Uzay Mekiği; Uçak mıydı, Uzay Aracı mıydı, Hava-Uzay Aracı mıydı?

Uzay Mekiği, Amerika Birleşik Devletleri tarafından 1981'den 2011'e kadar kullanılan bir uzay fırlatma sisteminin adıdır. Uzay Mekiği, iki katı roket iticisi, bir harici tank ve bir uzay uçağından oluşuyordu. Bu uzay uçağına resmi olarak "Uzay Mekiği Yörünge Aracı-Orbiter" adı verildi, ama pek çok insan ona "Uzay Mekiği" dedi.

Uzay Mekiği, dünyanın ilk yeniden kullanılabilir, tamamen yeni nesil bir uzay aracını temsil ediyordu. Daha önceki tek kullanımlık roketlerin aksine, Mekik tekrar tekrar fırlatılmak üzere tasarlanmıştı ve yüklerin ve personelin Dünya yörüngesine gidip gelmesi için kombine bir sistemin görevini üstlenmişti.

Mekik bir roket gibi fırlatılır, Dünya yörüngesinde bir uzay aracı gibi manevra yapar ve bir uçak (planör) gibi yere inerdi.

Uzay Mekiği üç ana bileşenden oluşuyordu; mürettebatı barındıran Orbiter; ana motorlara yakıt sağlayan büyük bir Harici Tank; ve uçuşun ilk iki dakikasında Mekiğin kaldırma kuvvetinin çoğunu sağlayan iki Katı Roket Hızlandırıcı. Her fırlatma sonrasında atmosferde yanan harici yakıt deposu dışındaki tüm bileşenler yeniden kullanılıyordu.

Uzay mekikleri ile uçak arasındaki teknik/mekanik farklar nedir?

Uzay mekiklerinin ve uçakların teknik ve mekanik tasarımları açısından bazı temel farklılıkları vardır. Temel farklardan biri, uzay mekiklerinin yeniden kullanılabilecek şekilde tasarlanması, ancak çoğu uçağın bu şekilde olmamasıdır (uçak gövde ömrü süresince kullanılır). 

Uzay mekikleri uzaya gidebilme, tekrar Dünya atmosferine girme ve uçak (planör) gibi iniş yapma yeteneğine sahiptir. Güçlü motorlara, ısıya dayanıklı döşemelere ve uzay yolculuğunun aşırı sıcaklıklarına ve baskılarına dayanmalarını sağlayan özel bir tasarıma sahiptirler. 

Bunun aksine, uçaklar Dünya atmosferinde (Troposfer ve altında) uçmak üzere tasarlanmıştır ve uzay yolculuğunun zorlu koşullarına dayanacak şekilde üretilmemiştir. 

Bir diğer önemli fark ise tahrik sistemidir. Uzay mekiklerinde roket motorları ve jet motorlarının bir kombinasyonu kullanılırken, uçaklar öncelikle jet (turbojet, turbofan, turboprop, turboshaft, turboramjet) veya pistonlu motorlarına güvenir. 

Roket motorları ilk fırlatma ve uzayda manevra yapmak için kullanılırken, jet motorları yeniden atmosfere giriş ve yere iniş için kullanılıyor.

Uçaklar havanın olduğu ortamda uçar ve jet motorlarından veya pistonlu motorlardan takat alırlar.

Mekiğin, aracı yörüngeye oturtmak için kullanılan roket motorları vardır. Yükseliş ve alçalış sırasında kanatlar hiçbir işe yaramaz.

Dünya atmosferine girişte mekiğin takati tamamen kesilir. O artık bir bir planördür.

Uzay mekiği ile standart ticari uçaklar, özellikle de modern ticari uçaklar arasında pek çok benzerlik vardır.

Fiziksel benzerliklerin (kanatlar, kontrol yüzeyleri, iniş takımları vb.) ötesinde, uzay mekikleri, Uzay Mekiğinin tasarlandığı ve inşa edildiği dönemde uçuş kontrolleri için en son teknoloji olan ve standart hale gelen kablolu uçuş (Fly-by Wire) sistemini kullanıyordu. Bu sistem günümüzde her ticari havayolu taşımacılığı uçağının standart ekipmanı kapsamında bulunmaktadır.

Uçaklar havada (Troposferde, Stratosferin alt katmanındaki havada), uzay araçları ise uzayda (Ekzosfer ve ötesinde) uçarlar

Uçak ve Uzay Mekiği arasındaki önemli farklar şunlardır: 

Uzay mekiğinin hava emen motorları yoktur. Uzay mekiğindeki her motor bir roket motorudur ve mekik uçağa benzer bir uçuş moduna geçtiğinde tüm yakıt zaten tükenmiştir ve mekik aslında ağır bir planör haline gelmiştir.

Ticari uçaklar çoğunlukla alüminyum ve çelikten (günümüzde plastik kompozitten) yapılma eğilimindeyken, uzay mekikleri maruz kalacakları ortamlar için seçilmiş, bor, seramik ve karbon bazlı kompozit malzemelerle kaplı alüminyum bir iskeletti.

