Video

Transkripcija

Mi smo zarobljenici na Zemlji. Svemir nas ismijava, pokazujući nam sva mjesta koja nikako ne možemo posjetiti.

Međutim, ako naša vrsta želi imati dugoročnu budućnost, moramo pobjeći iz našeg zatvoreništva.

Ali što nas ovdje zadržava?

Ispostavlja se kako dugujemo svemiru dug koji je star 4.5 milijardi godina.

uvod

Sve što u svemiru ima masu privlači sve drugo što ima masu.

Ovaj fenomen zovemo ‘gravitacija’.

Što si bliže velikom komadu mase, sve je jača privlačnost ili si više uvučen.

Ovaj efekt nas zarobljuje na Zemlji.

Možemo ovo zamisliti kao zatvoreništvo u zatvoru gravitacije ili gravitacijski bunar.

Nije doslovan bunar, ali koncept za bolje razumijevanje kako ovo funkcionira.

Biti u gravitacijskom zatvoru znači da duguješ gravitaciji energiju.

Ali kako možeš biti dužan energiju?

Zato što u našem svemiru, stvari ne žele mijenjati svoju brzinu ili usmjerenje.

Kako bi ih se uvjerilo da se miču, moraš trošiti energiju.

Prije mnogo milijardi godina, gravitacijska privlačnost, bilijuna i bilijuna čestica prašine

koje su kružile naše Sunce, ih je spojila zajedno dok nisu formirale planet.

Ovaj proces je trošio energiju i stvorio gravitacijski bunar čiji smo dio sad.

Što si dulje u gravitacijskom bunaru, toliko više energije duguješ gravitaciji.

Ako ne nađeš način na koji bi dobio dovoljno energije, onda nisi u mogućnosti izaći bez obzira što uradio.

Zato što su tvoji atomi nekada bili dijelovi prašine na koju je svemir utrošio energiju kako bi došao na ovo mjesto.

Ok. Hmm… Skratimo ovo još jednom.

Objekti u svemiru se ne vole micati. Moraš ih uvjeriti s energijom kako bi to napravili.

Gravitacija je koristila energiju kako bi uvjerila dijelove našeg planeta da se miču zajedno.

Ovo je stvorilo gravitacijski zatvor u procesu, uhvativši nas u klopku.

Kako bi pobjegli, moramo vratiti energiju.

Ok. A kako to napraviti?

Kako bi došli u svemir, moramo proći komplicirani proces izmjene energije.

Za ovu svrhu, stvaramo uređaj koji vraća negativnu potencijalnu energiju.

Poznate po svojem dosadnom imenu ‘rakete’.

Rakete rade koristeći neke od najviše energičnih kemijskih reakcija za koje čovječanstvo zna

za eksploziju goriva u kontroliranim uvjetima.

Ovo pretvara kemijsku energiju u kinetičku energiju.

Rezultat ove reakcije je usmjeren prema van

i gura raketu dalje od Zemlje.

Koristeći mnogo energije, povećavamo gravitacijsku potencijalnu energiju.

Što je samo komplicirani način za reći kako vraćamo svoj energetski dug gravitaciji.

Ali je zapravo mnogo kompliciranije.

Kada izgara gorivo za doći u orbitu, gubi se mnogo energije u toplini, ispušnim plinovima i atmosferskim preprekama,

stoga je treba puno više.

I ne može se samo nagomilati velika količina radioaktivnih, vrlo eksplozivnih i opasnih goriva blizu sebe

i detonirati ih.

Potrebno je kontrolirano izgaranje što je komplicirano i čini raketu vrlo teškom

…što znači kako ima veliku masu.

Što više mase nešto ima, toliko više energije je potrebno kako bi se pomaknulo,

stoga je potrebno više goriva za pokretanje rakete.

Ali, ako treba više goriva, to znači da treba i više rakete za nositi to gorivo!

Ali ovo čini raketu težom, prema tome treba više goriva što traži i više rakete kako bi nosila

to novo gorivo.

Na kraju, treba više od 100x više težine za lansiranje

Ariane 6, na primjer, bi težila 800 tona i trebala bi

prenijeti 10 tona u geostacionarni transfernu orbitu ili 20 tona u srednju zemljinu orbitu.

Ali postoji i maksimalna težina, nakon koje više ne može

lansirati.

Ako se doda previše težine, neće se moći lansirati. Stoga se ne mogu raditi veći i veći spremnici za gorivo.

Ovo je tiranije raketne jednadžbe i znači kako letu u svemir nikada neće olakšati.

Ali postaje i gore.

Dolazak u svemir još nije dovoljan - još uvijek se nalazimo u gravitacijskom zatvoru na rubu svemira i

padamo natrag na Zemlju.

Ostanak u svemiru je puno teži nego dolazak do njega.

Kako bi se došlo na stabilnu poziciju, gdje se može ostati na neko vrijeme, raketa mora doći do Zemljine niske orbite.

Kako bi to bilo moguće, potrebno je puno kinetičke energije što znači kako treba vrlo brzo putovati

na visini od otprilike 100 km, tako je 8 km/s,

28 000 km/h dovoljno brzo za putovanje oko Zemlje u 90 minuta.

Možemo iskoristiti trik.

Umjesto putovanja ravno gore, možemo ići na stranu.

Zemlja je sfera.

Što znači ako idemo pod nekim kutem dovoljno brzo (iako padamo prema Zemlji) tlo će biti

daleko ispod nas.

Dakle, dokle god smo iznad atmosfere (oko 100 km visine) biti ćemo u mogućnosti ostati tamo u orbiti.

Ovo radi ISS kako bi ostala

dovoljno brza.

Ako gledamo orbite, vidimo kako je orbita kraj Zemlje nevjerojatno blizu nje same.

Kako bi se poslali, npr. sateliti, prema drugim planetima, potrebno je još jednom vratit energijski dug.

Dolazak u orbitu je trenutno najteži dio svemirskog leta.

Npr: ako želimo poslati raketu na Mars, pola energije je potrebno samo kako bi se došlo u orbitu,

a druga polovica energije je potrebna za put od 55 milijuna kilometara do Marsa.

Stoga, kako bi se bilo puno efektivnije, rakete nisu rađene u jednom velikom komadu.

Umjesto toga, koristimo višefazne rakete. Ne treba nositi prazan spremnik goriva, pa ih rakete ispuštaju.

Današnje rakete, ispuštaju svoje pojačivače i glavnu fazu tijekom putovanja sa svim svojim dijelovima koji su

u potpunosti sadržane rakete, sa svojim motorom i gorivom.

Ok. Zato je putovanje u svemir komplicirano.

Ako misliš kako se ovo jako komplicirano, bez brige. Doslovno je raketna znanost.

Ovaj video je omogućen dijelom sponzorima Airbus Safran Launchers

i Arianespace.

Koji pripremaju svoju novu Ariane 6 raketu za lansiranje u svemir 2020.

Možete pročitati više o raketi ovdje.

I kao uvijek, ako volite što radimo molimo razmotrite podržati nas na Patreon.com

Puno nam pomaže.

Ako želiš više svemirskih tema: evo playliste za tebe.