Video

Transcriere

Suntem prizonieri pe Pământ.

Universul ne tachinează arătându-ne toate locurile pe care n-o să le putem vizita niciodată.

Totuși, dacă specia noastră vrea să aibe un viitor pe termen lung, trebuie să evadăm din închisoarea noastră.

Dar ce ne ține aici în primul rând?

Se pare că avem o datorie către Univers veche de 4.5 miliarde de ani.

O închisoare formată din energie

Orice obiect din univers care are masă atrage la rândul său alte obiecte cu masă.

Numim acest fenomen gravitație.

Cu cât ești mai aproape de un obiect cu o masă mare, cu atât este mai puternică atracția cu care ești tras.

Acest efect ne ține “prizonieri” pe Pământ.

Ne putem imagina că suntem prizonieri într-o închisoare gravitațională, sau o “Groapă Gravitațională”.

Nu e o groapă propriu-zisă, ci un concept util ca să înțelegem ce se întâmplă.

Aflându-te într-o închisoare gravitațională înseamnă că datorezi energie gravitației.

Dar cum poți datora energie?

Pentru că in universul nostru, lucrurile nu vor să-și schimbe viteza sau direcția.

Pentru a le convinge să se miște, trebuie să consumi energie.

Acum miliarde de ani, atracția gravitațională a trilioane de trilioane de particule de praf

care orbitau în jurul soarelui, le-au unit până când au format o planetă.

Procesul acesta a folosit energie creând apoi gravitația din care facem acum parte.

Cu cat ești mai adânc în interiorul gravitației, cu atât mai multă energie vei fi dator gravitației.

Dacă nu găsești o cale să faci rost de energie, atunci nu vei fi în stare să pleci indiferent de ce faci.

Pentru că atomii tăi au făcut cândva parte din praful pentru care universul a consumat energie să ajungă în acest punct.

Bine. Uhmm… Hai să rezumăm toate astea încă odată.

Obiectelor din univers nu le place să se miște. Trebuie să le convingi tu să o facă folosind energie.

Gravitația a folosit energia să convingă părți din planeta noastră să se unească.

În timpul acestui proces a fost creată o închisoare gravitațională, blocându-ne.

Pentru a scăpa, trebuie să plătim cu energie.

Bine… Cum facem asta?

Ieșirea din închisoarea gravitațională

Pentru a ajunge în spațiu, trebuie să trecem printr-un proces complicat de schimburi de energie.

Pentru acest scop, am construit o mașinărie de rambursare a energiei potențiale negative.

Cunoscută sub numele lor plictisitor de “rachete”.

Rachetele funcționează consumând unele dintre cele mai energetice reacții chimice cunoscute de om

pe scurt, pentru a exploda combustibil într-o manieră controlată.

Asta transformă Energia Chimică în Energie Cinetica.

Evacuarea reacției este direcționată spre exterior,

împingând racheta departe de pământ.

Cu cât mărim mai mult energia, cu atât mai mult creștem și energia potențialului nostru gravitațional.

Acesta fiind un mod mai complicat de a spune că ne plătim datoria în energie, gravitației.

Dar de fapt e mult mai complicat de atât.

Atunci când arzi combustibil pentru a intra în orbită, pierzi foarte multă energie pentru încălzire, evacuare și blocarea atmosferică.

deci, de fapt avem nevoie de mult mai mult.

Și nu poți doar să strângi o cantitate enormă de combustibil radioactiv, foarte explizibil și periculos aproape de

încărcătura ta și apoi să o detonezi.

E nevoie de o ardere controlată care e complicată și face racheta foarte grea.

… ceea ce înseamna că are mai multă masă.

Cu cât mai multă masă are un obiect, cu atât mai multă energie va fi necesară pentru a-l convinge să se miște

deci ai nevoie de mai mult combustibil pentru a ridica racheta.

Dar, dacă ai nevoie de mai mult combustibil

înseamnă ca ai nevoie de mai multă rachetă care să care acel combustibil.

