaktadır.
e-posta adresimize mail atabilirsiniz.