Şüphesiz etrafımızdaki bütün keşiflerin kaynağı insanoğlunun doğayı gözlemlemesinde yatmaktadır. Çok farklı zamanlarda birçok kültürlerdeki bazı dikkatli kişilerin doğayı diğerlerinden daha ayrıntılı olarak gözlemlemeleri, bu keşiflerin ortaya çıkmasında önemli bir rol oynamıştır. Bu keşiflerden biri de “jet itkisi” dir. Kuşkusuz jet itkisinin doğada gözlemlenmesi çok sık olmamaktadır. Bir kamp ateşindeki bir meşe veya çam kozalağının ya da en basitiyle bir kestanenin çatlakları arasındaki nem ateşle buhara dönüşeceği için, sımsıkı kapalı olan kozalaklı meyve veya kestane ateşin içinden ses çıkararak fırlayacaktır. Dikkatli bir kimse meyve kabuğundaki çatlaktan çıkan bu buhar fışkırmasını görüp, kestanenin bu buhar fışkırmasının zıt yönünde hareket ettiğini gözlemlemiş olabilir( Bu gözlem uzun yıllar sonra ancak Newton tarafından kanunlaştırılabilmiştir). Yüzlerce yıl boyunca birçok kişi tarafından yapılan bu gözlem geliştirilip jet itkili araçların yapımına ön ayak olmuştur.

Buhar fışkırmasını örnek alarak yapılan tarihteki ilk jet itkili araç diyebileceğimiz örnek Yunanlı mühendis Hero’nun M.S  I. yüzyılda 50 yıllarına doğru İskenderiye’de birbirlerine göre zıt yönleri gösteren iki eğik tüpün yerleştirildiği oyuk bir küreden yaptığı  aeolipile denilen türbin’dir. Kürede su kaynatıldığında borulardan dışarı çıkan buhar, günümüzde etki tepki kanunu dediğimiz şeyin sonucunda kürenin dönmesine yol açmakta idi.  

Resim 1 -- Mısırlı Hero'nun ilkel etki tepki makinesi.

İlkel Roketler (1232-1770 Yılları)

Yukarıda verilen kestane örneğinde, kestane ateşin ısısından uzaklaştırıldığı andan itibaren jet itkisini oluşturamayacağından dolayı bu basit buhar fışkırmasından aslında pek yararlanılamaz. Ateşin dışında jet itkisini yaratacak olan gazı üretecek bir tepkimenin ortaya çıkışı, barutun icadıyla mümkün oldu. Barutun M.Ö. 200 yıllarında Çinliler tarafından bulunup kullanıldığına dair bilgiler mevcuttur. Çinlilerin ilk kez güherçile, kükürt ve odun kömürünü karıştırmasıyla elde ettikleri bu sihirli karışım M.S. 600 yıllarında dinsel törenlerde ve bayramlarda kestane fişeği olarak kullanılmaktaydı. Ateşli silahların icadına kadar karabarut olarak bilinen barut bileşimi ilkel roketlerin de itici yakıt kaynağı olmuştur.

M.S. 994 yıllarında Çinlilerin bir savaşta uçlarında zift ve reçine gibi yanıcı maddeler bulunan ve ateş okları adı verilen okları kullandıkları görülmektedir.

1045  yılında okun ucundaki yanıcı maddenin yerini barut alır. Hatta bu ateş oklarının üzerinde yapılan çalışmalarla okun ucuna eklenen barut yüklü bambu borularının uçları sivriltilmiş ve okların barutun itme kuvvetiyle 300 metreye kadar bir menzile  fırlatılması sağlanmıştır. İlkel bir rokete dönüşen ateş oklarının bu hali günümüzde havai fişekçilikte kullanılan sopalı roketlere çok benzerlik göstermektedir. 

Bu ilkel roketlerin Çinliler tarafından tarih sahnesine çıkışı 1232 yılında Moğolların Kai-Kung-Fu şehrini kuşatmaları esnasında Moğollara karşı kullanılmalarıyla olmuştur. Bu savaş esnasında ilk kez roketlerle karşılaşan Moğollar, fethetmek maksadıyla gittikleri diğer Asya, Arap ülkeleri ve Doğu Avrupa’ya roket teknolojisini de beraberlerinde götürmüşlerdir.

