Robert Goddard İlk Sıvı Yakıtlı Roketi Fırlattı: 100 Yıl Sonra

Her Şeyi Değiştiren Gün

Yüz yıl önce bugün, soğuk bir Mart öğleden sonrasında, sakin bir New England kasabasının kıyısındaki bir lahana tarlasından yükselen küçük ve dumanlı bir sütun insanlık tarihinin akışını değiştirdi. Sadece iki buçuk saniye sürdü. En fazla 41 fit yüksekliğe çıktı. Düzleşmiş toprak ve metal yığını üzerine düştü ve çarpma anında parçalandı. Yine de bu kısa ve tuhaf kavisle, uzun süredir efsane ve spekülasyon aleminde yaşayan bir şey —atmosferin ötesine insan yapımı uçuş— hayali bir fikir olmaktan çıkıp pratik bir olasılığa dönüştü.

Olay yeri, tezahürat yapan kalabalıkların ve çalan kornaların olduğu bir fırlatma rampası değil, Massachusetts, Auburn'daki Effie Ward Teyze'nin çiftliğiydi: çözülmekte olan tarlalar, tekerlek izi olmuş yollar ve dört kişilik bir izleyici kitlesi. Yerden yükselen araç, on fitlik bir silindirdi; bir gelecek makinesinden ziyade arka bahçede yapılmış bir deneyi andıran çelik ve borulardan oluşmuş kaba bir düzenekti. Onu inşa eden mühendis ve fizikçi Robert H. Goddard, uçuşu daha sonra mütevazı bir şekilde "bir test" olarak adlandırdı. Ancak bu tevazu, kanıtladığı şeyin genişliğini gizliyordu: Doğru şekilde birleştirilen ve kontrol edilen sıvı itki maddeleri, bir aracı havaya kaldıracak kadar yeterli kontrollü itki üretebilirdi. Bu, zamanla Uzay Çağı'nı tutuşturacak olan kıvılcımdı.

Bugün o noktada durursanız, çevredeki dünyanın hayal edilemeyecek kadar değiştiğini görürsünüz; Ay'da yüründü, sondalar dış gezegenleri geçti, uydular gökyüzünü sardı. Yüz yıl önce bunlar, spekülatif kurguların kenarlarına karalanmış hayallerdi. Goddard’ın roketi yerden zor bela havalanmıştı. Yine de o is, gürültü ve kısa uçuşta bir teknolojik devrimin çekirdeği yatıyordu.

Gerçekte Ne Oldu

16 Mart 1926'da, yaklaşık saat 14:30'da, Robert Goddard ve üç tanık —karısı Esther, ekip şefi Henry Sachs ve Clark University'den meslektaşı Percy Roope— ilk başarılı sıvı yakıtlı roketi ateşlemeye hazırlandılar. Goddard'ın notlarında daha sonra "Nell" olarak adlandırdığı araç; bir yanma odası ve lüle, iki küçük yakıt ve oksitleyici tankı ve çiftlikteki basit bir fırlatma beşiği ile donatılmış on fit uzunluğunda çelik bir silindirdi. İtki maddeleri benzin ve sıvı oksijendi; dikkat gerektiren enerjik bir ikiliydi; sıvı oksijen aşırı soğuk olduğu için taşınması hem tehlike hem de mühendislik zorluğu taşıyordu.

Goddard daha önce statik testler yapmıştı; Aralık 1925'te Clark University'de bir ateşleme standında, 27 saniyelik bir yanma sırasında kendi ağırlığını kaldıran bir motor çalıştırmıştı. Ancak bir uçuş testi yeni belirsizlikler doğuruyordu: ateşleme, denge, kontrol ve gerçek dünyadaki rüzgarlı bir tarlada alevle yapının etkileşimi.

