Araştırma

Navigasyon Nasıl Çalışır?

Navigasyon, gemileri yeryüzünde herhangi bir konumdan diğerine en kısa zamanda ve güvenle yöneltebilme bilimidir. Navigasyon sözcüğü Latin kökenli “navigare” fiilinden türetilmiştir. “Gemi yöneltme” anlamına gelmektedir.

Navis… Gemi (Latince)

Naus….Gemi (Grekçe)

Ago…. Yöneltme (Latince ve Grekçe) anlamlarına gelir.

Navigasyon, yani insanların yön bulma arzusu, kaybolmama çalışmaları, tarihte ilk olarak denizde, kütüklerin oyulmasıyla başlamıştır. Kütüğü oyarak vasıta haline getiren insanoğlu, bu sayede su üzerindeki iki nokta arasında, hareket edebilmeyi başarmıştır. Aynı zamanda ufkun ardındaki bilinmezliğe gitmek hevesi, insanoğlunun yeni yerler keşfetmesine sebep olmuştur. Bilhassa denizde ufkun daire biçimli oluşu ve merkezinden her yanının aynı görünüşü dolayısıyla, geniş su kütlesi içinde, kaybolma korkusu akla “Acaba nereye gidiyorum?” sorusunu getirmiştir. Bu korkuya ilk çözüm, gökcisimlerinin görünen hareketleri takip edilip bu hareketlerin yön belirlemede ölçü olarak kullanılması olmuştur.

Önce Güneş’in doğduğu ya da battığı yeri referans kabul etmeyi düşünmüşlerdir. Lakin Güneş’in doğduğu ve battığı yer, sabit olmadığından bunu kullanamamışlardır. Çünkü Güneş’in doğuş ve batış noktaları devamlı değişmektedir. Hal böyle olunca aletler icat etmeyi düşünmüşler ve bazı denemeler yapmışlardır. Mesela bir tas suya bırakılan “güneyi gösteren kaşık” adındaki “mıknatıs taşı kaşık”, daha sonra “balık”, daha sonraları “ibre” şeklini ve adını almıştır.

Pusulanın keşfiyle, pusula ibresi, Dünya’nın kuzey ve güney kutbundaki manyetik tesirden dolayı daima kuzeyi göstermektedir. Bu yüzden bilim insanları yön bulmada doğu ve batı yerine kuzey ve güneyi tercih etmişlerdir.

İlk defa Asya’da kullanılan pusula, önce Rusya nehirlerine ve sonra da ticaret yoluyla Avrupa’nın kuzeyine ulaştı. Vikinglerin uzun deniz yolculuklarında kullanıldı.

Diğer bir yandan yine Çinliler, pusulayı ilk defa denizcilikte kullanmış, ayrıca aynı yıllarda manyetik sapmayı, yani pusula iğnesinin gerçek kuzeyi göstermediğini de keşfetmişlerdir. Pusuladan yararlanmayı Çinlilerden öğrenen Müslüman gemiciler tarafından bu bilgiler yaklaşık, 1150’lerde bütün dünyaya aktarılmıştır.

Yön bulmadan adım adım gemi yönetmeye

Pusuladan söz eden en erken İslamî kaynak Avfî’nin (ö. 629/1232 ) Cevâmi’u’l-Hikâyât ve Levâmi’u’r-Rivâyât adlı eseridir. Müellif, çıktığı bir deniz yolculuğunda fırtınaya yakalandıklarını ve su dolu bir tasa konulmuş mıknatıslı iğneyle yönlerini bulduklarını söyler. Benzer bir bilgi, daha ayrıntılı biçimde Beylek el-Kıpçâkī’nin H. 681’de (M. 1282) yazdığı Kitâbü Kenzi’t-tüccâr fî ma’rifeti’l-a’câr adlı eserinde yer almaktadır. Anlatıldığına göre demir bir iğne dik açı yapacak şekilde aynı boyda ahşap bir çubuğa tutturulmuş ve su dolu bir kaba bırakılmıştır. Daha sonra kabın çevresinde saat yelkovanı yönünde bir mıknatıs dolaştırılmış ve aynı yönü takip eden iğnenin mıknatısın âniden çekilmesiyle meridyen doğrultusunu, yani güney-kuzey, ahşap çubuğun da doğu-batı hattını gösterdiği görülmüştür.