Roket ismi 1379 yılında İtalyan havai fişek ustası Muratori tarafından yapılan küçük bir kestane fişeğine İtalyanca olarak verdiği rocchetta kelimesinden gelir. Bu kelime daha sonra İngilizce’ye rocket olarak geçmiştir.

Bu dönemde roketçilik alanında insanlı roket uçuşlarının ikisi dikkat çekmektedir. Bunlardan ilki 1500 yıllarında Çin’de yaşayan Wan Hoo isimli soylu bir Çinlinin roketler ve onlarla yolculuk etmek düşüncesi, çok ilgisini çekiyordu. Bu amacını gerçekleştirmek ve Aya gitmek amacıyla 47 büyük havai fişek ve iki büyük uçurtmadan oluşan, kendi tasarımı sandalyeye oturup yardımcılarının aracı ateşlemesini sağladı. Wan Hoo’nun bundan sonra başına gelenler hakkında bir bilgi olmasa da, yüzyıllarca sonra NASA tarafından Ayın diğer yüzündeki bir kratere onun adı verilerek onurlandırılmış oldu.

Diğer bir insanlı roket uçuşu ise bir Osmanlı Türk’ü olan Lagari Hasan Çelebi'nin uçuşudur. Lakabının lagari olması bana onun büyük bir ihtimalle zayıf ve çelimsiz biri olduğunu düşündürüyor. O zamanki roket teknolojisi düşünülürse, başarılı bir uçuş için hafif bir roket yükünün (Lagari Hasan Çelebinin)  gerekli olacağı malumunuzdur. Evliya Çelebinin Seyahatnamesi’nde anlatılanlardan başka kendisi ve uçuşu hakkında bir bilgi bulunmayan Lagari Hasan Çelebinin uçuşu, 1633 yılında Osmanlı padişahı IV. Murat’ın kızı Kaya Sultanın doğduğu gece Sarayburnu’nda yapılan şenlikler sırasında padişahın huzurunda gerçekleşmiştir. Seyahatnamede anlatıldığına göre Hasan Çelebi kendi icadı olan 64 kg. (50 okka) barut macunu ile dolu 7 kollu bir fişeğe binmiş ve yardımcıları tarafından bu fişek ateşlenmiştir. Böylece 300 metre irtifaya kadar ulaşan Hasan Çelebi, fişeğin barutu bitince önceden hazırladığı kanatları açarak Sinanpaşa sarayı önünde denize inmiştir. Bu gösteri üzerine mükafat olarak IV. Murat tarafından yetmiş akçe aylıkla sipahi sınıfına kaydettirilen Hasan Çelebi, Kırım Hanı Selamet Giray Han’ın hizmetindeyken 1640’a doğru Kırım’da ölmüştür. Lagari Hasan Çelebi'nin bu uçuşuyla ilgili  gravürünü çok aramama rağmen bulamadığımdan dolayı bu bölüme ekleyememiştim. Tayyareci.com sitesinde webmaster görevini yürüten Sayın Celal Uzar bu gravürü benimle paylaştığı için kendilerine teşekkürü bir borç bilirim.

Roketlerin Geliştirilmesi (1770-1900 Yılları)

Kai-Fung-Fu savaşından sonra, roketler dünyanın her tarafındaki askeri çarpışmalarda kullanılmışlardır. Ama boyutlarının küçük oluşu ve tasarımlarının yanlışlığı yüzünden hedefler üzerinde pek etkili olamamışlardı. Bu durum 1770 yılına kadar sürdü. Bu tarihte Hindistan’ın Mysore yöresinde bulunan Müslüman hükümdar Prens Haydar Ali   3-6 kilogram  ağırlığında demirden yapılmış roketler geliştirdi. O zamana kadar bambu ya da kağıttan yapılan roketlerin bu tarihten sonra demir borulardan yapılmış olması, onların İngilizlere karşı yapılan savaşlarda çok etkili olduğunu gösterdi. Bu roketler öylesine başarılı oldular ki Prens Haydar 1200 kişilik özel eğitilmiş bir roket birliği kurdu. 1782’de ölümünden sonra yerine geçen oğlu Tippu birliğin büyüklüğünü 5.000’e çıkarttı. Tippu’nun birlikleri  1792 ve 1799’da Srirangapatnam’da İngilizlere karşı yapılan savaşlar esnasında büyük miktarlarda atılan bu roketleri, çok etkili bir şekilde kullandılar.

