וידאו

טְק֡ס֙ט

אנחנו כלואים בכדור הארץ.

היקום מתגרה בנו בזה שהוא מראה לנו את כל המקומות בהם לא נוכל לבקר אי פעם.

למרות זאת, אם המין שלנו רוצה לחיות בעתיד לטווח הרחוק, אנחנו חייבים לברוח מהכלא שלנו.

אבל מה מחזיק אותנו כאן מלכתחילה?

מתברר, אנחנו חייבים ליקום חוב בן 4.5 מליארד שנים.

-כלא עשוי מאנרגיה-

כל דבר בעל מסה ביקום שלנו מושך כל דבר אחר בעל מסה.

אנו קוראים לתופעה הזאת כבידה.

ככל שאתה יותר קרוב למשהו בעל מסה, כך חזקה יותר המשיכה או שאתה יותר נמשך פנימה.

התופעה הזאת לוכדת אותנו על כדור הארץ.

אנו יכולים לדמיין את זה כמו להיות אסירים בכלא מכבידה,

או באר כבידה. זאת לא באר אמתית,

אבל זה רעיון שימושי על מנת להבין איך כל זה עובד.

להיות בכלא של כוח המשיכה אומר שאתה חייב אנרגיה לכוח המשיכה.

אבל איך אתה יכול להיות חייב אנרגיה?

בגלל שביקום שלנו, דברים לא רוצים לשנות את המהירות או הכיוון שלהם.

כדי לשכנע אותם לזוז, אתה חייב לבזבז אנרגיה.

לפני מיליארדי שנים, כוח המשיכה של טריליוני טריליונים של חלקיקי אבק

במסלול סביב השמש נתפסו ביחד עד שיצרו כוכב לכת.

התהליך הזה צרך אנרגיה ויצר את באר הכבידה שעכשיו אנחנו חלק ממנה.

ככל שתעמיק לתוך באר הכבידה, כך אתה חייב יותר אנרגיה לכוח הכבידה.

אם אתה לא מוצא דרך להשיג מספיק אנרגיה, אז אתה לא תוכל לעזוב - לא משנה מה תעשה.

בגלל שהאטומים שלך פעם היו חלק מהאבק שהיקום בזבז עליו אנרגיה כדי להגיע למקום הנוכחי.

בסדר… בואו נסכם הכל עוד פעם.

עצמים ביקום לא רוצים לזוז. אתה חייב לשכנע אותם לעשות כך עם אנרגיה.

כוח הכבידה השתמש באנרגיה כדי לשכנע את החלקים שמרכיבים את הכוכב שלנו לזוז ביחד.

זה יצר כלא של כוח הכבידה, שלכד אותנו בתהליך.

כדי להימלט ממנו, אנחנו צריכים לשלם בחזרה עם אנרגיה.

בסדר, איך אנחנו עושים את זה?

-לברוח מבית הסוהר הכבידתי-

כדי להגיע לחלל, אנחנו צריכים לעבור דרך תהליך מורכב של חילופי אנרגיה.

למטרה זו, אנחנו בונים מכונות מתגמלות אנרגיה פוטנציאלית שלילית.

יותר ידועים בשמם היותר משעמם ‘טילים’.

טילים פועלים על ידי שימוש בכמה מהתגובות הכימיות הכי אנרגטיות שידועות לאדם,

בעיקרון בשביל לפוצץ דלק בצורה מבוקרת.

זה ממיר אנרגיה כימית לאנרגיה קינטית.

הפליטה של התגובה הכימית מכוונת החוצה,

ודוחפת של הטיל החוצה מכדור הארץ.

על ידי בזבוז של הרבה אנרגיה, אנחנו מגדילים את האנרגיה הפוטנציאלית של כוח הכבידה שלנו.

שזו דרך מורכבת להגיד שאנחנו משלמים בחזרה את החוב האנרגטי שלנו לכוח הכבידה.

אבל למעשה זה הרבה יותר מתוחכם מזה.

כשאתה שורף דלק כדי להגיע למסלול סביב כדור הארץ, אתה מאבד המון אנרגיה לחום, פליטה, וחיכוך אטמוספרי,

אז למעשה אתה צריך הרבה יותר.

אבל אתה לא ממש יכול לאגור כמות עצומה של פצצות רדיואקטיביות, ודלק מסוכן קרוב

למטען שלך ולהצית את זה.

אתה צריך שריפה מבוקרת, דבר מסובך שעושה את הטילים שלך מאוד כבדים.

מה שאומר שיש לו יותר מסה.

ככל שלמשהו יש יותר מסה, ככה צריך יותר אנרגיה כדי לשכנע אותו לזוז,

אז אתה צריך יותר דלק כי להרים את הטיל שלך.