Pusulanın daire biçimli oluşu ve yapım şekli, ufku andırır; bir bakıma da ufkun küçültülmüş ve derecelendirilmiş şeklidir. Dünya, bir ucu kuzeye, diğer ucu güneye uzanan devasa bir mıknatıs gibidir. Dünya’nın manyetikliği, pusula iğnesinin manyetik kuzeye (manyetik alanın kuzey kutbuna) doğru dönmesine neden olur. Bu beceri, navigasyon temel elemanlarından biri olan, yön kavramını belirlemiştir.

Dünyanın çekirdeğinde bulunan manyetik kuvvet yönleri değiştiriyor

Dünya’nın çekirdeğinde oluşan manyetizma yani mıknatıs etkisi, Güney Kutbu yakınlarından Dünya’dan çıkar ve gezegenin etrafını dolaşarak Kuzey Kutbu yakınlarından tekrar çekirdeğe döner. Coğrafik ve manyetik kutuplar yakın olsa da aynı yerde değildir. Ayrıca manyetik kutuplar, Dünya’nın manyetik alanındaki değişimle birlikte yer değiştirirler. Verilere göre manyetik kutuplar, 20. yüzyılın başlarında yılda 9 kilometre yer değiştirirken son yıllarda artan ivmesiyle yer değişimini yılda yaklaşık 41 kilometreye çıkmış bulunuyor.

Manyetik alanın, pusula iğnesini kuzeye saptırmaktan başka tesirleri de vardır. Dünya’nın aksine, en yakınımızdaki gezegenler olan Venüs ve Mars, zayıf manyetik alanlara sahiptir. Bu durum ise onları güneş sistemi boyunca dolaşan ölümcül radyasyona karşı muhafazasız bırakır. Diğer yandan Dünya, manyetik alanı sayesinde düzen ve sistemi olan bir gezegendir. Ancak, bu görünmez kalkanın gücünün her geçen gün zayıfladığını ve sıvı demirden oluşan Dünya’nın içindeki çekirdeğin, manyetik alanı oluşturma kabiliyetinin azaldığını bilim insanları araştırmalarıyla ortaya koymaktadır. Bu zayıflamanın, manyetik alanın kuvvetinin bin yıl gibi nispeten oldukça kısa bir süre sonra kaybetmesine yol açacak kadar hızlı olduğunu öngörüyorlar. Bilim insanlarını korkutan sorular, dünyanın gerçekten manyetik alanını kaybedip kaybetmeyeceği ve eğer kaybederse ne olacağı?

Dünya’nın bilinen manyetik alan yönü, güneyden kuzeye doğrudur. Pusula iğnesinin kuzeyi göstermesi de bu sebeptendir.

Dünyanın ilk navigasyon cihazı “İter Avto”

Tarihte yapılmış ilk navigasyon “İter Avto” olarak bilinir. Bu haritadaki bilgilerin, İtalya’nın Torino yakınlarındaki Brandizzo kasabasına ait olduğu tespit edildi. İter Avto, 1930’lu yıllarda icat edilmiştir. Henüz o yıllarda teknolojinin günümüze göre oldukça geride olduğu düşünülürse bu, gerçekten müthiş bir keşiftir.

İter Avto isimli navigasyon cihazı, bugünkü gibi uydu sistemi aracılığıyla değil, haritaları içeren makara sistemiyle çalışıyordu. İlk yer bildirim cihazı da modern cihazlar gibi arabanın gösterge panelinde yer alıyordu.

Çalışma prensibi ise şöyleydi: Önceden çizilip hazırlanarak rulo gibi sarılmış kağıt şerit, tekerler döndükçe, kaydedilmiş rotayı ekranda gösteriyordu. Mesela 10 kilometrelik bir parkur var. Bu parkuru çok uzun bir kâğıda çizip rulo gibi sarmışlar. Tekerlekler döndükçe de rulo da dönüyor ve rotayı gösteriyordu.