İngiltere’ye dönüşünde Haydar'ın roketlerinin başarısı William Congreve adlı genç bir albayın dikkatini çekti. Roketlerin potansiyelini fark eden Congreve Haydar'ın tasarımını büyütüp geliştirmeye karar verdi. Bu amaçla çeşitli boyutlarda roketler geliştirdi. Aerodinamik denge amacıyla 4,5 metrelik bir sopası olan ve üzerinde 3 kilo ağırlığında, yangın çıkaran bir kimyasal karışım bulunan bu 14,5 kilogramlık roketlerin menzili 2750 metreye kadar ulaşmıştı.

İngiltere ve Fransa arasında gerek Avrupa kıtasında ve gerekse dünyanın diğer yerlerindeki hakimiyet savaşı yüzünden sık sık  sürtüşmeler oluyordu. Fransız ihtilalini gerçekleştiren yeni Fransız Cumhuriyeti’nin 1800’lü yıllardan itibaren Amerikan ihtilaline ve İngilizlerle Amerikalılar arasındaki savaş haline açıkça taraftar olması, İngilizlerce bir düşmanlık olarak görülüyordu. Bu düşmanlığın intikamı, 1806 yılında Congreve roketlerinin de ilk sınavının verileceği yer olan Fransa’nın Boulogne şehrinde İngilizlerce alındı. Fransa’nın Boulogne şehrine fırlatılan 2000 Congreve roketi Napolyon’un bu askeri üssünü yakıp yıktı. 1807 yılında Fransa ile işbirliğinde bulunan Danimarka’nın Kopenhag şehri 25.000 Congreve roketinin ateş yağmuru altında adeta yok edildi. William Congreve ve roketleri de tarihteki yerini böylece almış oldu.

İngilizler Congreve roketlerini Amerika’da da kullandılar. 13-14 Eylül 1814 tarihinde 25 saat süresince Baltimor’daki Mc Henry Kalesine bir roket saldırısı düzenlediler. O sırada bir İngiliz gemisinde tutuklu olarak bulunan Francis Scott Key adlı genç bir avukat  M'Henry Kalesinin Savunması olarak isimlendirdiği bir şiirinde, Congreve roketlerini “kızıl parıltı = red glare” olarak tanımlamıştı. Kısa bir zaman sonra John Stafford Smith isimli bir İngiliz tarafından yazılmış bir meyhane şarkısının müziğine Key’in güftesini eklenince, bu şiir halk tarafından çok tutulan The Star Spangled Banner (=Parıldayan Yıldızlı Sancak) adlı bir marş olacaktı. İlginçtir ki tam 117 yıl sonra 1931 yılında, içinde roket saldırılarının anlatıldığı dizeleri bulunduran bir meyhane şarkısı olan The Star Spangled Banner’ı  Amerikan Kongresi Birleşik Devletlerin milli marşı olarak kabul edecekti.

1815 yılına varıldığında Congreve roketleri 136 kilogram ağırlıkta olup isabet hassasiyeti de epey artırılmıştı. Ama yine de aerodinamik denge için kullanılan sopalar roketin uçuşu esnasında yan rüzgarlardan etkilenmesine yol açtığından, hedeften sapmasına yol açıyorlardı. Bu sorunu İngiliz bir mucit olan William Hale roketlerden sopaları kaldırıp, dönmeyle dengelenen bir roket yaptı. Bunu roket egzoz çıkışlarını açılı bir şekilde dizerek ve roketlere kanatçık takarak başardı. Hale’in isabet hassasiyeti yüksek olan bu roketlerinin patentini satın alan Amerikan Ordusu, bu roketleri 1846-1848 yılları arasında Meksika’yla olan savaşta kullandı. Bu tarihten sonra gerek Congreve ve gerekse Hale roketleri dünyanın birçok yerindeki savaşlarda kullanıldılar.

