Video

Prepis

Sme väzňami na Zemi

vesmír sa nám vysmieva tým že nám ukazuje všetky miesta ktoré nemôžeme nikdy navštívíť

Avšak pokiaľ náš druh má mať dlhodobú budúcnosť

musíme nášmu väzeniu uniknúť

Ale v prvom rade, čo nás tu vlastne drží?

Ukázalo sa že vesmíru dlžíme,

dlh ktorý 4,5 miliardy rokov starý

stručnepovedané - v kocke -

• väzenie vytvorené z energie -

všetko s hmotnosťou vo vesmíre priťahuje ostatné veci s hmotnosťou

tento fenomén nazývame gravitácia

čím bližšie ste ku kuse hmoty

tým vätšia je príťažlivosť, tým viac ste vťahovaný

tento efekt nás drží v pasci, na Zemi

môžeme si to predstaviť ako že sme väzni v gravitačnom väzení, alebo v gravitačnej studni

nie je to skutočná studňa, ale jednoduchý koncept ktorý nám pomáha pochopiť ako to funguje

Byť v gravitačnom väzení znamená, že dlžíte gravitácii energiu.

Ale ako môžete dlžiť energiu?

Pretože v našom vesmíre veci nechcú meniť svoju rýchlosť alebo smer

Aby ste ich presvedčili aby sa pohli, musíte utratiť energiu

Pred miliardami rokov gravitačná energia trilión triliónov častíc prachu,

ktoré obiehali naše Slnko, ich stiahla k sebe až nakoniec vytvorili planétu

Tento proces spotreboval energiu, a vytvoril gravitačnú studňu, ktorej sme teraz súčasťou

čím hlbšie s garvitačnej studni ste, tým viac energie dlžíte gravitácii

pokial nenájdete spôsob ako získať dostatok energie, tak nemôžte odísť

A nezáleži čo pre to robíte

Pretože vaše atómy boli kedysi súčasťou prachu na ktorý vesmír utratil energiu aby sa dostal na toto miesto

OK , hmmm

Tak si to všetko znova zhrňme

Objekty vo vesmíre sa neradi hýbu

Musíte ich k tomu presvedčiť pomocou energie

Gravitácia použila energiu aby presvedčila častice ktoré tvoria našu planétu aby sa presunuli bližšie k sebe

pri tomto procese bolo vytvorené gravitačné väzenie

a tým nás uväznilo v pasci

aby sme tomu unikli musíme zaplatiť energiou

OK, ako to robíme?

• Útek s gravitačného väzenia -

Aby sme unikli do vesmíru musíme prejsť cez komplikovaný proces výmeny energie

Pre tento účel sme vytvorili “zariadenie splácajúce negatívnu potenciálnu energiu”

známe skorej podla ich nudného mena - rakety

rakety fungujú za pomoci tých najenergetickejších, ľudstvu známich, chemických reakcii

ktoré v podstate kontrolovane vybuchujú palivo

toto konvertuje chemickú energiu na kinetickú

výfuk reakcie je namierený von, a tlačí raketu od Zeme

tým že míňame energiu, zvyšujeme gravitačnú potenciálnu energiu

čo je komplikovaný spôsob ako povedať že splácame svoj dlh gravitácii

avšak je to vlastne omnoho koplikovanejšie

keď spaľujete palivo aby si sa dostal na orbitu

stratíte veľké množstvo energie pre teplo, výfuk a atmosferické trenie

takže vlastne potrebujete omnoho viac

keďže nemôžete len nahromadiť veľkú kopu víbušnin blízko svojho nákladu, a odpáliť ich

