Gemicilik
Gemicilik
Suda bir gemiyi bir yerden belirli bir noktaya esenlikle götürme bilim ve sanatı.
İLKEL SEYİR YÖNTEMLERİ
Gemicilik (ya da denizcilik) tarihi, insanoğlunun yakın çevresinden su yolunu kullanarak uzaklaşmasıyla başladı. Doğal yer işaretleri ilk yardımcıları olduğu için, kıyılardaki bazı hareketsiz noktalara bakarak yön belirlemek, gemicilerin ilk yöntemi oldu. Karadan iyice uzaklaşma tehlikesi göze alınınca da, kaba kumpas hesabı (ya da parakete hesabının kaba bir biçimi) geliştirildi.
Seyir araçlarının bulunmasından önce, gemiciler rüzgârları, suları ve bulutları "okuyarak" yön belirlemeye çalıştılar. Çok daha sonra, gök cisimleri de yön belirleme işlerinde gerçekten yararlı oldu. Karayı gözden yitirecek kadar uzağa açılma durumunda, dönüş yolunu yeniden bulmak güç olduğundan, Tarih öncesi'nde gemicilik çok sınırlı kaldı. O dönemde dünyanın birçok yerinde deniz yolculukları karayı gözden yitirmeden kıyı boyunca seyretmeye ya da karalar ile yakınlarındaki adalara gidip gelmeye dayanıyordu. Suyun derinliğini belirlemek için kullanılan sırığın gemiciliğin ilk aracı olduğu düşünülmektedir: Seyir sorumlusu (kaptan) daha büyük derinlik konusunda merakını gidermek istediğinde, ipin ucuna bir ağırlık bağlardı.
Akdenizli gemicilerin, özellikle Arapların bir buluşu olan magnetik pusula ancak XII. yy'da ortaya çıktı ve o günden bu yana, denizcilerin en önemli yardımcısı olmayı sürdürdü. İlkel pusula, bir kamış ya da bir tahta parçası aracılığıyla bir tas suda yüzen küçük, yuvarlak mıknatıslı bir demir çubuktu. Geminin hızını ve seyir uzaklığını ölçmekte kullanılan paraketeyse çok daha sonra ortaya çıktı. Magnetik pusulanın bulunmasını, portolan adı verilen deniz haritalarının ortaya çıkması izledi. Portolan haritası, ilkel biçimiyle hazırlanmış bir hayvan derisinin üstüne çiziliyordu: Portolan denizcilikte çok büyük önem taşır; üstünde bir kerte çizgisinin düz bir çizgi olarak yeralması, bu izdüşüm sistemini denizcilik açısından ilgi çekici kılan başlıca özelliğidir; değişmez bir rota tutturan gemi, bu çizgiyi izler. Bir Merkator portolanında, enlem paralelleri ekvatordan tuplara doğru giderek artan aralıklarla yatay düz çizgiler olarak görülür. Ancak, bu özelliği, Merkator izdüşümünü kutuplara yakın yerlerde elverişsiz kılmaktadır. Üç boyutlu steografik izdüşüm ve çaprazlamasına Merkator izdüşümü, portolanlarda en çok kullanılan iki sistemdir. Çoğu bilgilerin simgelerle gösterildiği bu deniz haritalarında su derinliği, kayalar, sığlıklar, fener kuleleri, işaret şamandıraları gibi seyir sorumlusunu ilgilendiren özellikler önemle vurgulanmıştır.
Suda geminin seyir hızı konusunda bilgi edinmek önemlidir. Günümüzde bu amaçla kullanılan herhangi bir araca, "parakete" adı verilir. Bilindiği kadarıyla, parakete ilk olarak 1574'te kullanılmıştır. Daha önce e-yön belirlemek ve geminin hızını kestirmek için gök cisimlerinden Kutup yıldızının yüksekliği ve gemiye göre aldığı durum ölçülürdü. Ufuküstü yükseklikler ölçmek için geliştirilen "çeyrek daire ölçücüsü", "usturlap" "çapraz çomak", "art çomak" ve "gececi" gibi kel araçların tümü de, gemicilikte kullanılmışlardır. Günümüzün ölçümlerine göre hiçbiri kusursuz değildir; ama bu, özellikle kapalı bir deniz olan Akdeniz’in kıyı sularında ciddi bir engel oluşturmamıştır. Ancak, Portekizli denizciler XV. yy. başlarında Atlas okyanusunun açık sularında keşif gezilerine başlayınca, bu ilkel parakete hesabı yöntemlerinin uzun mesafeli okyanus seyri için vetersiz olduğunu anlamışlardır.
