Video

Transkripsi

Kita adalah banduan di Bumi. Alam semesta mengejek kita, dengan memperagakan tempat-tempat yang kita tak boleh singgah.

Walau bagaimanapun, jika spesis kita mahukan masa depan yang panjang, kita harus bebaskan diri dari penjara kita.

Tapi apakah yang menahan kita disini?

Rupa-rupanya, kita berhutang dengan alam semesta selama 4.5 billion tahun.

Semua benda berjisim di alam semesta menarik benda berjisim lain .

Kita namakan fenomena ini ‘graviti’.

Lebih dekat anda dengan jisim yang besar, lebih kuat tarikan atau lebih banyak anda ditarik

kedalam.

Kejadian ini memerangkap kita di Bumi.

Kita boleh bayangkan perkara ini sebagai menjadi banduan dalam penjara graviti, atau telaga graviti.

Ia bukanlah telaga secara harfiahnya, tetapi konsep berguna untuk memahami bagaimana ia terjadi.

Berada dalam penjara graviti bermaksud anda berhutang tenaga graviti.

Tetapi bagaimana anda boleh berhutang tenaga?

Kerana di alam semesta kita, benda-benda tidak mahu mengubah kelajuan dan arah mereka.

Untuk meyakinkan mereka untuk bergerak, kita harus menggunakan tenaga.

Berbilion tahun dahulu, tarikan graviti bertrillion partikel habuk

mengorbit matahari kita menggabungkan mereka sehingga mereka membentuk planet.

Proses ini menggunakan tenaga dan telaga graviti dan kita sebahagiannya.

Lebih dalam anda berada dalam telaga graviti, lebih tenaga anda berhutang pada graviti.

Jika anda tidak jumpa cara untuk mendapatkan lebih tenaga, anda tidak akan mampu keluar tidak kira apa yang anda lakukan.

Kerana atom-atom anda pernah menjadi sebahagian habuk yang alam semesta gunakan untuk datang ke tempat ini.

Ok. Hmm, mari kita simpulkan kesemua itu.

Objek di alam semesta tidak suka bergerak. Anda harus yakinkan mereka untuk bergerak dengan tenaga.

Graviti gunakan tenaga untuk yakinkan bahagian-bahagian planet kita untuk bergerak sekali.

Perkara ini membentuk penjara graviti di dalam proses tersebut, memerangkap kita.

Untuk keluar, kita harus menebus dengan tenaga.

Ok. Bagaimana cara kita melakukannya?

Untuk berada di angkasa, kita perlu melakukan proses pertukaran tenaga yang rumit.

Untuk tujuan ini, kita bina mesin penebus tenaga keupayaan negatif.

Lebih dikenali dengan nama membosankan, ‘roket’.

Roket berfungsi menggunakan bahan kimia bertenaga tinggi manusia pernah tahu

untuk meletuskan bahan api secara terkawal.

Ini mengubah tenaga kimia kepada tenaga kinetik.

Hasil pembakaran diarahkan keluar,

dan menolak roket dari Bumi.

Dengan menggunakan banyak tenaga, kita meninggikan tenaga keupayaan graviti.

Ia adalah cara yang rumit untuk memberitahu bahawa kita menebus kembali hutang tenaga kepada graviti.

Tetapi ia sebenarnya lebih rumit dari itu.

Bila anda membakar bahan api untuk pergi ke orbit, anda kehilangan banyak tenaga kepada haba, hasil pembakaran, dan rintangan atmosfera,

jadi anda sebenarnya perlukan lebih lagi.

Dan anda tidak boleh timbunkan bahan api yang radioaktif, mudah meletup, dan berbahaya dekat dengan

barang anda dan letuskan ia.

Anda perlukan pembakaran terkawal yang rumit dan menyebabkan roket anda sangat berat,

yang bermaksud ia mempunyai lebih jisim.

Lebih banyak jisim sesuatu benda itu, lebih banyak tenaga anda perlukan untuk meyakinkan ia untuk bergerak,

jadi anda perlukan lebih bahan api untuk menaikkan roket anda.