Mekanizma serbest kaldığında roket hemen fırlamadı. Lüleden alevler fışkırdı ve havayı sürekli bir kükreme doldurdu; araç bir an için beşiğine çivilenmiş gibi göründü. Sonra ayrıldı, önce yavaşça yükseldi, ardından Goddard'ın daha sonra yazdığı gibi "ekspres tren hızıyla" hareket edene kadar hızlandı. Hafifçe sola doğru kavis çizdi, yaklaşık 41 fit yüksekliğe ulaştı ve menzil doğrultusunda yaklaşık 184 fit uzağa indi. Çarpma roketi parçaladı ama deney başarılı olmuştu: sıvı itki maddeleri bir aracı hareket ettirmek için kullanılabilirdi.

Uçuş sadece 2,5 saniye sürdü ama her bir unsur önemliydi. Goddard’ın motoru kontrollü bir yanma üretmişti; lüle egzozu yönlendirmişti; araç yıkıcı bir arıza olmadan beşikten ayrılmıştı. Ertesi gün bir günlük girişinde, seriyi —kükremeyi, alevi, yörüngeyi— bir bilim insanının ekonomisi ve inatçı bir fikrin doğruluğunu yeni kanıtlamış bir adamın sessiz heyecanıyla kaydetti.

Ancak anlık bir taçlandırma olmadı. Peşinden giden gazeteler, gelen delegasyonlar yoktu. Deney, o an için mütevazı, neredeyse özel bir zaferdi; bir ahır avlusunda çakılan parlak bir kibrit gibiydi. Gerçek şu ki, daha geniş dünyanın bunun sonuçlarını kavraması yıllar alacaktı.

Arkadaki İsimler

Robert H. Goddard, uzay uçuşu hikayesinde sembolik bir figür haline geldi: yalnız, titiz, çoğu zaman yanlış anlaşılan ve yorulmak bilmeyen. 1882'de Worcester, Massachusetts'te doğan Goddard, hem bilimi hem de edebiyatı yalayıp yutan sessiz bir çocuktu. Yetişkinliğe ulaştığında roketlere —nasıl çalıştıklarına, nasıl daha iyi çalışabileceklerine ve insanlığı Dünya'nın ötesine nasıl taşıyabileceklerine— takıntılı hale gelmişti. Hem bir teorisyen hem de bir mucitti. Daha 1914'te çok aşamalı roketler ve sıvı yakıtla çalışan roketler için patent başvuruları yaptı. 1917'de Smithsonian'dan mütevazı bir hibe aldı; bu, deneylere devam etmek için bir izin ve biraz paraydı.

Ancak Goddard bir boşlukta yaşayan yalnız bir dahi değildi. Deneyleri, hak ettikleri ilgiyi hiçbir zaman göremeyen küçük bir grup insan tarafından desteklendi ve mümkün kılındı. Karısı Esther Goddard, o Mart günü oradaydı ve çalışma yılları boyunca sarsılmaz bir dayanak oldu: lojistiği, evrak işlerini ve yeni teknolojinin en uç noktasında geçen bir hayatın sessiz yüklerini üstlenen pratik, gözü pek bir ortak. Kayıtları tuttu, sonuçları ölçtü ve Goddard'ın eksantrik arayışlarının sosyal sonuçlarını omuzladı.

Ekip şefi Henry Sachs ve fırlatmaya tanıklık eden yardımcı doçent Percy Roope diğer görgü tanıklarıydı; aracı hazırlamaya yardım eden, yakıt ve fırlatma teçhizatıyla ilgilenen ve küçük roket yükselip düşerken tarlada Goddard ile birlikte duran adamlar. Onların varlığı, bu başlangıç hikayesinin ne kadar küçük ve insani olduğunun altını çiziyor: bir çiftlikte, sonunda insanları yörüngeye ve sondaları diğer dünyalara taşıyacak makinelerin yolunu açacak işi yapan dört kişi.