Keşifler çağının ilk günlerinde Portekiz prensi Gemici Henrique'nin çevresinde toplanmış bilim adamları, kara görünmediği zaman enlemi bulmak için bir yöntem geliştirmişlerdir. Bu yöntem deniz astronomisinin haşbnpcı sayılmaktadır. Söz konusu hesaplamalarda geminin bulunduğu enlemden yararlanılabilme üstünlüğü, denizciye geminin yönünü daha güvenilir biçimde saptama olanağı vermiştir.
Denizde enlemin saptanması. Portekizli denizciler, ekvator geçildiği zaman Kutup yıldızının görünürlüğünü yitirdiğini, dolayısıyla da artık enlemi bulmada yararlanılamayacağını farketmişlerdi. Bu sorunu çözümlemek için, önce güneşin batış çizelgeleri yapıldı. Öğlende, güneşin tam tepede bulunduğu sıradaki boylamı gözlenerek, sonra da güneşin tepe noktasından inişi batış noktasına kadar (nadir) çizelgelerden izlenip birleştirilerek. geminin enlemi bulunabiliyordu.
Oktant, yıldızların yüksekliğini ve açı uzaklığını gözlemeye yarayan ilk aygıtlardan biri oldu. Ancak, denizde bir geminin güvertesinden kullanıldığında, pek doğru bilgi vermiyordu. Usturlap da yüksekliği ölçmek için kullanılan bir başka ilkel aygıttı. Ama denizin sakin olduğu durumlar dışında, kullanılmaya pek elverişli değildi. Dalgalı denizlerde geminin güvertesinden yükseklikleri ölçmek için pratik kullanımlı ilk aygıt, XVI. yy. sonlarında İngiliz kaptanı John Davis tarafından geliştirilen kerteriz aleti oldu. XVIII. yy'da geliştirilen sekstant, yıldızların konumlarının daha sağlıklı bir biçimde belirlenmesini sağlayarak, denizcilere gemilerinin enlemini belirleme olanağını verdi.
Denizde boylamın saptanması. Denizde enlemi bulmak, boylamı bulmanın yanında son derece kolaydır. Nitekim, bütün denizcilik tarihinde hiçbir sorun, insanoğlunu denizde boylamı bulmak için bir yöntem aramak kadar uğraştırmamıştır. Gerçi meridyeni geçerken Kutup yıldızının, güneşin ya da herhangi bir yıldızın yüksekliği ölçülerek enlem belirlenebiliyordu; ama en büyük sorun denizde boylamı belirlemekti. XVI. yy'da dakik bir saati okuyarak ve yerel vakitle karşılaştırarak boylamı belirleme ilkesine dikkat çekildi. Zaman zaman yenilenerek ortaya atılan bu saat düşüncesinin üstünde durulduysa da, denizde yalpalayan bir gemide zamanı doğru olarak ölçebilecek bir kronometrenin yapımı olanaksız gibi görünüyordu. Bilgisizlik nedeniyle denizlerde gemi kayıplarının giderek artması sonucu, sorun resmî yetkililer tarafından ele alındı. Yarım yüzyıl sonra, 1750'de Yorkshireli bir marangozun kendi kendini yetiştirmiş oğlu John Harrison, denizde boylamı belirlemek için ilk doyurucu zaman göstergesini yaptı. Ne var ki, kusursuz bir zaman göstergesi olan bu saat, denizde genel kullanım için elverişli olamayacak kadar nazik, karmaşık, özellikle de pahalıydı. 1776'da Harrison'ın saatini geliştiren Parisli Pierre Leroy, çağdaş kronometrenin bütün temel özelliklerini içeren gemi zaman göstergesini gerçekleştirdi. Günümüzde enlem ve boylamın denizciler tarafından ayrı ayrı hesaplanmasına çok ender rastlanır. "Kronometre" adı verilen zaman göstergesi, bu ayrımı ortadan kaldırmıştır.
1837'de ABD'li kaptan Thomas Sumner, gök cisimlerine bakarak yön belirlemenin temelini oluşturan ve bütün denizciler tarafından tartışmasız kullanılan konum çizgisi kavramını buldu. 1875'te bu yöntem Fransız deniz subayı Marc-St. Hilaire'in bulduğu "boylam değişimi" ya da "çakışma" kavramıyla geliştirildi. 1843'te yayınlanan Sumner'ın buluşu astronomiye dayalı denizcilikte bir devrim yarattı.
