Uzay madde ve enerjiden meydana gelen bir sistemdir. Kainattaki madde; Güneş, gezegenler, yıldızlar, galaksiler, astroidler ve meteorlardan meydana gelen hacimli ve kütleli gök cisimlerinin tamamıdır. Dünya ve diğer bütün gök cisimlerinin de içinde yer aldığı sonsuz olarak kabul edilen boşluğa Uzay (evren) denir. Uzayda yeryüzündeki kanun ve prensipler büyük ölçüde değişir. Uzaydaki uzunluklar uzaya has bir ölçü birimi olan ışık yılı ile ölçülür. Işığın bir yılda aldığı yola ışık yılı denir. Işık saniyede 300 000 km, yılda yaklaşık 100 milyar km yol alır.

Kainat; uzayı içine alan sınırsız ve sonsuz mesafelere kadar uzanan, zaman boyutu ile birlikte düşünülmesi gereken geometrik bir sistem olarak kabul edilmektedir.

Uzayda gök cisimleri henüz bilimin tam olarak açıklayamadığı düzenli ve uyumlu sistemler oluştururlar. Uzayda sayısı ve özellikleri tam olarak bilinmeyen milyarlarca gök cismi bulunmaktadır.

İçinde milyonlarca gök cismini bulunduran gök sistemlerine galaksi denir. Uzayda yaklaşık 100 milyar galaksi olduğu tahmin edilmektedir. Her galakside ortalama 100 milyar galaksiden oluşmaktadır. Güneş sisteminin de içinde olduğu Samanyolu galaksisi yaklaşık 200 milyar yıldızdan oluşur. Samanyolu galaksisinin genişliği yaklaşık 100 000 ışık yılı kadardır.

Kızgın gazlardan oluşan ve çevresine ısı ve ışık yayan gök cisimlerine yıldız denir.

Kendileri ısı ve ışığını kendisi üretmeyen ancak Güneş’ten aldıkları enerjiyi çevresine yayan soğuyup katılaşmış gök cisimlerine gezegen denir.

Gezegenlerin çekim etkisinde kalarak onların çevresinde dönen, Güneş'ten aldıkları ışığı yansıtan, bağlı oldukları gezegenlerden daha küçük olan gök cisimlerine uydu denir.

Binlerce göktaşının bir araya gelmesiyle oluşan ve Güneş'ten aldıkları ışığı yansıtan gök cisimlerine kuyruklu yıldız denir. Kendileri ısı ve ışık üretmediklerinden yıldız değillerdir. Güneşin yakınına gelmedikçe görülmezler. En çok tanınanı Halley Kuyruklu Yıldızıdır. Güneş çevresindeki bir turunu 76 yılda tamamlar.

Uzayda başıboş gezen gök taşlarına meteor denir. Bunların belli bir yörüngesi yoktur. Bulutsuz bir gecede gökyüzüne bakılırsa, sanki bir yıldızın kopup düşmesi gibi parıltılı bir yol çizerek düştüğü görülür. Dünya atmosferine giren meteorlar saatte binlerce kilometrelik hızları nedeniyle atmosfer içerisinde sürtünme etkisiyle sıcaklıkları 2000 °C’ye yaklaşır böylece yanarak parçalanırlar. Çok azı yere kadar ulaşır. Bu olay halk arasında yıldız kayması olarak bilinir.

