فيديو

نص

نحن سجناء على الأرض. الكون يسخر منا، من خلال إظهار كل الأماكن التي لا يمكننا زيارتها على الاطلاق.

ومع ذلك، إذا كان نوعنا البشري يريد أن يكون له مستقبل على المدى الطويل، فيتوجب علينا الهروب من سجننا.

ولكن ما الذي يبقينا هنا في المقام الأول؟

لقد تبين، اننا مدينون للكون بدين يبلغ 4.5 مليار سنة.

تقديم

كل شيء مع كتلة في الكون يجذب كل شيء آخر مع كتلة.

نطلق على هذه الظاهرة اسم “الجاذبية”.

كلما كنت أقرب من قطعة كببرة من الكتلة، كلما كان التجاذب أقوى أو كلما سحبت اكثر

الى الداخل.

هذا التاثير يعيقنا على الارض.

مكننا أن نتصور هذه كأننا سجناء في سجن الجاذبية، أو بئر الجاذبية.

انه ليس بئرا بالمعنى الحرفي، ولكنه مفهوم مفيد لفهم كيف يعمل هذا.

وجودك في سجن الجاذبية يعني انك تدين للجاذبية بالطاقة.

ولكن كيف يمكن أن تدين بالطاقة؟

لأنه في كوننا، الأشياء لا ترغب في تغيير سرعتها أو اتجاهها.

لإقناعها بالتحرك، يجب عليك ان تستهلك الطاقة.

قبل ملايير السنين، التجاذب الثقالي لتريليونات تريليونات جسيمات الغبار

التي تدور حول شمسنا قبض عليهم معا حتى شكلوا كوكب الأرض.

هذه العملية استخدمت الطاقة وخلقت بئر الجاذبية الذي نحن الآن جزء منه.

و كلما كنت اعمق داخل بئر الجاذبية، كلما ازدادت الطاقة التي تدين بها للجاذبية.

اذا لم تجد وسيلة للحصول على ما يكفي من الطاقة، فبالتالي لست قادرا على المغادرة ايا كان ما تفعله.

لأن ذراتك كانت ذات يوم جزءا من الغبار الذي استهلك عليه الكون الطاقة ليصل الى هذا المكان.

حسنا. هممم … دعنا نلخص كل ذلك مرة أخرى (شكرا لك).

الأجسام في الكون لا ترغب في التحرك. يتوجب عليك اقناعهم للقيام بذلك باستعمال الطاقة.

الجاذبية استخدمت الطاقة لإقناع أجزاء من كوكبنا للتحرك معا.

و هذا خلق سجن الجاذبية خلال العملية، معيقا لنا.

للهرب منه، نحتاج الى تسديد ديننا من الطاقة.

حسنا. كيف نقوم بذلك؟ (لا اعرف).

للوصول الى الفضاء، نحن في حاجة للمرور من خلال عملية معقدة من تبادل الطاقة.

لهذا الغرض، قمنا ببناء جهاز تسديد الطاقة الكامنة السلبية.

و المعروف باسمه الاكثر مملا “الصواريخ”

الصواريخ تعمل باستخدام بعض أكثر التفاعلات الكيميائية الحيوية التي يعرفها البشر

لتفجر في الأساس الوقود بطريقة مسيطر عليها.

وهذا يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة حركية.

عوادم هذا التفاعل يتم توجيهها الى الخارج،

و يدفع الصاروخ بعيدا عن الارض.

من خلال استهلاك الكثير من الطاقة، نقوم بزيادة طاقتنا الجاذبية الكامنة.

وهي طريقة معقدة للقول بأننا نسدد ديون الطاقة للجاذبية (اوه).

ولكنها في الواقع أكثر تعقيدا من ذلك بكثير (لماذا).

عندما تحرق الوقود للوصول الى المدار، تفقد الكثير من الطاقة في التسخين، على شكل العادم والسحب في الغلاف الجوي،

لذا تحتاج في الواقع الى أكثر من ذلك بكثير.

وأنت لا تستطيع ان تراكم فقط كمية كبيرة من الوقود المشع الناسف، و الخطير على مقربة من

حمولتك و تفجرها.

انت في حاجة الى عملية حرق مسيطر عليها و معقدة وتجعل صاروخك ثقيلا جدا

مما يعني كتلة اكبر.

و كلما ارتفعت كتلة شيء ما، كلما ازدادت الطاقة التي تحتاجها لإقناعها بالتحرك،

اذا انت بحاجة الى المزيد من الوقود لرفع صاروخك.

ولكن، إذا كنت بحاجة إلى المزيد من الوقود، فهذا يعني انك بحاجة الى المزيد من الصواريخ لحمل ذلك الوقود!