Tetapi, jika anda perlukan lebih bahan api, bermaksud anda perlukan lebih roket untuk menggalas bahan api tersebut!

Tetapi, ini menyebabkan roket anda menjadi berat dan memerlukan lebih bahan api yang memerlukan lebih roket untuk menggalasnya

dan seterusnya.

Pengakhirannya, anda perlukan lebih kurang 100 kali ganda berat barang anda untuk berlepas.

Ariane 6, sebagai contohnya (Roket Eropah) akan mempunyai berat 800 tan dan boleh

mengangkut 10 tan pada orbit penukaran geostesen, atau 20 tan pada orbit Bumi pertengahan.

Tetapi roket mempunyai had untuk menghasilkan tujahan, jadi ada berat maksimum, lebih dari itu ia tidak akan

berlepas.

Jika anda menambah berat berlebihan, ia tidak akan berlepas. Jadi, anda tidak boleh bina tangki bahan api lebih besar begitu sahaja.

Ini adalah kezaliman persamaan roket dan ia bermaksud penerbangan angkasa tidak akan menjadi mudah.

Tapi tunggu, ia lebih teruk lagi.

Perjalanan ke angkasa masih tidak cukup - anda masih berada di dalam penjara graviti di hujung angkasa dan

menjunam kembali ke Bumi.

Menetap di angkasa adalah lebih sukar dari perjalanan kesana.

Untuk mendapatkan posisi yang stabil, dimana ia boleh menetap sementara, roket tersebut perlu capa orbit Bumi rendah.

Untuk melakukannya, anda perlukan tenaga kinetik tinggi, yang bermaksud berlepas dengan kelajuan tinggi

di altitud lebih kurang 100 km, ini adalah 8 km/s

28000 km/h adalah cukup laju untuk mengelilingi Bumi dalam 90 minit.

Di sini, kita boleh gunakan helah.

Selain berlepas menegak keatas, kita boleh berlepas ke arah sisi!

Bumi berbentuk sfera.

Jadi, jika anda berlepas ke arah sisi cukup laju, walaupun anda menjunam ke Bumi, tanah akan menyediakan

jalan dibawah anda.

Jadi, selagi anda berada di atas atmosfera (lebih kurang 100 km keatas), anda boleh menetap di orbit.

Ini adalah apa yang dilakukan ISS (menjunam sekeliling Bumi, menggunakan tenaga dari masa ke semasa)

untuk kekal laju.

Jika kita lihat orbit dengan skala, kita boleh lihat orbit Bumi begitu dekat dengan Bumi.

Untuk melancarkan, satelit contohnya, atau pergi ke planet lain, memerlukan penebusan hutang tenaga yang lain.

Berlepas ke orbit adalah bahagian penerbangan angkasa yang paling sukar untuk kita buat masa ini.

Contohnya: Jika kita mahu lancarkan roket ke Marikh, separuh tenaga diperlukan hanya untuk pergi ke orbit

Dan separuh lagi untuk 55 juta km ke Marikh.

Jadi, untuk lebih efektif, roket tidak dibina sebagai satu unit.

Sebaliknya, kita gunakan roket berperingkat. Kita tidak perlu menggalas tangki bahan api kosong, jadi roket menjatuhkannya.

Roket hari ini, menggugurkan pemangkin dan peringkat utama semasa berlepas dengan setiap peringkat berjaya menjadi

roketnya sendiri, lengkap dengan enjin dan bahan api.

Ok. Jadi inilah sebabnya perlepasan ke angkasa adalah sukar.

Jadi jika anda rasa semua ini rumit, maka jangan risau, secara harfiahnya ia adalah sains roket!

Video ini terhasil dengan tajaan Airbus Safran Launchers

dan Arianespace

yang akan melancarkan roket Ariane 6 ke angkasa pada 2020.

Anda boleh tahu dengan lebih lanjut tentang roket di sini.

Dan seperti biasa, jika anda suka apa yang kami lakukan, berilah sokongan kepada kami di Patreon.com

Ia amat membantu kami!

Jika anda mahukan lebih kisah angkasa: ini adalah senarai main untuk anda. (Bye awak :))