Radyo yöntemleri. XX. yy'da radyonun bulunması sonucu, kronometrenin gösterdiği zamanı, kıyıdaki bir radyo istasyonundan alınan zaman sinyalleriyle karşılaştırma olanağı doğdu.
Bir geminin istenen bir rotayı izleyebilmesi için belirli bir yönde ve belirli bir hızla ilerlemesi gerekir. Seyir halinde bir geminin, özellikle herhangi görünür bir işaretin bulunmadığı açık denizlerde yönlendirilmesi, oldukça karışık bir işlemdir. Çağdaş gemilerde kumanda sistemleri, bir döner cayroskop aracılığıyla denetlenir. Cay-roskopun ilk koriumu ile rota üstündeki herhangi bir konumu üstündeki fark, aracın yol aldığı uzaklığın ve doğrultunun belirlenmesinde kullanılır. Günümüzde seyir sistemlerinin çoğu bilgisayarla denetlenmektedir. Hiperbolik seyir sistemi denen bu sistemler Deka seyir sistemini, Loran sistemini, Omega sistemini ve uyduya dayalı küresel konum çizgisi sistemini içerir.
İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra elektronik iki çeşit otomat kompasçılık (parakete hesabıyla yön belirleme) yöntemi geliştirilmiştir. Bunlardan biri Doppler sistemidir. Işık kaynağıyla gözlemci ya da alıcı arasındaki uzaklık değişirken, ışın yayan enerji frekansında ortaya çıkan belirgin değişiklik "Doppler etkisi" diye adlandırılır. Öbür elektronik kompasçılık sistemi, "süre durumsal yöntem" diye adlandırılır. Sonuçlar önce hızı,sonra da uzaklığı belirlemek için elektronik olarak bütünlenir. İki dik yatay eksen boyunca oluşan öğeler, toplam hızı belirlemek için vektörlerle birleştirilir. Süredurumsal yöntem, okyanus aşan gemilerde, özellikle denizaltılarda kullanılır. Kutup buzu altındaki uzun süreli denizaltı yolculuklarında özellikle yararlıdır.
Denizaltılar, nerede etkinlik gösterirlerse göstersinler, her zaman olağandışı denizcilik sorunlarıyla karşılaşırlar. Su yüzündeki seyirleriyse, öbür teknelerden çok az değişir. Ancak, denizaltıda gözlemci suya oldukça yakındır; denizcilik donanımları da farklı biçimde düzenlenmiş durumdadır. Periskop derinliğinde, periskop aracılığıyla belirli ölçümler yapılabilir. Elverişli koşullarda bu işlem, gök cisimlerinin yükseklik ölçümlerini bile kapsayabilir. Savaş sırasında sualtı etkinlikleri için enerji olarak aküler kullanan bir denizaltı, gece akülerini doldurmak için su üstüne çıkabilir. Ayrıca, teknenin konumunu denetlemek bakımından da, genellikle bu fırsattan yararlanılır. Sualtında yol alan bir denizaltıyı yönlendirmek, dev boyutlu bir sorun oluşturur. Çünkü gerek gök cisimleri yoluyla, gerek yer işaretlerini izleyerek yön belirlemek olanağı yoktur. Çok düşük frekansta radyo sinyalleri deniz suyunu önemli ölçüde delip geçer.
Denizaltı ses yankısının kendisini ele verebileceği bir alanda etkinlik göstermiyorsa, sonar aygıtından yararlanılabilir. Parakete hesabına da başvurulabilir. Ayrıca, Cayroskopla yönetme sistemleri, zaten bu tür güçlükler göz önünde tutularak geliştirilmiştir. Bazı durumlarda, konum belirlemede uzayda bulunan uydulardan da yararlanılabilir.
Gemini programı
1960 yıllarının ortalarında ABD'de gerçekleştirilen insanlı uzay uçuş programı. Gemini programı, ABD'nin Ay'a inme çalışmaları içinde, Mercury programı ile Apollo programı arasında bir ara program olarak 1961'de Kongre tarafından onaylanmış ve her uzay aracı yörüngesinde iki astronot taşıyacağından, Latince "ikiz" anlamında Gemini diye adlandırılmıştır. Daha önceki Mercury programı, bir astronotun yörüngede 34 saatten çok kalabildiğini ortaya koymuştu. Gemini programının en önemli hedeflerinden b ri, astronotların dayanma gücünü, Ay'da bir gün kalıp geri dönebilecek kadar artırmaktı. Öbür hedefler arasında, astronotların uzayda dolaşmaları ve kapsülün, daha önce aynı yörüngeye fırlatılmış bir füzenin ikinci kapsülüyle buluşması vardı.