Sonraki on yıllarda, Goddard’ın fikirlerinin daha geniş çapta benimsenmesinde başka isimler de kritik rol oynayacaktı. 1927'deki transatlantik uçuşundan sonra yeni ünlenen Charles Lindbergh, Goddard’ın mühendisliğindeki potansiyeli fark eden birkaç halk figüründen biriydi. Lindbergh, nüfuzunu kullanarak Guggenheim ailesinden destek sağladı; bu da daha iyi fonların, Roswell, New Mexico'daki tesislerin ve Goddard’ın roketlerini daha uzağa ve daha hızlı iten bir dizi deneyin kapısını açtı. Erken havacılık ve roketçiliği destekleyen hayırseverler Daniel ve Florence Guggenheim, o gün lahana tarlasında pek görünmüyorlardı ancak bir adamın özel çalışmasını yarı kamusal bir programa dönüştürmek için elzemdiler.

Ve Goddard’ın izinden giden pek çok kişi var —mühendisler, teknisyenler, test pilotları ve astronotlar— hayatları ve kariyerleri onun açtığı yolla şekillendi. Daha sonra Ay'a gidip dönecek olan Jim Lovell, Goddard’ın etkisi üzerine şunları söyledi: NASA var olmadan çok önce Goddard, yıldızlara ulaşmanın sadece hayali değil, kaçınılmaz olduğuna inanıyordu. Bir dizi küçük ve kararlı adımla titizlikle kanıtlanan bu inanç, olasılığı donanıma dönüştüren nesillere ilham verdi.

Dünya Neden Bu Şekilde Tepki Verdi

Şimdi bu uçuşu Apollo roketlerinin ve GPS uydularının bariz bir öncüsü olarak hayal etmek cazip geliyor. Ama öyle değildi. 1920'lerde roketçilik, hem çocukların havai fişekleri hem tehlike hem de hayali kurgularla ilişkilendirilerek bilim ve halkın hayal gücünün sınırlarında geziniyordu. Bilim dünyasının ve kitle iletişim araçlarının, birçoklarına göre hayalperest bir tamircinin hobisi gibi görünen bu şeye pek iştahı yoktu.

İlgisizliğin ve hatta alaycılığın pratik nedenleri vardı. Roketler gürültülü, kirli ve öngörülemezdi. Katı itki maddeleri —kara barut, barut— havai fişeklerde ve ilkel silahlarda yüzyıllardır kullanılıyordu ancak verimlilikleri düşüktü ve kontrolleri sınırlıydı. Sıvı oksijen gibi kriyojenik bir oksitleyiciyi açık havada yakma fikri, karmaşıklık ve tehlike ekliyordu. Bu malzemeleri işlemek için gereken ekipman —yalıtımlı tanklar, valfler, kriyojenik tesisat— pek çok kişinin hayal ürünü olduğunu düşündüğü hırslar için aşırı görünüyordu.

Entelektüel kör noktalar da vardı. Tanınmış bir gazetedeki ünlü bir başyazı, roketlerin uzay boşluğunda çalışabileceği fikriyle alay ederek bunun temel fizik kurallarının ihlali olduğunu iddia etti. Bu küçümseme sadece entelektüel bir hata değildi; roketlerin fizikten ziyade fanteziye ait olduğu yönündeki toplumsal anlatıyı besledi. Titiz deneyi reklama tercih eden münzevi Goddard, bu karikatürlere karşı koymak için çok az şey yaptı. Sessizce çalıştı, nadiren yayın yaptı ve böylece fikirleri değiştirme fırsatlarını kaçırdı. Tanınma arayışına girdiğinde ise aldığı yanıtlar bazen ilgisizlikten aktif bir şüpheciliğe kadar uzanıyordu.

Mart 1926 fırlatması etrafındaki sınırlı tanıtım, bu geniş kültürel ataletin bir örneğidir. Yerel gazeteler hiçbir ilgi göstermedi. Dört tanık törenler olmadan evlerine döndü. Goddard deneylerine aynı sessiz kararlılıkla devam etti. Zihinleri değiştirmek için Lindbergh gibi saygın figürlerin müdahalesi ve yıllar içinde biriken test verileri gerekecekti.

