Vídeo

Transcrición

Somos prisioneiros na Terra. O Universo provócanos amosándonos todos os lugares que nunca poderemos visitar.

Porén, se a nosa especie quere ter un futuro a longo prazo, temos de escapar.

Pero que é o que nos retén aqui?

Resulta que debemoslle ao Universo unha débeda de máis de 4500 millóns de anos.

Intro

Todo o que ten masa no Universo atrae calquera outra cousa con masa.

A este fenómeno chamámolo «gravidade».

Canto máis preto esteas dun gran montón de masa, mais será a atracción; or mais tirara de ti

ti.

Este efecto encérranos na Terra.

Podemos imaxinar que somos prisioneiros nun cárcere de gravidade, ou nun pozo de gravidade.

Non é un pozo literal, pero é un concepto útil para entendermos como funciona isto.

Estar nun cárcere de gravidade significa que debelles enerxía á gravidade.

Pero como podes deber enerxía?

Porque, no Universo, as cousas non queren cambiar a súa velocidade ou dirección.

Para convencelas de que se movan, tes de gastar enerxía.

Hai miles de millóns de anos, a atracción gravitatoria de billóns de billóns de partículas de po

que orbitaban o Sol acabou axuntándoas ata que formaron un planeta.

Este proceso usou enerxía e creou o pozo gravitatorio ao que pertencemos agora.

Cando máis fondo esteas no pozo gravitatorio, máis enerxía lle debes á gravidade.

Se non atopas un xeito de obter enerxía dabondo, non poderás marchar fagas o que fagas.

Porque os nosos átomos veñen do po que o Universo puxo aquí, gastando enerxía.

Vale. mmm… Imos resumir todo isto outra vez.

Os obxectos do Universo non lles gusta moverse. Tes de convencelos gastando enerxía.

A gravidade empregou enerxía para convencer as partes do noso planeta para que se xuntasen.

Isto creou un cárcere de gravidade no proceso, encerrándonos.

Para escaparmos, precisamos devolver o pagamento con enerxía.

Vale. Como podemos facer iso?

Para chegarmos ao espazo, precisamos superar un complicado proceso de intercambio de enerxía.

Para isto, construímos unha máquina de pagamento de enerxía potencial negativa.

Máis coñecida polo seu nome aburrido, «foguete».

Os foguetes funcionan cunha das reaccións químicas máis enerxéticas que coñecemos os humanos

para, basicamente, facer estoupar combustible dun xeito controlado.

Isto converte enerxía química en enerxía cinética.

O escape da reacción diríxese cara a fóra

e empurra o foguete, afastándoo da Terra.

Ao expandirmos moita enerxía, estamos incrementando a nosa enerxía potencial gravitatoria.

Isto é unha maneira complicada de dicir que lle estamos a devolver a nosa débeda de enerxía á gravidade.

Pero en realidade é moito máis complicado.

Cando queimas combustible para te pores en órbita, perdes moita enerxía en forma de calor, escape e rozamento,

así que realmente necesitas moita máis.

E non podes simplemente amorear un montón de combustible perigoso, radioactivo e moi explosivo preto da túa

carga e detonalo.

Precisas unha combustión controlada, que é moi complicada e torna o teu foguete moi pesado…

…é dicir, que ten máis masa.

Canta máis masa ten algo, máis enerxía precisas para convencelo de que se mova,

así que precisas máis combustible para elevar o teu foguete.

Pero, se precisas máis combustible, tamén precisas máis foguete para levar ese combustible!

E isto faino máis pesado, requirindo máis combustible, o que precisa máis foguete para levar ese

novo combustible, etcétera.

Á fin desta tolaría, precisas arredor de cen veces o peso da túa carga para que engale.

O Ariane 6 (o foguete europeo), por exemplo, pesará 800 toneladas e debería poder

transportar 10 toneladas á órbita xeoestacionaria, ou 20 toneladas á órbita intermedia terrestre.

Pero hai un impulso máximo que un foguete pode xerar, así que hai un peso máximo e alén del, simplemente,

non engalará.

Se engades peso de máis, non se elevará, así que non podes simplemente construír tanques cada vez maiores.

Esta é a tiranía da ecuación do foguete e implica que os voos espaciais nunca serán doados.

Pero agarda. Aínda é peor.

Chegar ao espazo non abonda: aínda estás dentro do cárcere gravitatorio, á beira do espazo, e

volverías caer á Terra.

Quedar no espazo é moito máis difícil ca chegar alí.

Para chegar a unha posición estable, onde poida quedar durante un anaco, o foguete ten de acadar a órbita baixa terrestre.

Para isto precisa moita enerxía cinética, o que significa ir extremadamente rápido.

Nunha altitude duns 100 km, sería 8 km/s, é dicir,

28 000 km/h. Rápido dabondo como para dar unha volta arredor da Terra en 90 minutos.

Aquí podemos usar un truco.

No canto de voar recto cara arriba, podemos ir de lado!

A Terra é unha esfera.

Así que, se vas cara a un lado rápidamente dabondo, aínda que caias cara a Terra, o chan curvarase

baixo os teus pés.

Mentres te manteñas por riba da atmosfera (a uns 100 km de altitude), poderás quedar alí en órbita.

Isto é o que fai a EEI: caer cara a Terra, gastando enerxía de cando en vez para manter

suficiente velocidade.

Se miramos as órbitas a escala, vemos que a órbita baixa terrestre está ridiculamente preto da Terra.

Colocar satélites, por exemplo, ou marchar a outros planetas, precisa outro pagamento de débeda enerxética.

De momento, chegar á órbita é a parte máis difícil do voo espacial.

Por exemplo, se quero mandar un foguete a Marte, a metade da enerxía é só para chegar á órbita

e a outra metade para os 55 millóns de quilómetros ata Marte.

Así pois, para seren o máis eficientes posible, os foguetes non se fan dunha soa peza.

A carón diso, empregamos foguetes multietapa. Non precisamos transportar un tanque baleiro, así que o soltamos.

Hoxe os foguetes van soltando os reforzos e a etapa principal segundo ascenden, e cada etapa é un

novo foguete completo, co seu propio motor e combustible.

Vale. Así que é por isto que chegar ao espazo é duro.

Se todo isto che semella moi complicado, non te preocupes. É espacialmente complicado!

Este vídeo foi posible grazas en parte a un patrocinio de Airbus Safran Launchers

e mais Arianespace,

que se están preparando para lanzar o seu novo foguete Ariane 6 ao espazo en 2020.

Aquí podes aprender máis cousas sobre o foguete.

E, coma sempre, se che gusta o que facemos, por favor, considera apoiarnos en Patreon.com.

De verdade que axudanos moito!

Se tes ganas de máis cousas espaciais, aquí tes unha lista.