Dar, asta ar face racheta mai grea deoarece necesită mai mult combustibil, ce necesită mai multă rachetă care să care acel combustibil în plus şi tot aşa.

La sfârșitul acestei nebunii, vei avea nevoie de aproape 100x greutatea încărcăturii pentru lansare

Ariane 6, de exemplu (racheta europeană) va cântări 800 de tone și ar trebui să

transporte 10 tone în orbita de transfer geostaționară sau, 20 de tone în orbita medie a pământului.

Dar o rachetă nu poate produce decât atâta forță de tracțiune cât să ajungă la o greutate limitată, după care pur și simplu nu va decola.

Dacă adaugi prea multă greutate, aceasta nu se va ridica. Așa că, nu poți construi tancuri de combustibil din ce în ce mai mari

Aceasta este tirania ecuației rachetei și înseamnă că zburatul în spațiu nu va deveni niciodată ușor.

Dar, stai, devine mai rău.

Ajungerea în spațiu nu este de ajuns -ești încă în interiorul închisorii gravitaționale la marginea spațiului și

se va prăbuși înapoi pe Pământ.

Statul în spațiu este mult mai dificil decât ajungerea acolo.

Pentru a ajunge la o poziție stabilă, unde va trebui să stea o vreme, o rachetă trebuie să ajungă pe orbita joasă a Pământului.

Pentru a face acest lucru, vei avea nevoie de o mulțime de energie cinetică, ceea ce înseamnă a merge extrem de rapid

la o altitudine de aproximativ 100 km, asta înseamna 8 km / s

28.000 km / h suficient de rapid pentru a călători în jurul Pământului în 90 de minute.

Aici, putem folosi un truc.

În loc să zburăm direct în sus, putem merge într-o parte!

Pământul este o sferă.

Așa că, dacă te duci într-o parte, suficient de repede (chiar dacă cazi spre Pământ) solul se va curba sub tine

Deci, atâta timp cât ești deasupra atmosferei (la aproximativ 100 km în sus), vei fi capabil să rămâi acolo, pe orbită.

Asta face și ISS (încadrându-se în jurul Pământului, consumând energie din când în când) pentru a rămâne

îndeajuns de rapidă.

Dacă ne uităm la orbite pe scară, vedem că cea mai apropiată orbită este ridicol de aproape de Pământ.

Pentru a lansa, de exemplu, sateliți, pe drum către alte planete, este necesară o altă rundă de rambursare a datoriei în energie.

Ajungerea la orbită este cea mai dificilă parte a zborului în spațiu pentru noi în momentul de față.

De exemplu: Dacă vrem să trimitem o rachetă spre Marte, jumătate din energie este necesară doar să ajungi la orbită

iar cealaltă jumătate pentru cei 55 de milioane de km spre Marte.

Prin urmare, să fie cât mai eficiente posibil, rachetele nu sunt construite dintr-o singură bucată gigantică.

În schimb, folosim rachete în mai multe trepte. Nu e nevoie să cărăm după noi un rezervor de combustibil gol, așa că rachetele îl aruncă.

Rachete de astăzi scapă de releele și partea principală cu cât se ridică mai mult, fiecare etapă succesivă fiind propria ei

rachetă completă, cu motorul şi combustibilul ei propriu.

Ok. Deci, acesta este motivul pentru care ajungerea în spațiu este dificilă.

În cazul în care vi se pare că toate aceste lucruri sunt complicate, nu vă faceți griji. Este literalmente știința rachetelor!

Crearea acestui videoclip a fost posibilă în urma sponsorizării venite din partea Airbus Safran Launchers

si Arianespace

Care își pregătesc noua lor rachetă Ariane 6 de lansare în spațiu în 2020.

Puteți afla mai multe despre rachetă aici.

Și, ca întotdeauna, dacă vă place ceea ce facem, vă rugăm să luați în considerare sprijinirea noastră pe Patreon.com.

Chiar ne ajută foarte mult!

Dacă aveți poftă de mai multe chestii legate de spațiu: aveți aici un playlist.