potrebujete kontrolované spaľovanie

čo je komplikované, a robí vašu raketu veľmi tažkou

čo znamená že ma viacej hmoty

čím viacej hmoty niečo má

tým viac energie potrebujete aby ste ju presvedčili aby sa pohla

takže potrebujete viacej paliva aby ste zdvihli svoju raketu

avšak ak potrebujete viacej paliva

to znamená že potrebujete viacej rakety aby odniesla toto palivo

avšak toto robý vašu raketu ťažšiou

tým pádom požaduje viacej paliva

čo požaduje väčšiu raketu aby toto nové palivu uniesla

a tak ďalek

na konci tohoto šialenstva potrebujete približne 100 krát hmotnosť nákladu aby ste odštartovali

napríklad ARIANE 6 - európska raketa

bude vážiť 800 ton a mala by odniesť 10 ton na prechodnú geostacionárnu dráhu

alebo 20 ton na strednú obežnú dráhu

ale raketa môže vytvoriť len určitý ťah

takže existuje maximálna hmotnosť po ktorej už jednoducho nevzlietne

pokiaľ pridáte príliš veľa hmotnosti, neodlepí sa od zeme

takže nemôžte lep stavať väčšie a väčšie nádrže

toto je tyrania raketových rovníc, a znamená to že lety do vesmíru nikdy nebudú jednoduché

ale počkajte ono sa to ešte zhoršuje!

dostať sa do vesmíru stále nieje dosť dobré,

stále ste len v gravitačnom vezení okraju vesmíru a zhavarujete späť na Zem

Zostať vo vesmíre je omnoho ťahšie než sa tam dostať

aby ste sa dostali na stabilnú pozíciu kde môžete na čas zotrvať

raketa musí dosiahnuť nízku obežnú dráhu

aby ste to mohli urobiť potrebujete veľa kinetickej energie

čo znamena ísť extrémne rýchlo

vo výške približne 100 km

je to 8 km za sekundu

28 000 km za hodinu

dosť rýchlo na to aby ste obišli Zem za 90 minút

tu môžeme použiť trik

namiesto toho aby sme mierili rovno hore, môžeme ísť dostrany

Zem je guľa

takže pokiaľ idete do strany dosť rýchlo

aj keď padáte k Zemi, zem na bude zakrivovať pod vami

takže pokým ste nad atmosférou, cca 100 km

budete môcť tam hore zostať, na orbite

toto robí ISS (medzinárodná vesmírna stanica)

padá okolo Zeme, míňajúc z času na čas energiu aby zostala dosť rýchla

pokiaľ sa pozreme na orbity v mierke

tak uvidíme že nízka obežná dráha je až k smiechu blízko Zeme

aby sme mohli vypustiť napr. satelity,

ktoré majú odšartovať k iným planétam

musíme prejsť cez ďalšie kolo splácania energetického dlhu

dostať sa na orbitu je pre nás momentálne najťahšou časťou vesmírneho života

napríklad pokiaľ chceme poslať raketu na Mars

polovica energie je nutná len na to aby sme sa dostali na orbitu

a druhá polovica na 55 miliónov kilometrov na Mars

preto aby sme boli tak efektívny ako sa len dá

rakety niesu stavané v jednom obrovskom kuse

namiesto toho používame viac stupňové rakety

nepotrebujete viesť prázdnu nádrž

takže ju raketa odhodí

dnešné rakety odhadzujú svoje urýchlovacie bloky a centrálne stupne postupne ako stúpajú

každý nasledujúci stupeň je pritom plne samostatná raketa,

kompletná so svojim motorom a palivom

OK, takže toto je dôvod prečo dostať sa do vesmíru je tak tažké

pokiaľ sa vám zdá že toto je veľmi komplikované

nemajte strach, je to doslova raketová veda

toto video bolo vyrobene s čiastočne sponzorovaním od airbus safran launchers a ariane space

ktorý pripravujú novú raketu ariane 6 k štartu v roku 2020

tu môžete zistiť o rakete viacej

a ako vždy, pokiaľ sa vám páči čo robíme zvážte nás podporiť na patreon.com

pokiaľ máte hlad po viacej vesmírnych videách tu je pre vás playlist