Mikro Gravite (mikro-g) NEDİR?

Ağrılıksız hissetmek… Gerçekten mükemmel bir duygu. Bazı durumlarda adrenalin seviyenizi de oldukça yükseltiyor. Peki astronotların uluslararası uzay istasyonunda hissettikleri ve bizim de oldukça ilgimizi çeken bu mikro çekim durumu nedir? Buna “yerçekimsiz ortam” demek doğru mu? Gerçekte g=0 mı oluyor? Şimdi gelin bu soruları çok yalın ve öz bir şekilde cevaplamaya çalışalım.

SIFIR YERÇEKİMİ diye adlandırılan aslında kütlesel çekimin oldukça azalması, Yer’in altımızdan çekilmiş olma durumu ve böylece ağırlıksız gibi hissetmemizdir.

Bir trambolin de zıpladığımızda bir-kaç saniyeliğine havada hissettiğimiz budur. Lunaparklardaki hız trenlerinin tepeden ani düşüşlerinde hissettiğimiz de. Hava sürtünmesinin önemsenmediği bir ortamda yere doğru düşerken elinizdeki elmayı bıraksanız, her saniye o da sizinle aynı hızla düşer- çünkü size ve elmaya aynı ivme etki eder. Böylece siz düşerken elma hep yanınızdadır. Onu tutup tekrar bırakabilirsiniz.

Veya bu düşme sırasında, yeterince ıslak bir havluyu sıkarak suyunu uzaklaştırmanız mümkün olmayacaktır; çünkü su da sizinle birlikte düşüyor olacaktır. Astronotların hissettiği bunun aynısıdır.

DİKKAT: Öyleyse astronotların ağırlıksız olma (hissetme) nedeni ORADA KÜTLESEL ÇEKİMİN YOKLUĞUNDAN değildir. Buna, sıfır-g (Zero-g) denilse de teknik olarak g=0 olması mümkün değildir. Neden mi?

Yeryüzünden ne kadar uzaklaşırsanız uzaklaşın üzerinize etki eden bir kütlesel çekim ivmesi vardır, sıfıra yaklaşır ama sıfır olmaz. Yeryüzünde g=9,81 m/s^2 olan çekim ivmesi değeri, çok uzaklara, uydumuz Ay’ın yakınlarına (324 000 km) kadar gittiğinizde 0,0027 m/s^2’ye düşer.


Buradan şunu anlayabiliriz ki Ay’ın bulunduğu mesafede bile Yerküre’nin çekim etkisi cisimleri yörüngede tutabilir. PEKİ bu çekimin SINIRI var mı derseniz; Hill Küresi bilgisine göz atmanızı tavsiye ederim.  


Uluslararası uzay istasyonu Yer yüzeyinden yaklaşık 400 km uzaktadır. Burada kütlesel çekim ivmesi g=8,67 m/s^2 kadardır. Yani sadece % 12 azalır. Ciddi bir çekim, uzay istasyonuna etki eder. Her bir parça, astronotlar, malzemeler vs. her şey aynı çekim ivmesine maruz kalır.

GERÇEKTE; astronotların hissettiği, Yer’in altından çekilmiş olmasıdır. Yani uzay istasyonu içindeki her bir malzeme ile birlikte, tam anlamıyla, “serbest düşme” halindedir. Bu hissettiği ağırlıksız olma durumu mikro gravite (mikro-g) olarak isimlendirilir. Ancak bu düşmenin sonunda aniden durma veya Yeryüzü’ne çarpmanın gerçekleşmesi söz konusu değildir. Uzay mekiği yörüngesine oturtulduktan sonra, sürekli bir serbest düşmeyi koruyacak hıza ulaşıncaya kadar ivmelenir (Newton’un düşünce deneyi). Bu ivmelenme sonunda, Yer yüzeyinden belli bir yükseklikteki yörüngesi etrafında, Yerküre’nin çekiminde çembersel hareketini koruyacak belirli bir hız değerine ulaşır. Bu hız Yerküre etrafındaki bir tam turunu 92 dakikada tamamlayacak kadar, yani saatte 28 000 km’lik yüksek bir hızdır. Haberleşme veya GPS uydularının bulunduğu bölgede atmosfer incelmiştir ve uyduların ulaştıkları hızlarını korumalarına izin verir. Ancak uluslararası uzay istasyonunun bulunduğu bölge (LEO bölgesi) tamamen boşluk değildir ve özellikle oksijenin oransal olarak az da olsa varlığı, sınırlı bir sürüklenme (sürtünme) ile istasyonun hızını azaltmakta ve yörüngesinden biraz aşağılara inmesine neden olmaktadır (405 km’den 401 km’ye gibi). Bu etkiyi azaltmak için Uluslararası Uzay İstasyonunda (UUİ) önceden belirlenmiş zamanlarda, (Yer’den kontrollü) motorlarını bir kaç dakikalığına tekrar ateşleme (reboost) işlemi yapılarak, bulunduğu yörüngede merkezden dışarı doğru bir kuvvet ile ivmelenmesi sağlanır ve yüksekliğinin (rakım) korunması amaçlanır.


Bu tekrar ateşlemenin etkisini göstermek isteyen astronot; ateşleme öncesi Uluslararası Uzay İstasyonunda (UUİ) elinden bıraktığı fotograf makinesinin -kendisine göre- hareketsiz olduğu gösterir. Tekrar ateşleme (reboost) sırasında kendini sabit tutmayı başardığında, eliden bıraktığı fotograf makinesinin ateşleme yönünde ivmelendiğini (video-3:26’dan itibaren) göstermektedir. Kendisini de sabitlemediğinde (video-4:38’den itibaren) aynı fotograf makinesi gibi hareketlendiğini göstermektedir.


Uzay istasyonundaki her şey bu mikro-g etki ve prensiplerine göre gerçekleştiği için; Dünya’da kütlesel çekimin en fazla olduğu durumdan çok farklı gerçekleşir. MİKRO GRAVİTE DENEYİMLERİ ASTRONOTLARIN YETİŞTİRİLMESİ VE BU ORTAMLARDA GERÇEKLEŞECEK BİLİMSEL OLAYLARIN ARAŞTIRILMASI İÇİN GEREKLİDİR. 

Bu nedenle NASA’nın kule veya özel tasarım uçakları ile mikro-yerçekimi ortamı oluşturabildiğini biliyoruz. Ancak yeryüzeyine yakın gerçekleşen bu deneyimler 5 saniye ile 10 dakika gibi kısa zaman dilimleri için gerçekleştirilebilmektedir.

Göreli hareketin etkilerini hissettiğimiz bu ortamlarda maruz kalacağınız ivmelenme yer yüzeyindeki kütlesel çekimin milyonda biri kadar (1×10-6 g) olacağı için mikro gravite olarak isimlendirilir. Buradaki açıklamalarımız doğrultusunda serbest düşme veya yörüngede olma durumlarında nesnelerin ağırlıksız oldukları söylenebilir. ANCAK şunu unutmayalım, nesneleri kütlesinde değişiklik olmaz. Ağırlık, Yerküre üzerinde, ay veya yörüngede olmanıza bağlı olarak değişir iken, vücut bütünlüğünüz korunduğu veya sıkı bir diyet yapmadığınız 🙂 sürece kütleniz aynı kalacaktır.

Dr. Fikret KORUR