Yine de zamanın yavaş ilerleyişi ve kanıtların istikrarlı bir şekilde birikmesi Goddard’ı haklı çıkardı. Bir zamanlar uzay boşluğunda roket olasılığıyla alay eden aynı gazeteler, insanlar Ay'da yürüdükten sonra, hatayı şu net cümleyle kabul eden bir düzeltme yayınlayacaktı: "Bir roketin boşlukta da atmosferde olduğu kadar iyi çalışabileceği artık kesin olarak saptanmıştır. Times bu hatadan dolayı üzüntü duyuyor." Düzeltme gecikmişti ancak kültürel ve kurumsal şüpheciliğin mühendislik kanıtlarının ne kadar gerisinde kalabileceğini vurguluyordu.

Şimdi Ne Biliyoruz

Yüz yıl sonra, Goddard’ın peşinden koştuğu bilimi açıklamak kolaydır ancak bu bilim ince gerçeklerden doğmuştur. Bir roket, kütleyi yüksek hızda dışarı atarak itki üretir; etki ve tepki, Newton’un üçüncü yasası, gerisini halleder. Goddard’ın gösterdiği yasanın soyutluğu değil, pratik mühendisliğiydi: sıvı itki maddelerinin depolanabileceği, bir yanma odasına beslenebileceği ve güvenilir itki üretmek için kontrollü bir şekilde yakılabileceği.

Neden sıvı? Katı itki maddeleriyle karşılaştırıldığında, sıvılar daha yüksek özgül itki —itki maddesi kütlesini itkiye dönüştürme verimliliği— sunar. Hızları ayarlanabilir, durdurulup başlatılabilir ve bazı tasarımlarda uçuş sırasında yeniden çalıştırılabilirler. Benzin (veya sonraki tasarımlarda gazyağı veya sıvı hidrojen karışımı) gibi bir hidrokarbonla eşleştirilen sıvı oksijen, paketlenmiş katı itki maddesine göre çok daha fazla enerji yoğunluğu ve kontrol sağlar. Dezavantajı ise karmaşıklıktır: pompalar, valfler, kriyojenik ve boru tesisatı potansiyel arıza noktaları oluşturur.

Goddard’ın en eski tasarımları basınç beslemeliydi —daha sonra gelen turbo-pompalı sistemlerden daha basitti— itki maddelerini yanma odasına zorlamak için basınçlı gaz kullanıyordu. Mart 1926'da temel bir konfigürasyonda yerçekimi ve basıncı kullandı; amacı optimizasyon değil, gösterim ve onaylamaydı. Ayrıca tankların üzerine yerleştirilmiş bir motor kullandı; bu, sonraki standartlara göre tuhaf bir konfigürasyondu. Motorun yakıt tanklarının altına yerleştirildiği ve Goddard’ın ilk uçuşlardan sonra benimsediği modern uygulama, kararlılığı artırır: itkiyi aracın kütle merkeziyle uyumlu tutar ve kontrolü basitleştirir.

Goddard’ın sonraki yenilikleri, uçuş kararlılığı ve kontrolüne yönelik pratik çözümlerin habercisiydi. İtkiyi yönlendirmek için roketin egzozunda bulunan hareketli kanatçıklar geliştirdi ve uçuşu stabilize etmek için jiroskoplar ve rehberlik cihazları ile deneyler yaptı. Bunlar, on yıllar boyunca modernize edilerek bugünkü roketlerin karmaşık yönlendirme sistemlerine dönüşecek olan aynı türden çözümlerdir.

1930'larda, Lindbergh ve Guggenheim ailesinin ayarlanmasına yardım ettiği sponsorluk altında, Roswell, New Mexico'da yüksek hızlara ulaşan roketler fırlattı, farklı yakıtları ve motor konfigürasyonlarını test etti ve bugün hala kullanımda olan prensipleri gösterdi. Çok aşamalı roketler, belirli motor tasarımları ve yakıt ikmal sistemleri üzerindeki patentleri, daha sonraki Amerikan roket geliştirme çalışmaları için temel fikri mülkiyet haline geldi.

