Видео

Транскрипт

Попасть в космос трудно

В наше время это все равно, что подняться на гору на одноколесном велосипеде

с рюкзаком полным взрывчатки

Невероятно медленно, вы не можете взять с собой много вещей

И вы можете умереть

Ракета должна достичь скорости примерно 40 000 км/ч

для того, чтобы покинуть Землю

Чтобы достичь такой скорости

ракеты строят во многом как емкости для топлива

с небольшим количеством груза.

Это плохо для тех, кто хочет полететь на другую планету,

потому что им нужно очень много тяжелых вещей для того, чтобы выжить

или даже вернуться обратно.

Есть ли способ путешествовать по космосу с меньшим количеством топлива

и большим полезным грузом?

Классная штука, которая решила большинство наших транспортных проблем на Земле

называется инфраструктурой.

Дороги для машин, порты для кораблей и рельсы для поездов

дали нам возможность проще добираться до разных мест

Тем же способом можно решить проблему путешествия в космосе

Космическая инфраструктура сделает перемещение на орбиту

и далее к Луне, Марсу и т.д. легче и дешевле.

Отлично! Но что именно подразумевается под “Космической Инфраструктурой”?

В отличие от космического лифта на Земле, который всё еще остаётся научной фантастикой

существует достаточно простая и многообещающая технология

которая не требует новых научных открытий, супер-материалов или больших инвестиций,

и уже может быть успешно протестирована на орбите

Кабель и груз

известные как Трос.

Концепт удивительно прост.

Допустим, мы поместим трос

длиной сотни или даже тысячи километров в космос

А космические корабли будут использовать его

как ступеньку, чтобы подниматься на бОльшую высоту и ускоряться

Этот концепт называется Скайхук.

Будет еще лучше, если мы заставим его крутиться

Противовес держит длинный кабель, который вращается по кругу

Вращающийся трос замедляет свой конец относительно земли внизу

и ускоряется в своей наивысшей точке, представляя по сути катапульту

Это позволит передавать энергию от троса и получить огромное ускорение при отсоединении

более или менее бесплатно

равное двойному угловому ускорению троса

Уже существуют специальные волокна, способные

выдержать экстремальные условия, с которыми будет сталкиваться Скайхук

Для защиты от рассечений и столкновений от мусора и метеоритов,

мы можем вплести наш трос в сеть из дополнительных волокон

Поскольку наш Скайхук будет проходить через одно и то же место много раз в день,

это позволило бы небольшим, многоразовым шаттлам догонять его.

Конечно, это не так просто.

В самой нижней точке конец троса прорывается сквозь атмосферу

на скорости 12,000 км/ч

Из-за атмосферы Земли мы не можем опустить Скайхук слишком низко

тогда он слишком нагреется от воздушного трения

Так что он опустится до высоты 80 - 150 км, но не ниже

Чтобы соответствовать этому, нам понадобятся специализированные космические корабли,

которые могут добраться до троса.

Хотя это не совсем просто, все равно гораздо дешевле,

чем заставить большую консервную банку,

наполненную ракетным топливом, разогнаться до 40 000 км/ч.

Поймать конец тоже будет непросто.

Есть только короткое временное окно 60 - 90 секунд,

чтобы найти крошечную вещь в небе, двигаясь со скоростью 12 Маха.

Чтобы облегчить задачу, у конца троса может быть своего рода леска длиной в километр

с навигационным дроном, который помогает космическому кораблю пристыковаться.

Еще одной проблемой является удержание нашего Скайхук на орбите.

По мере того, как все больше и больше кораблей стыкуются к нему и тянут себя по инерции,

они используют импульс, который удерживает его на месте.

Если мы ничего не сделаем, он замедлится и рухнет в атмосферу.

И здесь мы можем немного обмануть Вселенную.

Скайхук - это батарея орбитальной энергии.

Можно сбалансировать полезные нагрузки, привозимые и отправляемые.

Прибывающие корабли, доставляющие людей и материалы домой на землю,

добавляют энергию тросу, которую он может передать другим кораблям, отправляющимся в космос.

Таким образом, трос не теряет никакой энергии.

Чем больше мы его используем, тем дешевле он становится.

Если мы все еще теряем энергию при каждом ускорении, мы можем восстановить ееt

с помощью небольших электрических или химических двигателей.