Modern Roketçilik Anlayışı (1900-1939 Yılları)

19. yüzyıl dünyasına kadar roket bir havai fişek ve savaş silahıydı ama, yakında bu sınırlı anlayış değişecekti. Bu değişimin ilk sinyalini de Rusya’da Konstantin Tsiolkovskii adlı bir matematik öğretmeninin roketçilik ve uzay yolculuğu konusundaki teorik araştırmaları verdi. Bugün gerçekleştirilmesi düşünülen uzay istasyonlarının ilk tasarımlarını, insanlığın uzayda yaşamını ve güneş sisteminin yok olduktan sonra insan neslinin diğer yıldızlara göçünü anlattığı yayınlar, bazı çevrelerce “hayalperest bir okul öğretmeni” olarak nitelendirilmesine yol açtı. Tsiolkovskii bu yolculuğu gerçekleştirecek roketlerde katı yakıtların kullanılmamasını, bunun yerine sıvı hidrojen ve sıvı oksijen kullanılmasını tavsiye etmiştir.

    Resim 9 -- Konstantin Eduardovich Tsiolkovskii   Resim 10 -- Tsiolkovskii'nin ilginç bir uzay aracı tasarımı

Her ne kadar Tsiolkovsky’in bu tavsiyesini Robert Goddard’ın yerine getirdiği sanılıyorsa da, Paris Üniversitesinde öğrenim gördüğü 1895-1897 yılları arasında Pedro Paulet adlı Perulu bir kimya mühendisinin boş vakitlerinde evinde azot peroksit ve benzinle çalışan deneysel bir roket motorunu geliştirdiğini artık biliyoruz. Paulet her nedense, Goddard’ın başarıları üzerine yıllar önce yaptığı bu motoru sadece bir Peru gazetesinde yayınladığı bir makaleyle duyurmuştur. Bundan dolayı ismi roketçilik tarihindeki hak ettiği yeri alamamıştır. Paulet hakkında Peru Havacılık Müzesinin web sayfasında daha ayrıntılı bilgiyi bulabilirsiniz.

Amerikalı bir fizik profesörü olan Robert Goddard, roketçilik alanındaki ilk deneysel çalışmalarına katı itici yakıtlı roket motorlarının egzoz gazlarının hızlarını ölçmekle başladı. I. Dünya savaşı esnasında Amerikan ordusundan sağladığı mali destekle ordu için bazuka roketlerinin ilk şekillerini geliştirdi. Daha sonra roketler üzerinde olan çalışmaları ona dünyada ilk kez olarak sıvı oksijen ve benzin karışımından oluşan sıvı itici yakıtlı bir roketi, 16 Mart 1926 tarihinde Amerika’nın Massachusetts eyaletinde fırlatma başarısını getirmiştir. Bu roket 2,5 saniye gibi çok kısa süren 46 metre mesafelik uçuşta ancak 12,5 metre irtifaya ulaşabilmişse de, tarihte sıvı itici yakıtla fırlatılan ilk roket ünvanını alacaktır.

Resim 11 -- Robert Goddard, 16 Mart 1926’da ilk sıvı yakıtlı roketini fırlatırken

Alman asıllı bir Romen olan Herman Obert  fizik ve matematik alanında doktora eğitimini gerçekleştirdikten sonra, sıvı yakıtlı roket motorlarıyla yaptığı çalışmalarla geleceğin roketlerine de önayak olmuştur. Bu maksatla Obert’hin  bir mektupla 1922 yılında Goddard’ın çalışmaları hakkında bilgi istemesi üzerine gönülsüzcede olsa Goddard tarafından bu teklif kabul edilmiş olup, çalışmalarının bir kopyasını Oberth’e göndermiştir. Oberth'in muhtemelen Goddard’ın çalışmalarından faydalanarak 1923 yılında yazdığı bir kitabın yayımı üzerine, Goddard fikirlerinin çalındığını düşünerek Oberth’le ilişkisini kesmiştir.