İki kişilik Gemini uzay kapsülü, McDonnell Aircraft Company tarafından yapıldı. Kesik koni biçimindeydi ve yüksekliği 5,68 m'yi, çapı 3,05 m'yi, ağırlığı 3 170 kg'ı buluyordu. Her ikisi de mürettebatsız Gemini 1 ve Gemini 2'nin fırlatılmalarından sonra 23 Mart 1963'te astronot V. Grissom ve J. Young, Gemini 3'le 4 saat 55 dakika süren üç tur yaptılar. 3 Haziran 1965'te Titan II füzesinin Cape Kennedy'den fırlattığı Gemini 4, astronot J.A. McDivitt ve E. H. White yönetiminde, dünya çevresinde 62 tur attı. Yörüngenin dünyaya en uzak noktası 280 km, en yakın noktası 160 km'ydi; havada 97 saat 56 dakika kaldı. Üçüncü tur sırasında VVhite kapsülden çıktı ve 22 dakika boşlukta dolaştı. 21 Ağustos 1965'te astronot G. Cooper ve C. Conrad, Gemini 5'le uzaya fırlatıldılar. Bazı teknik arızalara karşın, kapsül 190 saat 56 dakika süreyle yer çevresinde, en uzak noktası 347 km, en yakın noktası 260 km olan 120 tur atarak daha önceki bütün rekorları kırdı. Uzayda ilk buluşmayı 15 Aralık 1965 günü fırlatılan Gemini 6 gerçekleştirdi. Yerden 300 km yükseklikteki yörüngede, 11 gün önce fırlatılmış Gemini 7 aracıyla buluştu. İki kapsül birbirine 2 m kadar yaklaştıktan sonra, 20 saatten uzun süre birlikte tur attılar. Sonra Gemini 6,16 Aralık'ta dünyaya döndü. Bu arada, 4 Aralık 1965'te fırlatılmış olan Gemini 7, astronot F. Borman ve J. Lovell'le, 330 saat 35dakika içinde 106 turu tamamlayarak 18 Aralık'aka-dar uzayda kaldı. Gemini 7'de astronot olarak F. Borman ve J. Lovell bulunuyordu. N. Armstrong ve D. Scott'u taşıyan Gem ni 8, 16 Mart 1966 günü fırlatılıp,
100 dakika önce uzas a atılmış bir Agena iticisiyle buluştu ve kenetlendi. Ancak ansızın ortaya çıkan teknik arızalar yüzünden aşrılmak zorunda kaldı ve 10 saat 40 dakika içinde dünva çevresinde 7 tur attıktan sonra döndü. 3 Haziran 1966 da T. Stafford ve E. Ceroan'ı taşıyan Gemini 9 fırlatıldı; E. Ceman 125 dakika boşlukta kaldı. Kapsül 72 saat 21 dakikada 45 tur attı ve 3 kez Agena iticisine yakiaşt 18 Temmuz 1966'da, astronot J. Young ve M. Collins'i taşıyan Gemini 10, Cape Kennedy'den fırlatıldı. 72 saat 28 dakika içinde yer çevresinde 40 turu tamamladı. Beşinci tur sırasında Agena 10 iticisiyle kenetlendi, 39 saat 40 dakika boyunca iticiyle birleşik kaldı ve dünyadan 750 km uzaklaştı. Sonra Agena 8 iticisiyle kenetlenmeden buluştu. 12 Eylül 1966'da fırlatılan Gemini 11 (C. Conrad ve R. Gordon'u taşıyordu), bir dizi deney yaptı. Bu arada Agena iticisiyle yörüngede beş kez kenetlendi ve dünyadan 1 372 km uzaklaştı. 71 saat 17 dakikada 44 tur yaptığı sırada, Gordon 44 dakika boşlukta "yürüdü" ve kapsülün kapısı 172 dakika açık kaldı. Bu kapsül yapay yerçekimi yaratmak için bir denemeydi. Dünyaya dönüşü elektronik bir hesap makinesinin kumandasıyle oldu.
Astronot J. Lovell ve E. Aldrin'i taşıyan Gemini 12,11 Kasım 1966'da uzaya fırlatıldı. E. Aldrin uzaya çıkarak 129 dakika kaldı. Kapsül bir Agena iticisiyle birleşip, 48 saat kenetli kaldı. 94 saat 34 dakika süren 49 turunu bitirdikten sonra dünyaya döndü. Böylece Gemini programı tamamlanmış oldu.