Temel fizik —itki üretmek için kütle atan motorlar— sarsılmadı. Değişen şey ustalıktır: yanmayı nasıl kontrol edeceğimizi, itki maddelerini aşırı basınçta nasıl pompalayacağımızı, araçları atmosferin ötesine nasıl yönlendireceğimizi ve bir motorun diğerine verimli bir şekilde devredebilmesi için birden fazla aşamayı nasıl birleştireceğimizi öğrendik. Goddard’ın küçük, dumanlı roketi bu goblendeki ilk ilmiklerden biriydi.

Miras — Günümüz Bilimini Nasıl Şekillendirdi

Bir lahana tarlasından yükselen on fitlik çelik bir roketin görüntüsü, bugünün fırlatmalarının —uyduları, kargoları ve insanları yörüngeye ve ötesine taşımak için gökyüzüne doğru gürleyen devasa, çok aşamalı araçların— yanında neredeyse antika kalıyor. Yine de soy ağacı doğrudan ona uzanıyor. Neredeyse her modern sıvı yakıtlı roket, kökenini Goddard’ın 1920'lerde test ettiği kararlara dayandırabilir: sıvı oksitleyicilerin kullanımı, ayrı yakıt ve oksitleyici tankları, yanma odası ve lüle ve roketlerin oyuncak veya saçmalık değil, kütleyi boş uzayda taşımak için araçlar olduğu fikri.

Goddard’ın çalışması aynı zamanda havacılık ve uzay mühendisliği kültürünü de şekillendirdi: titiz testler, dikkatli dokümantasyon ve kademeli geliştirme. Bir nesil mühendise, roketçilikteki ilerlemenin sabır, tekrarlanan denemeler ve başarısızlığın bir veri olarak kabul edilmesini gerektirdiğini örnekleyerek öğretti. Kıtalararası balistik füzelerin, yörüngesel fırlatma araçlarının ve mürettebatlı uzay araçlarının daha sonraki başarıları, efsanevi sıçramalardan ziyade birbiri ardına mühendislik zorluklarını çözen bir dizi küçük kanıta çok şey borçludur.

Goddard’ın katkılarının tanınma biçiminde bir ironi vardır. Roketlerin deneysel nadirliklerden stratejik teknolojiye dönüştüğü yıl olan 1945'te öldü. Mirasının büyük bir kısmı, ancak savaştan sonra, roketçiliğin askeri ve ardından barışçıl uygulamaları belirginleştiğinde geniş çapta takdir edildi. 1966'da, Asa Ward Çiftliği'ndeki Auburn fırlatma sahası, kırk yıl önce orada gerçekleşen sessiz gösteriye gecikmiş bir saygı duruşu olarak Ulusal Tarihi Öneme Sahip Yer ilan edildi. Mart 1926 programından kaldığına inanılan bir lüle de dahil olmak üzere o ilk günlerden kalan eserler, çağ açan bir fikrin çocukluğunun mütevazı kalıntıları olarak durdukları kurumsal koleksiyonlara ve müzelere girdi.

Donanım ve müzelerin ötesinde, Goddard’ın etkisi ahlaki ve entelektüeldir. Titiz mühendisliğin fanteziyi gerçeğe dönüştürebileceğine olan inancı, insanlı uzay uçuşu nesline ilham verdi. Jim Lovell gibi astronotlar ve sayısız mühendis, bu erken çalışmayı insanları Ay'a, sondaları dış gezegenlere taşıyabilen roketlere giden zincirin bir parçası olarak gösterdi. Bir lahana tarlasına ekilen tohumlar güneş sistemi boyunca çiçek açtı.