و لكن، وهذا يجعل صاروخك أثقل مما يتطلب المزيد من الوقود والذي يتطلب بدوره المزيد من الصواريخ لحمل ذلك

الوقود الجديد و هكذا.

في نهاية هذا الجنون، تحتاج الى قرابة 100 اضعاف وزن حمولتك لإطلاق

أريان 6، على سبيل المثال (الصاروخ الأوروبي) سيزن 800 طن، وينبغي أن يكون قادرا على

نقل 10 طن إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض ، أو 20 طنا الى المدار الأرضي المتوسط.

لكن الصاروخ يمكنه أن ينتج فقط الكثير من الزخم، ليكون هناك وزن أقصى، و الذي بعده لن يقوم

بالاقلاع.

إذا قمت بإضافة الكثير من الوزن، فإنه لن يقلع. لذا، لا يمكنك فقط بناء خزانات وقود أكبر وأكبر

هذا هو طغيان معادلة الصواريخ و هذا يعني أن الرحلات الفضائية لن تصبح سهلة أبدا.

ولكن انتظر، الأمور تزداد سوءا.

الوصول الى الفضاء لا يزال غير جيد بما فيه الكفاية - فانت لا تزال داخل سجن الجاذبية على حافة الفضاء و

و ستعود مرة اخرى الى الارض.

البقاء في الفضاء أصعب بكثير من الوصول إلى هناك.

للوصول الى وضع مستقر، حيث يمكنه أن يبقى لفترة من الوقت، يحتاج الصاروخ الى الوصول إلى المدار المنخفض حول الأرض.

و لفعل ذلك، تحتاج الى الكثير من الطاقة الحركية و التي تعني الذهاب بسرعة قصوى

على ارتفاع حوالي 100 كم، فهذا يعني 8 كم في الثانية

28000 كم في الساعة سريعة بما يكفي للسفر حول الأرض في 90 دقيقة.

هنا، نستطيع استعمال خدعة.

بدلا من الطيران بشكل مستقيم، يمكننا أن نذهب من الجوانب!

الأرض هي فلكة (الجميع يعرف ذلك).

اذا، اذا ذهبت من الجوانب، بالسرعة الكافية (على الرغم من انك تسقط نحو الارض) الارض ستغطي

من تحتك بكثير (اه حسنا).

لذلك، طالما انت فوق الغلاف الجوي (حوالي 100 كم فما فوق) فستكون قادرا على البقاء هناك في المدار

هذا ما تفعله محطة الفضاء الدولية (تسقط حول الأرض، مستهلكة الطاقة من وقت الى اخر) للبقاء

بالسرعة الكافية.

وإذا نظرنا إلى المدارات في الحجم، نرى أن مدار القريب من الأرض قريب جدا من الأرض.

للتفسير اكثر، على سبيل المثال الأقمار الاصطناعية، التي في إجازة لكواكب أخرى، تتطلب جولة أخرى من تسديد ديون الطاقة.

الوصول إلى المدار هو الجزء الأكثر صعوبة في ضوء الفضاء بالنسبة لنا في الوقت الحالي.

على سبيل المثال: إذا كنا نريد ارسال صاروخ إلى المريخ، نصف الطاقة هي ضرورية فقط للوصول الى المدار

و النصف الاخر من اجل 55 مليون كم وصولا الى المريخ.

لذلك، ولتكون فعالة قدر الإمكان، فالصواريخ لا تبنى على شكل قطعة واحدة عملاقة.

و انما، نستخدم صواريخ متعددة الطبقات. نحن لسنا بحاجة لحمل خزان وقود فارغ، لذلك فالصواريخ تسقطه.

الصواريخ اليوم، تسلط محركات تعزيزها و طبقتها الرئيسية مع صعودها مع اعتبار كل طبقة من طبقاتها المتعاقبة

صاروخ مجهز تجهيز كامل بحد ذاته، بمحركه الخاص و وقوده.

حسنا. لهذا الذهاب الى الفضاء امر صعب.

اذا كنت تشعر ان هذا الامر برمته معقد جدا، لا تقلق. انه حرفيا علم الصواريخ!

هذا الفيديو اصبح ممكنا من خلال رعاية من قبل Airbus Safran Launchers.

و أريان سبيس.

الذين يستعدون لاطلاق صاروخهم الجديد اريان6 الى الفضاء في 2020.

يمكنك معرفة المزيد عن هذا الصاروخ هنا.

و كالعادة، اذا كنت معجبا بما نقدمه يرجى النظر و دعمنا على Patreon.com.

فهذا يساعدنا فعلا كثيرا!

إذا كنت تواقا للمزيد من الأشياء حول الفضاء الآن: هنا قائمة التشغيل من اجلك.