Evren

Dünyayı ve bütün gezegenleri saran ve içinde milyarlarca yıldız bulunan boşluk. Yedi kat gökten birinci gökte bulunur. Bu boşluk mutlak bir boşluk olmayıp, çok az da olsa hidrojen gibi maddelerin parçacıkları bulunur ( Plazma). Bu ise dünyada sun’i elde edilebilen bir vakumdan daha boştur. (Bkz. Vakum)

Uzaydaki yıldızlardan her biri güneş gibi gaz halindedir. Hiç birinde ne su, ne de taş, toprak, ağaç, hayvan ve insan gibi katı cisimler yoktur. Aralarındaki mesafe o kadar çoktur ki ışık yılı denen ölçü birimiyle ölçülür. Bir ışık yılı, saniyede 300.000 kilometre giden ışığın, bir yılda gittiği yoldur. Işık bir yıldızdan, komşu bir yıldıza yüzlerce ışık yılında varabilir. Her bir yıldız galaksi denen bir helezon (küme) içinde saniyede ortalama yüz kilometre hızla uçar. Dünyamızın bulunduğu güneş sistemi Samanyolu Galaksisinde bulunur. Uzay hakkındaki çalışmalar, henüz uzayın çok küçük bir kısmını kaplayan dünya atmosferini ve dünya ile güneş sistemini meydana getiren diğer gezegenler arasındaki irtibatı ihtiva etmektedir.

Halbuki uzayda Samanyolu gibi yüz milyonlarca galaksi vardır. 1986 yılında sonuçlandırılan çalışmalara göre her biri en az 30 kadar galaksiden meydana gelen 4000 kadar galaksi kümesi belirlenmiştir. Galaksiler uzayda kümeler halinde bulunmakta ve bu kümeler birbirine bağlanarak uzayda bir zincir yapısı meydana getirmektedir. Galaksi kümelerinden meydana gelen bu zincir, kürevi yapılı büyük uzay boşluklarının yüzeylerinde yer almaktadır. Mesela Bootes, Coma, Pisces-Cetus bölgelerinde keşfedilen uzay boşluklarının çapları 260 milyon ışık yılı olabilmektedir.

Bu yapısıyla uzay, daha çok sabun köpüğüne benzemekte ve zincir meydana getiren galaksi kümeleri dev köpüklerin üzerinde yüzmektedir.

Bugüne kadar keşfedilmiş en büyük galaksi kümesi galaksimizden 150 milyon ışık yılı uzaklıkta olup çapı yaklaşık 250 milyon ışık yılıdır. Kütlesi 30 milyon kere milyar güneş kütlesidir. Akılalmaz büyüklükteki bu kümeye uzayın en büyük çekim merkezi de denmektedir. Samanyolunun da içinde bulunduğu galaksi kümesi en yakın kümeler olan Virgo ve Pavo kümeleri bu çekim merkezine doğru 600 km/s hızla sürüklenmektedir.

Uzay hakkında yapılan çalışmalar dünya atmosferi ve diğer gezegenlerin incelenmesi yanında, dünya yörüngesinde, çeşitli gayelerle yerleştirilen sun’i peykleri de ilgilendirir (Bkz. Uydu). Dünya yörüngesine oturtulmadan aya, diğer gezegenlere veya uzayın derinliklerine gönderilen araçlara uzay sondası veya uzay aracı denir. Önceleri insansız olarak gönderilen bu araçlar, sonradan maymun, köpek gibi hayvanlar üzerinde uzaydaki hayat şartları hakkında yapılan denemeler neticesinde insanlı olarak da gönderilmeye başlandı. Şimdiye kadar dünya yörüngesine oturtulan sun’i peykler de dahil olmak üzere uzaya gönderilen uzay araçları binleri aşmış durumdadır. Buna rağmen yapılan çalışmalar henüz güneş sistemiyle sınırlı kalmaktadır. Aya gönderilen araçlar pekçok ilmi incelemeler yaptı, toprak nümuneleri getirdi ve ayın yüzeyine deney cihazları yerleştirdi, Merkür, Venüs, Mars, Jupiter, Satürn gibi güneş sisteminin diğer gezegenlerine gönderilen çeşitli sondalar bazılarına yumuşak iniş yapmayı, yakınlarından geçerek binlerce fotoğraf çekip, bilgi toplayarak dünyaya göndermeyi başardı. Yine bu çalışmalar neticesinde dünyanın fotoğraflarının çekilmesi, dünya yörüngesine oturtulan uzay laboratuvar ve istasyonları sayesinde yerçekimi etkisi olmadan pekçok ilmi inceleme mümkün hale geldi.