которые регулярно исправляют положение троса.

Набор привязей, один вокруг Земли и один вокруг Марса, может создавать рейсы

между планетами быстро, прямолинейно и недорого, по сравнению с ракетами.

Трос Земли будет находиться на низкой околоземной орбите,

чтобы хватать людей и полезные грузы и отправлять их на Марс.

Трос Марса ловит их и замедляет для приземления на поверхности.

В обратном направлении, трос может подобрать летательный аппарат,

летящий через тонкую атмосферу Марса со скоростью всего лишь около 1000 км/ч

не намного быстрее, чем наши авиалайнеры на Земле,

и запустить его назад на Землю, чтобы он был пойман и спущен вниз.

Тросы могут сократить поездки между обеими планетами,

с девяти месяцев до пяти или даже трех,

и уменьшить требуемый масштаб ракет, от 84 до 96%.

Еще лучше: люди могут путешествовать в относительной роскоши,

поскольку мы могли бы позволить себе инвестировать в комфорт пассажиров.

В путешествиях к Марсу с помощью привязи были бы места первого класса.

Вместе, тросы вокруг Земли и Марса могут обеспечить

быструю и экономичную транспортную магистраль

что сделало бы космическое путешествие доступным.

Но пойдем дальше.

Начиная с низкой орбиты Марса,

привязь может ускорить корабли до пояса астероидов.

Первому кораблю, отправленному на новый астероид,

потребуются ракеты, чтобы замедлить движение у места назначения.

Последующие прибывающие могут найти привязь,

которая словит их и бесплатно отправит обратно.

Возможность добраться к астероидам недорого - главный фактор

в освоении ресурсов Солнечной системы.

Драгоценные металлы и ценные минералы могут быть доставлены на Марс

через несколько недель после того, как они были добыты из своего астероида.

Они были бы идеальными строительными блоками для нашей межпланетной цивилизации.

Но зачем останавливаться на достигнутом?

Луны Марса очень удобные.

Никакие другие луны в Солнечной системе не вращаются так близко к их планете.

Фобос настолько тяжел, что нам не нужно беспокоиться о его замедлении,

что делает его идеальной точкой крепления для супер-тросов

чуть менее 6000 км в длину.

Нижний конец пролетит над поверхностью Марса и его будет очень легко поймать.

Верхний конец может швырнуть корабли вплоть до Юпитера и Сатурна.

Тот же супер-трос может также сблизить внутреннюю Солнечную систему.

Венера и Меркурий находятся на расстоянии одного шага.

В отличие от Марса, они разрываются от солнечной энергии и богаты минералами.

В долгосрочной перспективе ничто не мешает человечеству построить транспортную сеть

с нулевым топливом для планет земной группы, сосредоточенную на марсианских лунах.

Тросы - это сравнительно дешевое и устойчивое решение для обеспечения досягаемости

космических путешествий и остальной части Солнечной системы,

доступной для эксплуатации и разведки.

Учитывая, что сегодня у нас есть технология для их создания,

нет никаких оснований ждать больше.

Части Солнечной системы находятся далеко,

но они могут быть очень близко.

Говоря о вещах, которые трудно достать, но не обязательно:

Знание.

Наши друзья из Brilliant могут соединить вас со вселенной,

полной взрывных идей и веселых курсов.

Brilliant - это веб-сайт, который помогает вам заниматься наукой на практике,

с интерактивными курсами по решению проблем

и ежедневными задачами по математике, логике и технике.

Каждая проблема дает вам все необходимые инструменты,

чтобы изучить сложные темы самостоятельно.

Это обучение на практике, но с вашим мозгом, а не руками.

Используйте свое любопытство, чтобы докопаться до загадок и курсов о таких вещах,

как классическая механика, астрономия, гравитационная физика и многое другое.

Если вы нажмете на ссылку в описании или посетите brilliant.org/nutshell,

Вы можете зарегистрироваться бесплатно и узнать больше вещей, чем можете себе представить.

И есть дополнительные бонусы для зрителей Kurzgesagt:

Первые 688 человек, которые используют ссылку, получат 20% от их годового членства,

что позволяет просматривать все ежедневные проблемы в архивах и разблокировать каждый курс.

Brilliant поможет вам закончить свой день немного умнее.

Вы могли бы … подсесть на опыт!