Video

Transkrypcja

Ciężko jest dostać się w kosmos

Mimo że chcielibyśmy żeby istniał łatwy i niedrogi sposób

żeby obejrzeć Ziemię w próżni

Obecnie jest to możliwe tylko dla astronautów i miliarderów

Istnieje jednak koncepcja która może to umożliwić

jednocześnie dając początek eksploracji wszechświata-

Winda kosmiczna

Jak dokładnie ona działa?

By zrozumieć jak kosmiczna winda przeniesie nas w kosmos

musimy wpierw pojąć czym jest orbita

Bycie na orbicie ogólnie oznacza spadanie w stronę czegoś

poruszając się tak szybko żeby w to nie trafić

Gdy rzucasz piłką na Ziemi, zakreśla ona łuk w powietrzu

a potem uderza o podłoże

W kosmosie grawitacja sprawia, że poruszasz się tak samo

jednak jeśli poruszasz się odpowiednio szybko w bok

krzywizna planety sprawia że grunt usuwa się pod tobą tak szybko

jak grawitacja ściąga cię w jego stronę

Tak więc aby wejść na orbitę rakiety muszą lecieć w górę

i szybko w bok

Dla porównania winda kosmiczna wykorzystuje energię obrotu Ziemi

by rozpędzić ładunek

Wyobraź sobie dziecko kręcące zabawką na sznurku oraz mrówkę na jego dłoni

W miarę wspinania się w górę po sznurku

mrówka coraz bardziej się rozpędza

W porównaniu do rakiet, przy ładunku przemieszczanym windą

musimy dostarczyć energii tylko do ruchu w górę

Szybki ruch w bok dostajemy w prezencie jako obrót Ziemi

Winda kosmiczna byłaby jednak

największą i najdroższą konstrukcją w historii człowieka

Opłaca nam się więc?

Wszystko sprowadza się do kosztów

Rakiety spalają ogromne ilości paliwa

po to by wynieść mały ładunek w kosmos

Przy obecnych cenach wyniesienie kilograma ładunku w kosmos kosztuje 20 000 dolarów

czyli 1,3 miliona dolarów za przeciętnego człowieka

40 milionów dolarów za twój samochód

miliardy za międzynarodową stację kosmiczną

Te ogromne koszty są jednym z ważniejszych ograniczeń lotów kosmicznych

Nawet przy postępie technologicznym

te ceny raczej nie będą porównywalne do cen biletów lotniczych w najbliższym czasie

Winda kosmiczna rozwiązałaby ten problem

Po zbudowaniu

szacuje się że koszt transportu spadnie stukrotnie - do 200 dolarów za kilogram

Jeśli niedroga winda kosztuje 20 miliardów dolarów

to odzyskamy straty po wysłaniu zaledwie miliona ton w kosmos

Czyli w przybliżeniu masy dwóch międzynarodowych stacji kosmicznych

Jak zatem wyglądałaby winda kosmiczna?

Winda kosmiczna składa się z czterech podstawowych elementów:

liny, podstawy, przeciwwagi i pojazdu wspinającego

Część transportowa windy to lina i pojazd

Rozciąga się ona od powierzchni Ziemi do kosmosu

Pojazd przypomina konwencjonalną kabinę windy

poruszającą się w górę i w dół po linie

Na dole windy znajdowałaby się podstawa

przytwierdzająca linę do Ziemi, razem ze stacją dla pojazdu

Na szczycie windy znajdowałaby się przeciwwaga utrzymująca linę

Lina byłaby napinana jak sznur

i utrzymywana od góry przez przez masę przeciwwagi

Na wysokości powyżej 36 000 kilometrów nad powierzchnią planety

w miejscu przeciwwagi mogłaby być stacja kosmiczna-

punkt startowy dla misji kosmicznych

Czy jesteśmy w stanie zbudować coś takiego?

Ciężko stwierdzić

Największym wyzwaniem jest lina

Musi ona być lekka, tania

i stabilniejsza od wszystkich materiałów które potrafimy obecnie wyprodukować

Istnieją obiecujące materiały jak grafen czy nanowłókna diamentowe

jednak nawet one mogą okazać się zbyt słabe

W dodatku poza ogromną wytrzymałością

lina musiałaby być odporna na korozję, promieniowanie

oraz zderzenia z mikrometeorytami i szczątkami kosmicznymi

Podróż taką windą trwa kilka dni

Jak więc ją zasilić?

Jazda w górę wymaga sporej energii

Czy powinniśmy zainstalować w pojeździe reaktor atomowy?

Czy może przesyłać do niego energię z Ziemi przy pomocy bardzo silnych laserów?

Gdzie zdobyć materiały na 36 000 kilometrów liny?

Czy zbudujemy ją na Ziemi i wystrzelimy w kosmos?

Czy może zbudujemy ją w kosmosie i opuścimy na Ziemię?

Być może rozwiązaniem jest kosmiczne górnictwo?

W skrócie - mamy przed sobą jeszcze wiele technologicznych przeszkód do pokonania

Winda kosmiczna nie jest też wolna od zagrożeń

W przypadku urwania lina zawaliłaby się spektakularnie

Urwana przy podstawie

uwolniłaby ogromną siłę przeciwwagi, unoszącą całą windę

która poszybowałaby w kosmos

W przypadku urwania w okolicach przeciwwagi

lina opadłaby w dół

owijając się dookoła planety i wystrzeliwując koniec windy w próżnię

Powstałe w ten sposób szczątki byłyby problemem dla przyszłości lotów kosmicznych

Budowa kosmicznej windy na Ziemi musi się powieść za pierwszym razem

Z tego powodu niektórzy eksperci zaproponowali

żeby wpierw zbudować taką windę na Księżycu

Grawitacja Księżyca jest znacznie słabsza od ziemskiej

więc materiał gorszej jakości lecz możliwy do wytworzenia, jak kevlar

mógłby posłużyć jako lina

Nawet pomimo tych wyzwań

zysk wynikający z posiadania działającej windy jest niezmierny

Może to być pierwszy krok w stronę cywilizacji kosmicznej

Być może nigdy nie zbudujemy windy kosmicznej

jednak w efekcie starań możemy się sporo nauczyć

A gdy chodzi o podbój kosmosu

żadne marzenia o przyszłości nie są zbyt wielkie