Resim 12 -- Bu tarihi resim 5 Ağustos1930’da Oberth’in başarılı  ''Kegelduese'' roketi denemesinden hemen sonra çekildi. Soldan sağa, Rudolf Nebel; Dr.Franz Hermann; Hans Bermüller; Kurt Heinisch; Hermann Oberth.Ön tarafta, elinde ateşleme çubuğu bulunan kişi Wernher Von Braun'dur.

Roketçilikteki Çığır: İntikam Silahı V-2 Roketleri

1933 yılında Hitler’in iktidara gelmesi ve ordunun desteğini almasıyla VfR ve Wernher von Braun çalışmalarına hız katmış oldu. Bu çalışmalar bütün modern roketlerin ve aya giden Saturn V roketinin de atası sayılan V-2 roketlerinin geliştirilmesine yol açtı. Almancası Vergeltungswaffe(= intikam silahı) olan V serisi bu süper silahların V-1 uçan bombalar, V-2 roketleri ve V-3 süper topları olarak tanınmaktadır.

II. Dünya savaşında esnasında Eylül 1944-Mart 1945 arasındaki dönemde 3000’i aşkın V-2 roketi fırlatılmıştır. Bu roketlerin yapım aşamasında 20.000 işçi ölürken, roketlerin saldırısından da 7.000 kişi ölmüştür. 14 metre boyunda ve13 ton ağırlığındaki bu devasa roketler, 300 kilometrelik menzillerine1 ton ağırlığında savaş başlığını taşıyabiliyorlardı. Ortalama 60 saniyelik yanma süresince motorları 3710 kg. %75’lik etil alkol ve 4900 kg. sıvı oksijen yardımıyla çalışıyordu. Almanya’da etil alkolün hammaddesinin patates olduğu düşünüldüğünde, her uçuş için yaklaşık 30 ton patatesten elde edilen etil alkol kullanıldığı söylenebilir. Etil alkol ve sıvı oksijenin yanma odasına sevk etmekte kullanılan iki ayrı pompayı, bir buhar türbini çalıştırıyordu. Bu buhar ise %80’lik hidrojen peroksit ve katalizör olarak kullanılan %66’lık sodyum permanganat çözeltisinin ekzotermik reaksiyonundan sağlanıyordu. O döneme göre bu denli karışık bir tasarıma sahip olan bu roketlerin uçuşları balistik bir uçuş olup, bu uçuş jiroskobik bir kontrol mekanizmasıyla sağlanıyordu. Askeri alanda pek başarılı olamadıysalar da V2 roketleri geleceğin uzay ve balistik roketleri için mükemmel bir öncü oldular. V-2 roketleri hakkında daha ayrıntılı bilgiyi bu linkte bulabilirsiniz.

Resim 13 -- İntikam silahı olan V-2 roketi

Uzayın Fethi

II. Dünya Savaşı sona erdiğinde, Almanya’nın roket teknolojisi Müttefik kuvvetlerin eline geçmiş oldu. Bu gelişmiş roket teknolojisinden en fazla yararlanan uluslar Amerikalılar ve Ruslar’dı. Amerikan roketçiliğini geliştirme amacıyla devreye sokulan “Kağıt ataşı projesi” uyarınca, Almanya’dan getirilen ekipman ve roket uzmanlarının yardımıyla V-2 roket teknolojisini yakından tanıyan Amerika, yönetiminin başında Verner von Braun’un bulunduğu bir ekip kurdu. Bu ekip 1953 yılında çok çeşitli görev uçuşları da üstlendiği için “Güvenilir Dost” adı da verilen karadan karaya atılan yüksek bir isabet hassasiyetine sahip, sıvı yakıtlı Redstone roketini geliştirdi. Bu arada Ruslar’da boş durmayıp Alman roket teknolojisinin mirası sayesinde ve Sergei Korolev önderliğinde, V-2 roketlerini Alman roket uzmanlarının yardımıyla kopyalayıp geliştiriyorlardı. Bu çalışmaların sonunda Ruslar R1, R2, R5 ve en nihayetinde R7 roketini geliştirdiler. Diğer adı Vostok da olan R7 roketiyle Ruslar 4 Ekim 1957’de dünyanın ilk yapay uydusu Sputnik I ve 3 Kasım 1957’de Sputnik II’yi fırlattığında Amerika tam bir şok yaşadı.