Bu laboratuvarların öncülerinden biri de Amerikalıların Skylab uzay laboratuvarıydı. İçinde bir çok deneme ve ilmi araştırma yapılan Skylab daha sonra terk edilmiş ve atmosfere girerek yanarak parçalanmıştı. Rusların ise daha çok istasyon olarak adlandırdıkları laboratuarlardan ilki olan Salyut terk edilmiş olup Skylab’ın akibetini beklemektedir.

Daha gelişmişi olan Mir Uzay İstasyonu ise halen kullanılmakta ve içinde birçok ilmi araştırma yanında uzayda uzun süre yaşayabilme deneyleri yapılmaktadır. Bu deneyler 21. yüzyılın başlarında gerçekleştirilmesi beklenen Merih yolculuğu için büyük önem taşımaktadır. Çünkü NASA’nın 2007 yılında planladığı bu ilk gezegenlerarası uzay seyahati, gidiş-dönüş olarak tam 2,5 yıl sürebilecektir.

İnsanların uzay hakkındaki merakını gidermek için teleskoplarla rasathanelerde çok eski tarihlerde başlayan incelemeler astronomi ilminin ortaya çıkıp gelişmesini sağladı (Bkz. Astronomi). Bu ilim sayesinde pekçok bilgi toplandı. Gezegenlerin güneş etrafındaki yörüngelerinin tespiti, diğer gezegenlerin yapısı ve aralarındaki mesafe mertebelerinin tahmini, hareketlerinin belirli fizik ve matematik kaideleriyle açıklanması çok eskiden beri yapılan astronomi alimlerinin çalışmalarına dayanır. Yirmi birinci yüzyıla girerken, teknoloji geliştikçe ilmi araştırmalar, askeri keşifler yapmak, haberleşme, meteoroloji, jeodezi (haritacılık), yerüstü ve yeraltı tabii kaynaklarının ve potansiyellerinin tespitinde faydalanmak üzere çeşitli sun’i peyklerin dünya yörüngesine oturtulabileceği aya ve diğer gezegenlere gidilebileceği inancından hareketle yeryüzünden dünya atmosferinin dışına çıkabilecek araçların yapımıyla günümüzdeki uzay çağı başladı. Bu düşünceyi ilk ortaya atanlar Rus K. E. Tsiolkovsky, Amerikan R.H. Goddard ve Alman H.Oberth’dir.

Böylece uzay araçlarını inceleyen Astronotik ilmi ortaya çıktı. İkinci Dünya Savaşında Almanların geliştirdiği V-2 roketleri bu teknolojinin ilk ürünleri oldu. Savaş sonunda Amerikalıların ve Rusların eline geçen bu roketlerin teknolojisinden faydalanılarak ilk defa 1957’de Ruslar ilk sun’i peyk olan Sputnik 1’i ve içinde bir köpek bulunan Sputnik 2’yi dünya yörüngesine oturtmayı başardı. Amerikalılar ise Ruslardan dört ay sonra ilk sun’i peykleri olan Explorer 1’i uzaya gönderdi. İki süper devlet arasında başlayan bu yarışı Fransa, Japonya, Çin, İngiltere gibi memleketlerin fırlattıkları peykler takip etti. İçinde insan bulunan uzay araçlarının iki süper devlette geliştirilmesine rağmen diğer ülkeler bu çok pahalı çalışmalarda kendilerini henüz daha gösteremediler. Uzay çalışmalarını Amerika’da NASA(Milli Havacılık ve Uzay Dairesi), Rusya’da Bilimler Akademisi, Avrupa’da ise bazı Avrupa devletlerinin dahil olduğu (İngiltere, Fransa, Belçika, Danimarka, Almanya, İtalya, İspanya, Hollanda, İsviçre, İsveç) ESA (Avrupa Uzay Ajansı) yürütmektedir. ESA ilk olarak ESRO (Avrupa Uzay Araştırma Teşkilatı) olarak kuruldu, sonradan bu ismi aldı. Memleketimizde bu sahada henüz bir çalışma yapılmış değildir. Fakat haberleşme, meteoroloji, yeraltı ve yerüstü tabii kaynak potansiyellerinin belirlenmesi sahalarında memletimizdeki kuruluşlar Amerika, İtalya gibi ülkelerin bilgi toplama istasyonlarından memleketimizle ilgili bilgileri elde etmek gayesiyle çalışmalar yapmaktadır. Türkiye, Fransızlara Türksat haberleşme uydusunu yaptırmış, 1994 Ocak ayında uzaya fırlatılmış, fakat havada meydana gelen bir arıza sebebiyle imha edilmiştir. Türksat iki projesi ise devam etmektedir (1994 Mart).

