ISS’te Neredeyse Dünya’daki Kadar Yer Çekimi Var, Peki Astronotlar Orada Nasıl Uçabiliyor?

Albert Einstein’ın keşfettiği ve Douglas Adams’ın son derece basit bir şekilde açıkladığı gibi, gerçekte yer çekimsiz bir ortamın varlığı söz konusu değildir. Ancak, bilimsel çalışmalarda kullanılan terimler ve yapılan tanımlar, halk arasında zaman zaman yanlış anlaşılabilmektedir. Bu bağlamda, “yer çekimsiz ortam” ifadesi de kimi zaman yanıltıcı olabilir.

Yer çekimi olmaması, özellikle etrafınızda devasa gök cisimlerinin bulunduğu bir ortamda kolayca karşılaşılabilecek bir durum değildir. Peki, “yer çekimsiz ortam” terimi ne anlama gelmektedir?

Öncelikle, Uluslararası Uzay İstasyonu da Dünya‘nın çekim alanında bulunmaktadır.

Ayrıca, Dünya’da yer çekimi kuvveti genellikle 9,81 m/saniyekare olarak kabul edilirken, ISS’te bu kuvvet yaklaşık olarak 9 m/saniyekare civarındadır. Bu durumda, yer çekimi etkilerinden tamamen kurtulduğumuzu söylemek mümkün değildir. Ancak, ISS’deki bu özel ortamda, yer çekimsizliğin belirli özelliklerini deneyimleme şansına sahibiz.

Einstein, geçmişte yer çekimsiz ortamda bulunmanın serbest düşüşle aynı olduğunu keşfetti. Bu ilkeyi “eş değerlik ilkesi” olarak adlandırarak literatüre kazandırdı. Bu durumda, Uluslararası Uzay İstasyonu, yörüngedeki diğer yapay uydular ve hatta Ay bile sürekli olarak Dünya’ya doğru düşüş halindedir. Aynı şekilde, Dünya da Güneş’e doğru düşmektedir; ancak hiçbiri düşüşünü tamamlayamaz, çünkü sürekli bir düşüş trajedisi söz konusudur.

Yüksek bir yerden atlayıp yeri ıskalamak…

Otostopçu’nun Galaksi Rehberi serisinde, uçmanın tanımı olarak Douglas Adams, yüksekten atlayıp zemini ıskalamayı öne çıkarır. Bu, teknik olarak uyduların da denediği ancak bir türlü yerle bağlantıyı sağlayamadığı bir manevradır.

Gezegenimiz, kendi ekseni etrafında dönerek hareket ettiği için bu durumu dengelemek oldukça hassas bir konudur. Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS), Dünya’nın dönüş hızında hareket ederek sürekli olarak aynı yükseklikte kalır.

Dünya üzerinde, yer çekimsiz ortam simülasyonları için aynı prensibi kullanmak mümkündür. Bu tür çalışmalarda, uçaklar yeterince yüksekten serbest düşüşe geçerler.

Ancak, son 100 yıldır yapılan araştırmalara rağmen, yer çekimsiz ortam ile serbest düşmeyi ayıran bir yöntem geliştirmek henüz mümkün olmamıştır.

Uydular sonsuza kadar yörüngede mi kalacaklar?

Uyduların sonsuza kadar yörüngede kalması teknik olarak mümkün değildir. Bu durumda, sürekli bir enerji kaynağına ihtiyaç duyulur ve bu şu an için mevcut değildir. Ayrıca, sürtünme kuvveti nedeniyle uydular sürekli olarak hız kaybederler.

Sürtünme, uzaydaki çok seyrek gaz molekülleriyle uydunun çarpışmasından kaynaklanır. Uyduların yüksek atmosferde bulunan bu gaz moleküllerine sürekli maruz kalması, zaman içinde hızlarını azaltır ve yörüngede düşmelerine neden olur.

Bu sorunu çözmek için, özellikle Uluslararası Uzay İstasyonu gibi uzay istasyonlarında, mikro itici mekanizmalar kullanılır. Bu mekanizmalar, uydunun doğrultusunu düzeltmek ve hızını korumak için kullanılır. Ancak bu, sonsuza kadar devam eden bir çözüm değildir ve enerji kaynakları sınırlı olduğu için belirli bir süre sonra uydular yörüngeden çıkacaktır.

Tamamen yer çekiminden, yani kütle çekiminden uzak bir yerin varlığı mümkün değildir. Evrende her şey uzay-zaman dokusunda kıvrımlar oluşturur; ancak bu etki çok küçük olduğu için, bu kıvrımların neden olduğu izler genellikle gözlemlenemez düzeydedir.

Evrenin genelinde, kütlelerin varlığı uzay-zaman dokusunu bükerek çekim kuvvetini oluşturur. Bu nedenle, evrensel bir çekim gücü her yerdedir ve her şey bu çekim etkisi altındadır. Yer çekimi, bir nesnenin kütlesine ve diğer nesnelerle olan ilişkisine bağlı olarak değişir, ancak evrenin herhangi bir noktasında tamamen bu çekimden uzaklaşmak mümkün değildir.

Bu bağlamda, insanlar tüm ağırlıklarından kurtulduklarını hissetmeleri evrende evrensel bir düşüş veya dönüş dengesinden ziyade, yer çekiminin etkilerinden geçici olarak kaçtıkları durumlarla sınırlıdır.