Alçak Dünya yörüngesi

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Şuraya atla: kullan, ara
Dünya[not 1]'nın üzerinde Jeostatik yer yörüngesi[not 2], GPS, GLONASS, Galileo ve Compass sistemleri; Uluslararası Uzay İstasyonu, Hubble Uzay Teleskobu ve Iridium uydu iletişim sistemi yörüngelerinin karşılaştırması
Değişik yörünge-altı ve yörünge olasılıklarını gösteren yörünge topu.
Farklı çaptaki Dünya merkezli yörüngeler; cam göbeği alan alçak Dünya yörüngesini, sarı alan orta Dünya yörüngesini, siyah kesikli çizgi jeosenkron (Yer eş zamanlı) yörüngeyi, yeşil kesikli noktalı çizgi Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) uydularının yörüngesini ve cam göbeği alanın içerisinde kalan kırmızı kesikli çizgi Uluslararası Uzay İstasyonu'nun yörüngesini tasvir eder.

Alçak Dünya Yörüngesi (ADY), Dünya'nın etrafında (Yörünge süresi 88 dakika olan) 160 km (99 mi) yüksekliğinden (Yörünge süresi 127 dakika olan) 2000 km (1200 mi) yüksekliğine kadar olan aralığa denk gelen bir yörüngedir. 160 km yüksekliğin altındaki nesneler çok hızlı bir şekilde yörüngesel çöküşe ve irtifa kaybına maruz kalırlar[1][2]. Alçak Dünya yörüngesinde dengeli bir konum elde edebilmek için gerekli olan hız 7.8 km/s değerindedir ancak yörüngenin yüksekliğinin artmasıyla dengeli konum için gerekli bu hızın miktarı azalmaktadır.

Apollo projesindeki Ay uçuşlarındaki istisnaî durum dışında şimdiye kadar ki tüm insanlı uzay uçuşları ya Alçak Dünya yörüngesinde ya da yörünge-altı uzay uçuşu (İng:Sub-orbital spaceflight) olarak gerçekleştirilmiştir. ADY içinde gerçekleşen uzay uçuşları içerisindeki irtifa rekoru 1.374,1 km ile Gemini 11'e aittir. Günümüze kadar ki tüm insanlı uzay istasyonları ve yapay uyduların büyük çoğunluğu ADY içerisinde konumlandırılmıştır.

Yörünge özellikleri[değiştir | kaynağı değiştir]

ADY'deki nesneler, yörünge yüksekliğine bağlı olarak termosfer (yaklaşık 80–500 km) veya ekzosferdeki (yaklaşık 500 km ve üzeri) gaz formundaki atmosferik sürükleme ile karşılaşırlar. Alçak Dünya yörüngesi, Dünya çevresinde atmosfer ile Van Allen radyasyon kuşağı iç bölgesi arasındaki yörüngedir. ;Yapay uydular için ADY yüksekliği genellikle 300 km'den daha az değildir çünkü daha az yüksekliklerde atmosferik sürüklenmeye karşı yörüngeyi sabitlemek fazladan yakıt harcanması gerekeceğinden elverişsiz olacaktır.

Alçak Dünya yörüngesinde dengeli bir konum elde edebilmek için gerekli olan hız 7.8 km/s değerindedir ancak yörüngenin yüksekliğinin artmasıyla dengeli konum için gerekli bu hızın miktarı azalmaktadır. Örneğin 200 km yükseklikteki dairesel bir yörünge için gerekli hız miktarı 7.79 km/s ve 1500 km yükseklikteki dairesel bir yörünge için gerekli hız miktarı 7.12 km/s olarak hesaplanmaktadır. Alçak Dünya yörüngesine erişmek için gerekli olan delta-v (hız değişimi) 9.4 km/s civarında başlar. ADY yörünge hızı olan 7.8 km/s (28,080 km/h) değerine ulaşmak için gerekli olan, fırlatma aracının delta-v değerinde Atmosferik veyer-çekimi kaynaklı sürüklenme sebebiyle 1.5–2.0 km/s kadar artış olur.

Orbitalaltitudes.jpg

Ekvatoral alçak Dünya yörüngeleri (EADY- İng: ELEO) ADY'nin alt kümesidir. Ekvator ile aralarında çok düşük eğim bulunan bu yörüngeler, çok hızlı tekrar-ziyaret sürelerine olanak tanırlar ve en düşük delta-v gereksinimlerine (Örn:yakıt harcaması) sahiptirler. Ekvator ile aralarında çok yüksek eğim açısı bulunan yörüngeler genellikle kutup yörüngesi olarak adlandırılır.

Daha yüksek yörüngeler arasında Orta Dünya yörüngesi (ODY), ve daha da yukarıda olan, Yer sabit yörünge/Jeostatik Yörünge (YSY/JSY) bulunmaktadır. ADY'nin yukarısındaki yörüngelerde elektronik bileşenlerde, yoğun radyasyon ve elektrik-yükü birikmesi sonucunda erken arızalanma olabilir.