Goddard’ın hikayesi bize daha geniş bir dersi hatırlatıyor: Dönüştürücü teknoloji genellikle belirsizlik içinde başlar. Parlak, dünyayı değiştiren fikirler ilgisizlik veya küçümseme ile karşılanabilir; zamanlama, fonlama, tanıtım ve savunucularının mizacı, bu fikirlerin kıyılardan merkeze ne kadar hızlı taşınacağını belirler. Goddard, inatçılığı titiz bir ustalıkla birleştirdi ve bunu yaparak başkalarının takip etmesi için —hem gerçek hem de mecazi anlamda— alan yarattı.

Kısa Bilgiler

• Fırlatma tarihi: 16 Mart 1926 (Yüz yıl önce bugün).
• Konum: Asa Ward Çiftliği (Effie Teyze'nin çiftliği), Auburn, Massachusetts.
• Roketin takma adı: "Nell" (Goddard’ın gayri resmi hitabı).
• Araç boyutu: Yaklaşık 10 fit uzunluğunda.
• İtki maddeleri: Benzin (yakıt) ve sıvı oksijen (oksitleyici).
• Uçuş süresi: Yaklaşık 2,5 saniye.
• Ulaşılan maksimum irtifa: ≈ 41 fit (12,5 metre).
• Menzil doğrultusu mesafesi: ≈ 184 fit (56 metre).
• Tanıklar: Robert H. Goddard, Esther Goddard, Henry Sachs, Percy Roope.
• Sonraki gelişmeler: 1930–1935 yılları arasında Goddard, Roswell, New Mexico'da daha hızlı uçuşlarla kapsamlı testler yaptı; çalışmaları daha sonra ABD roket geliştirme sürecini destekledi.
• Tarihi onurlar: Fırlatma sahası 1966'da Ulusal Tarihi Öneme Sahip Yer ilan edildi.
• Eser: 1926 başındaki roketlerden olduğu düşünülen bir lüle, 1950'de Daniel ve Florence Guggenheim Vakfı tarafından Smithsonian'a bağışlandı.
• Önemli alıntı: Apollo 11’in başarısından sonra büyük bir gazete bir düzeltme yayınladı: "Bir roketin boşlukta da atmosferde olduğu kadar iyi çalışabileceği artık kesin olarak saptanmıştır. Times bu hatadan dolayı üzüntü duyuyor."

Yüz yıl sonra, eserler ve resmi övgüler önemlidir. Ancak 16 Mart 1926'nın gerçek ölçüsü, plaketlerden ziyade olasılıklardadır. O lahana tarlası fırlatmasından bir asırlık keşif doğdu: dünyayı birbirine bağlayan uydular, dış gezegenlerin yanından geçen sondalar ve başka bir dünyaya yapılan insanlı yolculuklar. 2,5 saniye boyunca yükselen makine sadece birkaç on fitlik havayı delmedi; entelektüel bir bariyeri deldi, pratiğin mümkün ve şiirsel olanın inşa edilebilir olduğunun kanıtı oldu.

Robert Goddard on fitlik roketinin önce tökezleyip sonra tırmanışını izlerken bir fikri test ediyordu. Başlattığı şeyin boyutlarını pek hayal edememişti. Bugün, yüzlerce fitlik roketler dünyanın dört bir yanındaki fırlatma komplekslerinden yörüngeye yük taşırken ve özel şirketler ile kamu kurumları Mars ve ötesine uzanırken, Auburn'daki o tuhaf küçük uçuşun kalıcı bir yankısı var: küçük başlangıçlar, dikkatli el işçiliği, dünyanın anlamak için zamana ihtiyaç duyduğu bir fikre olan inatçı inanç.

Bir asır önce bir çiftlik tarlasında başlayan kavis devam ediyor. Artık her fırlatma o tarihi yanında taşıyor; benzin beslemeli bir lüleden kriyojenik aşamalara ve yeniden kullanılabilir güçlendiricilere uzanan uzun soy ağacı. Her uydu ve her astronot, bir lahana tarlasında bir alev yakan ve sonra sanki ilk kez oluyormuş gibi gökyüzünün açılışını izleyen o adama bir şeyler borçlu.