 

Astronotik

Uzaya fırlatılan gemilerin (uzay araçlarının) yapısını, çeşitli gayeler için donatılmasını, fırlatılmasını, uzayda takip edeceği yolu, uçuşun insan ve diğer canlılar üzerindeki tesirini inceleyen bir ilimdir. Uzay araçlarının şekilleri kullanıldıkları gayeye ve zamana göre değişiklikler göstermek üzere küre, koni, silindirik, mermi şeklinde veya örümcek gibi karmaşık olabilir.

Fırlatma üslerinden dev kademeli füzelerin uç kısmında fırlatılan bu araçlar içlerinde çeşitli cihazlar ve uzay adamları için lüzümlu techizatları ihtiva ederler. Dış kısmı ısı geçirmez bir izolasyon malzemesiyle kaplıdır. Dünyaya dönüşte atmosferle olan sürtünme dış cidarları akkor haline getirir. Bu yüksek sıcaklığın araç içindeki insanlara tesir etmemesi için izolasyon lüzumludur.

Araçtan dışarıyla irtibat özel pencere ve periskoplarla sağlanır. Atmosfere geri dönüşte frenlemeyi sağlayan füzeler ve paraşütler, kumanda cihazları, astronotların oturduğu özel koltuklar, astronotun pozisyonunu dünyaya gönderen kameralar, haberleşmeyi sağlayan radyo sistemleri vb. uzay gemilerinin diğer ana parçalarını teşkil eder. Astronotun önündeki bir harita ona yerin neresinde olduğunu gösterir. Yön verme füzelerine kumanda, hem astronot tarafından hem de yerdeki istasyon tarafından yapılabilir.

Uzay gemisini fırlatmak için yapılacak esas iş yerçekimi kuvvetini yenmektir. Bu da roket motorlarıyla çalışan dev füzelerle sağlanır (Bkz. Roket). Uzay gemisi bu motorların uç kısmına yerleştirilir. İlk ateşleme anında hız saatte 100 kilometre civarında olduğu halde, dünya etrafındaki bir yörüngeye oturtulabilmek için hızın saatte 25.000 kilometreyi aşması lazımdır. Yine dünya dışında yıldızlararası boşlukta, bir hedefe doğru yollanacak gemilerin, yerçekiminden kurtulabilmeleri için hızlarının 40.000 kilometreye ulaşması lazımdır. Araç yükseldikçe yerçekiminin tesiri azalır. Yaklaşık 100.000 km civarında yeryüzündeki çekimin yirmide birine düşer. Aracın yükseldikçe hızının artmasını sağlamak için roket motorlarının teşkil ettiği füze birkaç kademe halinde yapılır (daha çok üç kademe). Önce birinci kademe ateşlenir. Yakıt bitince bu kademe atılarak araç hafifleştirilir. Sonra sırayla diğer kademeler devreye girer.