ADY kullanımı[değiştir | kaynağı değiştir]

Kabaca UUİ'nin yarı-yörüngesi.

Yerçekimi nedeniyle Dünya'nın ADY'deki nesneler üzerindeki çekimi dünya yüzeyindeki çekiminden çok da az olmamasına rağmen, bu yörüngedeki insanlar ve nesneler serbest düşüşte olduklarından dolayı ağırlıksızlığı yaşarlar.

Bir alçak Dünya yörüngesi, yapay uydu konumlandırmak için en basit ve en ucuzudur. Geniş bant aralığı ve düşük iletişim gecikme süresine (gecikme süresi- İng: latency) sahiptir, ancak ADY'deki yapay uydular dünyadaki herhangi bir noktadan her zaman görünür olmayacaklardır.

Örnekler[değiştir | kaynağı değiştir]

  • Yer gözlem uyduları ve casus uydular, yerden çok uzakta olmayacaklarından Dünya yüzeyini daha temiz bir şekilde gözlemleyebilecekleri için ADY'yi kullanır. ADY içerisinde konumlandırılan yapay uyduların çoğunluğu, yörüngede Dünya etrafındaki bir tam dönüş yaklaşık 90 dakikada tamamlar.
  • Uluslararası Uzay İstasyonu ADY içerisinde, Dünya yüzeyinden yaklaşık 400 km (250 mi) yükseklikte hareket etmektedir.[3]
  • ADY'ye yapay uyduları yerleştirmek için daha az enerji gerektiğinden ve ADY uydularının başarılı iletişim için daha az kuvvetli needs less powerful yükselticilere ihtiyaç duymaları sebebiyle, ADY hala pek çok iletişim uygulaması için kullanılmaktadır. BU ADY yörüngeleri yer-sabit türünde olmadıklarından, devamlı kapsama sağlanabilmesi bir yapay uydu ağı (İng: Satellite constellation) gerekmektedir. (Pek çok iletişim uydusunun çalışabilmesi için yer sabit yörünge türündeki yörüngelerde olmaları, ve Dünya ile aynı açısal hızda hareket etmeleri gerekmektedir. Aralarında Iridium telefon sisteminin de bulunduğu bazı iletişim uyduları ADY'yi kullanmaktadır.)
  • Daha düşük yörüngeler de ayrıca uzakta nalgılama uydularına, kazanılabilecek olan fazladan ayrıntı sebebiyle, yardımcı olur. Uzaktan algılama uyduları ayrıca , yaklaşık 800 km (500 mi) yükseklikte ve kutba yakın eğimdeki, güneş-eşzamanlı ADY yörüngelerinden de faydalanabilmektedir. Envisat bu çeşit ADY'yi kullanan bir yer gözlem uydusu örneğidir.

Uzaydaki enkazlar/teknolojik çöpler[değiştir | kaynağı değiştir]

ADY ortamı , nesnelerin uzaya fırlatılışının sıklaşması sebebiyle, uzaydaki enkazlarla ve teknolojik çöplerle dolmaya başlamıştır. Bu durum geçtiğimiz yıllarda sürekli artan bir endişeye sebep olmuştur, çünkü yörüngesel hızlardaki çarpışmalar kolayca çok tehlikeli hatta ölümcül olabilmektedir. Ayrıca çarpışmalar bu sırada daha çok uzay enkazı oluşturup Kessler Etkisi olarak da bilinen bir çeşit domino etkisine sebep olurlar. Birleşik Devletler İzlemsel Komutanlığının (İng:United States Strategic Command) bir parçası olan Ortak Uzay Operasyonları Merkezi (İng:Joint Space Operations Center), halen ADY'de bulunan 10 cm'den büyük 8500'den fazla nesneyi izlemektedir.[4] Ancak, sınırlı bir Arecibo Gözlemevi çalışması 2mm'den büyük olan nesnelerin sayısının yaklaşık olarak 1 milyon'dan fazla olabileceğini,[5] bunların çoğunluğunun Dünya yüzeyindeki gözlemevleri tarafından gözlenemeyecek kadar küçük olduğunu belirtmiştir.[6]

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynaklar[değiştir | kaynağı değiştir]

Notlar[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ Yörünge süreleri ve hızları; 4π²R³ = T²GM ve V²R = GM, burada R = yörünge yarıçapı metre olarak, T = saniyede yörünge dönemi, V = yörünge hızı m/s olarak, G = yerçekimi sabiti ≈ 6.673×10−11 Nm²/kg², M = Yeryüzü kütlesi ≈ 5.98×1024 kg. verileri kullanılarak hesaplanmıştır.
  2. ^ Yaklaşık olarak yörünge; Ay Dünya'ya en yakın konumda iken (363.104 km ÷ 42.164 km) 8.6 kez, en uzak (405.696 km ÷ 42.164 km) konumda iken 9.6 kez.

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]