Hız göstergesine bağlı çalışan navigasyon sisteminin ekranı, kat edilen yol üzerinden yaptığı hesaplamayla araç ilerledikçe aşağı kayıyordu. Cihazın kullanımında en büyük zorluk, rota kaybedildiğinde haritanın yeniden yüklenmek zorunda olmasıydı.

Navigasyonun artık doğru yönleri, konumları göstermesi, günümüzde internet ve GPS (Global Positioning System) sistemi sayesinde olmaktadır.

Sistem nasıl çalışıyor?

GPS (Global Positioning System; Küresel Yer Belirleme Sistemi ya da Küresel Konumlandırma Sistemi), uydularla arasındaki mesafeyi ölçerek dünya üzerinde bulunan konumu herhangi bir zaman, yer ve hava şartında belirlemek için tasarlanan ve sürekli olarak kodlanmış veri yollayan bir uydu ağıdır. ABD Savunma Bakanlığı’na ait GPS uyduları, yeryüzünden yaklaşık 20.000 kilometre uzaklıkta konumlanmış, yeryüzündeki istasyonlar tarafından kontrol edilen ve herhangi bir GPS alıcısı tarafından algılanabilen radyo sinyalleri yayan uydulardır.

İlk GPS uydusu, 1978 yılında uzaya fırlatılmıştır. Yön bulmak, askeri çıkartma ve roket atışları gibi tamamen askeri amaçlı kurulmuş bu sistem, 1980’li yıllarda sivil kullanıma da açılmıştır.

GPS’nin merkezini, yeryüzünden 20.000 kilometre uzaklıktaki “Uzay Bölümü” oluşturur. Bu bölümde en az 24 uydu (21 asil ve 3 yedek) yer alır. Bu uydular 6 ayrı gruba ayrılır ve 4 uydudan oluşan her bir grup, herhangi bir zamanda dünyanın herhangi bir noktasını görebilecek şekilde yörüngelere oturtulmuştur.

Eksozfer, yer yüzeyinden oldukça uzak mesafede bir bölgedir. 550 kilometreden binlerce kilometreye kadar uzanır, genellikle uydular bu bölgede bulunur. Bu bölge, yeryüzü atmosferi ile gezegenler arası, uzayda bir geçiş zonu olarak adlandırılır.

GPS uydular, saatte 7.000 mil hızla hareket ederek dünya çevresinde 24 saatte 2 tur atarlar. Bu uydular güneş enerjisinden faydalanarak çalışır ve yedek bataryaları sayesinde, güneş ışığının yetersiz olduğu durumlarda veya güneş tutulması gibi olaylardan etkilenmeden çalışmalarını sürdürürler. Aynı zamanda bu uyduların, yörüngelerinde kalabilmesi için küçük roket iticileri de bulunmaktadır.

Bazı durumlarda GPS sinyallerinin alıcısına ulaşmasında problemler çıkmakta ve kullanıcı konumu hatalı bir şekilde hesaplanmaktadır. Bunun yanında GPS uydularından gelen sinyallerin şehir merkezlerindeki yüksek binalardan yansımaları sonucu konum belirlemede hatalar çıkmaktadır. Diğer bir problem, GPS uydusundan yayılan sinyaller atmosferden geçerken bozulmalara veya yansımalara maruz kalabilirler.

Günümüzde çok aktif şekilde kullanılan navigasyon ve GPS, artık kaybolma riskini ortadan kaldırmaktadır. Alzheimer hastalarının kaybolma riskine karşılık GPS cihazları da üretilmiştir. Bu şekilde, hastalar takip edilerek kaybolma riski en aza indirilmektedir.

Kaynaklar:

Kaptan Yücel Sügen, Beta Basım Yayın Dağıtım A.Ş., 404-414   YAVUZ UNAT, “PUSULA”, TDV İslâm Ansiklopedisi, https://islamansiklopedisi.org.tr/pusula (24.02.2020). Yiğit, Emrah“Gps Teknolojisi İle Konum Tespit Sistemi Tasarımı”, Yüksek Lisans Tezi, B.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006.

En Yeniler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu
Kapalı