Aracın az yakıt harcaması ve ucuz olması için istenen hıza çok çabuk ulaşması gerekir. Fakat bu hız artışı(ivme) aracın içindeki araçlara ve insanlı araçlarda astronotlara zarar vermemesi için sınırlanır. Mesela insanın dayanabileceği ivme, yerçekimi ivmesinin 5 veya 6 katıdır. Yerçekiminin yedi katı olan bir ivmede kanın özgül ağırlığı yaklaşık demirin özgül ağırlığı kadar olur. Bu da insan organizması için dayanılmaz bir şeydir. Bunun zararından korunmak için astronot koltuğa sırtüstü yerleştirilir ve özel elbiseler giydirilir. Ani ivmeler de insan fizyolojisini etkileyen önemli bir faktördür.

İnsan fizyolojisi bakımından karşılaşılan diğer bir problem beslenme ve solunumdur. Ağırlığın artmaması için götürülecek gıdalar ve ihtiyaç maddeleri hesaplanıp, özel olarak korunurlar. Solunum için lüzumlu oksijen şimdilik tüplerle sağlanmaktadır. Vücuttan atılan karbondioksitin güneş enerjisinden faydalanarak tekrar oksijen olarak kullanılır hale getirilmesi henüz mümkün değildir.

Bunların yanında araca çarpabilecek meteorlar, radyasyon da birer problem teşkil ederler. Neticede insan fizyolojisine tesir eden çeşitli uzay şartlarını incelemek üzere geliştirilen uzay tıbbını pekçok problem beklemektedir.

Uzay araçlarının yerden fırlatılması, yer yörüngesinde dolaşması, yerçekiminden kurtulması, gezegenlere doğru gitmesi ve dünyaya geri dönmesi için takip edeceği yollar önceden bilgisayarlarla hesaplanır. Araç uzayda giderken, diğer gezegenler de hareketli olup, durumları değiştiğinden ve araç bunların değişik çekim kuvvetlerine maruz kaldığından, yol alırken sabit bir referans noktası bulamaz. Bunun için hiçbir dış referans noktasına ihtiyaç göstermeyen sadece atalet tesiriyle çalışan jiroskopik yön bulucularından faydalanılır (Bkz. Jiroskop). Jiroskoptan gelen sinyaller bilgisayarda değerlendirilerek küçük roket motorlarına kumanda edilmek sûretiyle yönde lüzumlu düzeltmeler yapılır. İnsansız araçlarda yön bulmak diğer haberleşme işlemleri gibi radyo sinyalleriyle olmaktadır. Araç dünyaya dönerken atmosfere yeryüzü ufuk düzlemine göre 5-7° açıyla girmesi lazımdır. Bu açının altına inilirse araç atmosferden çıkıp tekrar uzaya kaçabilir. Bu açıdan büyük açıyla girilirse sürtünme ısısı ve yerçekimi araca ve astronota zarar verebilir. Amerikalılar uzay gemilerini denize, Ruslar ise Sibirya’ya indirirler. Denizden helikopter ve gemilerle kurtarırlar. Bazı araçlar ise havada uçakla yakalanarak indirilir.

İki uzay aracının uzayda bir araya gelerek kenetlenebilmesi uzay çağında elde edilmiş en önemli başarılardan biridir. Uzayda kurulabilecek uzay laboratuarları için kenetlenme şarttır. Şimdiye kadar pekçok kenetlenme yapıldı. Hatta Amerikan uzay araçları ile Rus araçları arasında gerçekleştirilen kenetlenmeler sayesinde Amerikan astronotlarıyla, Rus kozmonotları arasında uzay ziyaretleri yapıldı. 21. yüzyılda içinde binlerce insanın barınacağı uzay şehirleri, Ay’da ve Merih’te uzay kolonileri kurulacak, güneş sisteminin dışına çıkılarak yıldızlararası uzayın araştırılması hayal olmaktan çıkabilecek. Uzay hakkında bugünkü bilgilerimizi hiç derecesine indiren bilgiler elde edilecektir.