אבל, אם אתה צריך יותר דלק, זה אומר שאתה צריך יותר טיל כדי לסחוב את הדלק הזה!

אבל זה עושה את הטיל שלך כבד יותר, ולכן צורך יותר דלק שצורך יותר טיל לסחוב את הדלק הזה

כדי לסחוב את הדלק הנוסף הזה, וכן הלאה.

בסוף כל הטירוף הזה, אתה צריך קרוב לפי מאה מהמשקל של המטען שלך כדי לשגר.

אריאן 6, למשל (החללית האירופית) תשקול 800 טון ותהיה מסוגלת להוביל

10 טון למסלול מעבר או, 20 טון למסלול אמצעי סביב כדור הארץ.

אבל טיל יכול להפיק רק כמות מסוימת של דחיפה, לכן יש משקל מקסימלי שמעליו הטיל פשוט

לא ימריא.

אם תעמיס יותר מידי משקל, זה לא ימריא. אז אתה לא יכול פשוט לבנות תא דלק יותר ויותר גדול.

זו הרודנות של משוואת הטיל וזה אומר שטיסה לחלל לעולם לא תהיה קלה.

אבל חכו רגע, זה הולך ונהיה יותר גרוע.

להגיע לחלל זה עדיין לא טוב מספיק - אתה עדיין בכלא של כוח הכבידה בקצה של החלל

ותקרוס בחזרה לכדור הארץ.

להישאר בחלל זה הרבה יותר קשה מלהגיע לשם.

כדי להגיע למקום יציב, במקום שאפשר להישאר בו זמן מה, טיל צריך להגיע למסלול נמוך סביב כדור הארץ.

כדי לעשות זאת, תצטרך הרבה אנרגיה קינטית מה שאומר להגיע למהירות עצומה.

בגובה של בערך 100 ק"מ, זה 8 ק"מ בשניה.

28,000 קמ"ש, זה מספיק מהר בשביל לנוע סביב כדור הארץ תוך 90 דקות.

כאן, אנחנו יכולים להשתמש בטריק.

במקום לעוף ישר למעלה, אנחנו יכולים לנוע לצדדים!

כדור הארץ הוא כדורי.

לכן, אם תנוע הצידה מהר מספיק (אפילו שאתה נופל לכיוון כדור הארץ) הקרקע תתעקם

החוצה מתחתיך.

לכן, כל עוד אתה עדיין מעל האטמוספירה (בערך בגובה של 100 ק"מ) אתה תוכל להישאר במסלול סביב כדור הארץ.

זה מה שתחנת החלל הבינלאומית עושה - נופלת סביב כדור הארץ, מבזבזת אנרגיה מידי פעם כדי

להישאר מהירה מספיק.

אם נביט במסלולים הלווייניים בקנה מידה, נראה שמסלולים לווייניים נמוכים קרובים בצורה מגוחכת לכדור הארץ.

בשביל לפרוס למשל לוויין, או לעזוב לכוכבי לכת אחרים, נדרש עוד סיבוב של חוב אנרגטי לשלם.

להגיע למסלול סביב כדור הארץ זה החלק הכי קשה לנו בטיסה בחלל כרגע.

למשל אם אנחנו רוצים לשלוח חללית למאדים, חצי מהאנרגיה נדרשת רק בשביל להגיע למסלול סביב כדור הארץ.

והחצי השני לכל 55 מיליון הק"מ למאדים.

לכן, כדי להיות יעילים עד כמה שאפשר, טילים לא נבנים בחתיכה אחת ענקית.

במקום, אנחנו משתמשים בטילים מרובי שלבים. אנחנו לא צריכים לסחוב מיכלי דלק ריקים, אז הטילים מפילים אותם.

טילים כיום, מפילים את המאיצים והשלב הראשי שלהם בזמן השיגור,

ולכל שלב מוצלח יש את הטיל שלו עם המנוע והדלק שלו.

בסדר, אז זו הסיבה שקשה להגיע לחלל.

אם אתם מרגישים שכל זה נראה ממש מסובך, אל תדאגו, זה באמת מדע טילים!

הסרטון הזה נהיה אפשרי חלקית על ידי מימון של Airbus Safran Launchers ו Arianespace

שהולכים להכין את הטיל Ariane 6 מוכן לשיגור לחלל ב 2020.

אתם יכולים ללמוד עוד על טילים פה.

וכמו תמיד, אם אתם אוהבים את מה שאנחנו עושים בבקשה שקלו לתמוך בנו ב Patreon.com

זה ממש עוזר לנו הרבה!

אם אתם משתוקקים לעוד מידע על חלל עכשיו: הנה רשימת השמעה בשבילכם.