                           Resim  14 -- Rusların Vostok roketi                Resim 15 -- Amerikalıların ay roketi Satürn V

Bu tarihten tam 3 ay sonra 31 Ocak 1958’de Von Braun’un ekibinin geliştirdiği Jupiter C olarak da bilinen bir Redstone roketi, Explorer I adlı Amerika’nın ilk uydusunu Dünya’nın yörüngesine oturtmayı başarmıştır. Explorer I uydusunun başarıyla Dünya yörüngesine oturtulması haberinden hemen sonra, Amerikan halkının ilgisi Von Braun ekibinin roketlerinin yetenekleri üzerine odaklandı. Uzaya ve roketlere halk tarafından gösterilen bu ilgi, “kendi roketini yapma” sevdasını da beraberinde getirmiştir. Bu ise amatör roketçiliğin doğmasına neden olmuştur. Bu sürecin ayrıntısını model roketçilik sayfamda bulabilirsiniz.

Resim 16 -- Oberth (ön tarafta) ve Dr. Wernher von Braun (sağ tarafında masada oturan) Ordu Balistik Füze kurumundaki görevli meslektaşlarıyla birlikte.

Rusların Vostok projeleri kapsamında Vostok I roketiyle 12 Nisan 1961 tarihinde Yuri Gagarin adlı bir kozmonotu uzaya göndermeleri ve bu ülkelerin ardarda uzay uçuşlarıyla ilgili projeleri yürütmeleri, en sonunda Amerika’nın Apollo projesiyle zirveye ulaşmıştır. Ünlü Satürn V roketlerinin kullanıldığı bu projede Apollo-11 uzay aracıyla insanlık, 20 Temmuz 1969 tarihinde Neil Armstrong’un aya ayak basmasıyla ayın fethini gerçekleştirmiştir. Satürn roketinin son uçuşu, 15 Temmuz 1975’de Ruslarla Amerikalıların uzay araçlarının uzayda kenetlenmesini kapsayan Apollo - Soyuz Test Projesi oldu. Apollo uzay programı insanoğlunun uzaya güvenle yolculuk yapabileceğini göstermişti. Ama uzaya ulaşmak o kadar da kolay olmuyordu. Bunun daha kolay bir yolu bulunmalıydı.  

Resim 17 -- Apollo-Soyuz Test Projesi uzay yarışındaki iki ülkeyi bir araya getirmiş oldu.

Uzaya daha kolay ulaşma düşüncesi Uzay Mekiğinin gelişimine yol açtı. Uzay uçuşunda yeni bir dönem 12 Nisan 1981’de ilk Uzay Mekiği Columbia’nın fırlatılmasıyla gerçekleşti. Mekik sayesinde yörüngedeki bir uzay aracının tamiri ya da bakımının sağlanmasının da imkanı doğmuş oldu. Örneğin bu mekik sayesinde uzaya kolayca çıkan astronotlar sayesinde 1993 yılında Hubble Uzay Teleskobunun tamiri ve geliştirilmesi mümkün oldu. Bugün Marshal Uzay Merkezi tarafından inşaa edilen Hubble Uzay Teleskobunun objektifi, evrenin daha önce görülmemiş alanlarına yönlendirilmektedir. Tüm bu gelişmeler ve insanoğlunun göklerdeki rüyasının gerçekleşmesi roketler sayesinde mümkün olmuştur. 

Resim 18 -- Atlantis Uzay Mekiği fırlatma rampasında