Uzay, tüm varlıkların içinde bulunduğu tüm sınırlı genişlikleri içine alan, uçsuz bucaksız boşluğa verilen ada uzay denir. Gök cisimlerini içine alan sonsuz boşluk olarak ta tanımlayabiliriz. Uzay araştırmaları, Sovyetler’in 1957 yılında futbol topu büyüklüğündeki Sputnik adlı uyduyu yörüngeye oturtmasıyla başladı. Daha çok ‘terör dengesi’ unsurlarını oluşturan kıtalararası balistik füzelerin geliştirilmesine yönelik olarak sürdürüldü. Fakat ödüllerinin büyük bir kısmını da yeryüzüne yansıttı. Enerji, iletişim, malzeme, bilgisayar gibi ileri teknoloji alanlarında en büyük dürtüyü sağladı, yaşamımızı doğrudan etkileyen 60.000’den fazla ürünün geliştirilmesini sağladı. Kuşkusuz, daha pek çoğu da yolda…

Bir kütlenin yerçekiminden ve atmosferin sürtünmesinden kurtulması için büyük miktarlarda enerji gerektiğinden, bir uzay aracının kalkış ağırlının %99’dan fazlasını yakıt oluşturur. Bu yakıtın az yer kaplaması için sıvı veya katı olması gerekir. Sıvı yakıt genellikle hidrojendir. Sıvı hidrojeni, atmosferik koşullara tabi bulunan kapalı hacimlerde tutmak, buharlaşma birikiminin patlamaya yol açma olasılığı nedeniyle tehlikelidir. Açık kriyojenik (so¤utucu) sistemler kullanılır ve içerdeki hidrojen her taraftan buharlaşır. Ancak bu buharlaşmanın, bir patlamaya yol açacak ‘sızıntı’ düzeylerine ulaşmaması gerekir. Ayrıca, -252°C’deki sıvı hidrojenin, yakıt tankından yanma odasına pompalanması gerekir. Bu çok özel bir pompadır; çünkü bilinen malzemeler böylesine düşük sıcaklıklarda çok farklı davranışlar sergiler. Hidrojen, yakıt odasında, bir diğer tanktan pompalanan oksijenle birleşerek, süper sıcak buhara dönüşür. Noduldan dışarı fırlatılan buhar, roketin itici gücünü oluşturur. Birinci aşamanın tankları atıldıktan sonra, ikinci aşama roket, uyduyu yörüngeye oturtur.

Örneğin, Wernher Von Braun’un tasarladığı aya inişi gerçekleştiren 40 tonluk kapsülü yörüngeye çıkartan ve şimdiye kadar inşa edilmiş en büyük roket olan Satürn V, 120 metre yüksekliğinde ve 3.000 ton ağırlığındadır. Kalkış sırasında saniyede 10 ton yakıt yakmış ve 1 milyon Newton’un üzerinde itki kuvveti sağlamıştır.

Yörüngedeki uydu, aslında doğrusal bir rota izlemeye çalışır. Ancak, yerçekiminin etkisiyle bir yandan da düşmekte olduğundan, rota kıvrılır. Kıvrılan rota kendi üzerine kapanabildiği takdirde, uydu bir yörüngeye oturmuş olur. Dolayısıyla, yere ne kadar yakınsa, o kadar hızlı dönmek zorundadır. Dönüş hızı yerkürenin dönüş hızıyla aynı ise, uydu yere göre sabittir. iletişim uyduları, böyle yörüngelere oturtulur ve kapsama alanlarındaki bir istasyondan aldıkları sinyalleri, bir diğerine ışınlarlar. Ayrıca, çevrelerinin fotoğraflarını çekip yeryüzüne yollarlar. Dolayısıyla; hava ve tarım ürünü tahminleri, atmosfer ve çevre araştırmaları, savunma, uçak ve diğer ulaşım araçlarının yönlendirilmesi, telsiz iletişim gibi çeşitli hizmetler sunarlar. Cep dahil, uzun mesafe telefon görüşmelerinin sinyalleri, bu uyduların yardımıyla hedefine ulaşır. Böyle bir yörüngedeki hız saniyede yaklaşık 1km, yani bir jet yolcu uçağının hızının 4 katı kadardır. O yükseklikte atmosfer, seyrelmiş de olsa vardır ve uydu, sürtünme sonucu hızından kaybedip yere düşme eğilimine girer.

Eğer kendi yakıt stoku varsa, minik roketleri uygun açı ve sürelerle ateşlenerek tekrar yörüngeye çıkartılabilir. Ama er geç düşecektir ve yoğun atmosfere girerken, sürtünme nedeniyle 2.000°C’nin üzerine kadar ısınıp yanar. Dolayısıyla, periyodik olarak yenilenmeleri gerekir. Uzay mekiğiyse, tekrar tekrar kullanıldığından, yüzeyi özel seramik plakalarla kaplıdır. Bunlardan bazıları her girişte, yüzeyden ayrılıp düşer. Keza, yenilenmeleri gerekir. ABD’nin ‘Yıldız Savaşları Projesi’nde, bir uydu sistemini güçlü lazerlerle donatıp, düşman balistik füzelerinin imhası üzerinde çalışılıyor.