Uzay mekiğinin iniş takımı bir kez iniş için uzatıldığında/sarkıtıldığında uçuş sırasında tekrar geri çekilemiyordu.

Bir diğer büyük fark ise ticari uçakların büyük bir kargo bölmesine veya gerekli bölme kapılarına sahip olmaması ve uzayda görev yapamamasıdır.

Uzayda hava olmadığından uzay aracı uçakla aynı şekilde tasarlanamaz. Sürükleme veya kaldırma kuvvetleri oluşturulamayacağı için uçaklar uzayda uçamazlar.

Hem uçak hem de uzay aracı “Etkiye-Tepki” fizik kanununa göre hareket ederler, ancak etki ve tepki güçlerinin meydana getirilme yöntem ve ortamı farklıdır. Uçaklar yarattıkları etki gücüne tepki gücü karşılığını atmosfer içindeki havadan alırlar ve bu nedenle geometrik şekilleri hava dinamiği (aerodynamic) prensiplere göre tasarlanır. Uzay araçları, uzayda hava olmaması nedeniyle; hareketleri için gerekli hem etki hem de tepki gücünü kendileri oluştururlar.

Bir uzay aracının güvenli bir şekilde manevra yapabilmesi için itme kuvvetine güvenmesi gerekecektir. Ayrıca, motorların çalışmasını sağlayacak hava bulunmadığından, uzay araçları oksitleyici formunda kendi havasını da taşımak zorundadır. Bu nedenle jet motorları uzayda çalışamaz, bunun yerine roket motorlarının kullanılması gerekir.

Uçaklar Troposfer ile Troposfer-Stratosfer sınırındaki katmanda uçarlar

Troposfer, Dünya yüzeyinden ortalama 12 kilometre yüksekliğe kadar uzanır; yüksekliği Dünya'nın kutuplarında daha düşük ve ekvatorda daha yüksektir.

Üzerindeki atmosferin geri kalan katmanlarının ağırlığı tarafından sıkıştırılan en yoğun atmosferik katmandır.

Dünyadaki hava koşullarının çoğu burada gerçekleşir ve Troposfer ile Stratosfer arasındaki geçiş bölgesi de dahil olmak üzere havacılığın çoğu burada gerçekleşir.

Stratosfer; Dünya yüzeyinin yaklaşık 12 ila 50 kilometre yukarısında yer alan stratosfer, ozon tabakasına ev sahipliği yapmasıyla bilinir.

Bu bölgede yükseklik arttıkça sıcaklık da artar. Ozon oluşumu sürecinde ısı üretilir ve bu ısı sıcaklık artışından sorumludur.

Neredeyse bulutlardan ve hava koşullarından muaftır, ancak kutupsal stratosferik bulutlar (çoğunlukla kış aylarında yüksek enlemlerde meydana gelir) bazen en alçak, en soğuk rakımlarda bulunur.

Stratosfer, jet uçaklarının ulaşabileceği atmosferin en yüksek kısmıdır.

The Orbiter, Yörünge Aracı/Mekiği

Ana Motorlar

Katı Yakıt Busteri

Harici Tank

NASA'nın uzay mekiği dünyanın ilk yeniden kullanılabilen uzay aracıydı. Bir roket gibi fırlatıldı ve bir planör gibi Dünya'ya geri döndü ve bir uçak gibi uzun beton bir piste indi. Uydular gibi büyük yükleri yörüngeye taşımak ve gerekirse onarım için geri getirmek üzere tasarlandı.

Uzay mekiğinin en büyük katkısı, her yıl insan sağlığı, mühendislik ve diğer konularda yüzlerce bilimsel deney yapmak üzere bugün yörüngede kalan Uluslararası Uzay İstasyonu'nun inşa edilmesiydi. Program aynı zamanda Hubble Uzay Teleskobunun fırlatılması ve bakımının yapılması, Rus uzay istasyonu Mir'in ziyaret edilmesi, çok sayıda uydu ve sondanın fırlatılması ve binlerce ve binlerce saatlik temel bilim deneylerinin gerçekleştirilmesiyle de hatırlanıyor.

Uzay mekiği iki büyük felakete maruz kaldı: 28 Ocak 1986'da (Challenger) ve 1 Şubat 2003'te (Columbia); İki görevde 14 astronot öldü.

Belki de mekiğin üstlendiği en ünlü görev, Uluslararası Uzay İstasyonunu inşa etmek için astronotları, parçaları ve ekipmanı getirmekti. Uzay istasyonunun tamamlanması 13 yıl sürdü ve onlarca mekik görevi yapıldı; istasyona yanaşan mekik görevlerinin toplamı 37'ydi, yani mekiğin toplam 135 görev sayısının üçte birinden fazlasıydı.

Uzay Mekiği programı 2004 yılında sonlandırıldı.