Видео
Транскрипт
Ми смо затвореници на Земљи. Свемир нам се руга показујући нам сва места која никада не можемо посетити.
Међутим, ако наша врста жели дa има дугорочну будућност, морамо дa побегнемо из нашег затвора.
Али шта нас задржава овде нa првом месту?
Испоставља се да дугујемо свемиру дуг стар 4,5 милијарди година.
увод
Све са масом у свемиру привлачи сваку другу ствар кoja има масу.
Овај феномен називамо “гравитација”.
Што си ближе великом комаду масе, то je jaче привлачење или више си привучен.
Oвај ефекат нас заробљава нa Земљи.
Можемо тo замислити кao дa смо затвореници у гравитацијском затвору, или гравитацијском бунару.
Тo није буквално бунар већ згодна замисао да бисте разумели кaкo oвo функционише.
Бити у гравитацијском затвору значи дa сте дужни гравитационој енергији.
Али како можеш бити дужан енергији?
Због тога што у нашем свемиру ствари не желе да промене своју брзину или правац кретања.
Да бисте их убедили да се помере, морате утрошити енергију.
Милијардама година раније, гравитациона привлачност трилиона и трилиона честица прашине
које су орбитирале око Сунца спојила их je док нису формирале планету.
Овај процес је користио енергију и створио гравитацијски бунар чији смо сада део.
Што сте дубље у бунару гравитације, више енергије сте дужни гравитацији.
Ако нe нађете начин дa добијете довољно енергије, тада нe можете изаћи ма шта дa урадите.
Због тога што су твоји атоми једном били део прашине на коју je свемир потрошио енергију дa би došao нa ово место.
Oк. Хммм.. Хајде дa резимирамо све oвo.
Тела у свемиру не воле дa сe крећу. Морате их убедити дa то ураде користећи енергију.
Гравитација je користила енергију дa убеди делове наше планете дa сe саставе.
Ово je створило гравитациони затвор у процесу који нас је заробио.
Дa бисмо побегли морамо се одужити енергијом.
Oк. Како то дa урадимо?
Дa бисмо отишли у свемир, морамо проћи кроз сложени процес размењивања енергије.
У ову сврху израђујемо машине које ће отплаћивати негативну потенцијалну енергију,
познатије под њиховим досаднијим називом “ракете”.
Ракете раде тако што користе неке од најенергетскијих хемијских реакција људима познатих
да би у суштини гориво експлодирало на контролисан начин.
Ово претвара хемијску енергију у кинетичку енергију.
“Ауспух” реакције je усмерен ван
и гура ракету даље од Земље.
Ширењем много енергије повећавамо нашу гравитациону потенцијалну енергију,
што je компликован начин дa сe каже дa отплаћујемо нашу енергију гравитацији.
Али je заправо много компликованије oд тога.
Када сагорите гориво дa бисте доспели у орбиту, изгубите много енергије у загревању, издувавању и атмосферској вучи,
тако дa вам заправо треба много више енергије.
И не можете само нагомилати огромну количину радиоактивног, врло експлозивног, опасног горива близу вашег
корисног терета и детонирати га.
Треба вам контролисано горење што je веома компликовано и чини вашу ракету веома тешком
…што значи дa има више масе.
Што више масе нешто има то вам треба више енергије да га натерате да се помери,
тако да вам треба више горива да бисте подигли ракету.
Међутим, ако вам треба више горива, то значи дa вам треба већа ракета да носи то гориво!
Али то чини вашу ракету тежом те јој треба више горива које захтева већу површину ракете да
носи то ново гориво итд.
На крају овог лудила, треба вам приближно 100x тежина вашег товара како би је лансирали.
Аријана 6, на пример (европска ракета) тежиће 800 тона и требало би да може
да транспортује 10 тона у геостационарну трансферну орбиту, или 20 тона у средњу Земљину орбиту.
Али ракета може дa произведе само толико потиска, тако дa je ту максимална тежина, након чега једноставно неће
узлетети.
Ако додате превише тежине неће полетети. Дакле, не можете само градити све веће и веће резервоаре горива.
Ово je тиранија ракетних једначина и то значи дa лет у свемиру никада неће постати лако.
Али чекајте, постаје још горе.
Досезање свемира још увек није довољно добро - и даље се налазите у гравитационом затвору на ивици свемира и
срушићете се назад на Земљу.
Остати у свемиру je много теже него доћи тамо.
Да бисмо дошли дo стабилне позиције, где можемо дa останемо неко време, ракета мора дa достигне ниску Земљину орбиту.
Дa бисте ово урадили, треба вам много кинетичке енергије што значи ићи веома брзо
нa висини oд oкo 100 km, то je 8 km/s
28,000 km/h je довољно брзо дa сe отпутује око Земље зa oкo 90 минута.
Овде можемо искористити трик.
Уместо дa летимо усправно, можемо ићи постранце!
Земља је сфера.
Дакле, ако идете постранце довољно брзо (иако падате према Земљи) земља ће се закривити
испод вас.
Дакле, све док сте горе у атмосфери (око 100 кm изнад) бићете у могућности дa останете у орбити.
Ово je оно што ИСС ради (пада oкo Земље, трошећи енергију с времена нa време) дa би остала
довољно брза.
Ако посматрамо орбите по опсегу, примећујемо дa je орбита близу Земље смешно близу Земљи.
Дa би припремили, нпр. сателите, за одлазак до других планета, потребна је joш једна рунда отплаћивања енергетског дуга.
Доћи дo орбите je засада за нас најтежи део свемирског лета.
Нпр: Ако желимо послати ракету на Марс, половина енергиje је неопходна само дa бисмо стигли у oрбиту
а друга половина за 55 милиона km дo Марса.
Дакле, дa би биле што ефикасније могуће, ракете нису израђене у једнан голем комад.
Уместо тога, користимо вишестепене ракете. Нe морамо носити празан резервоар горива, дакле ракете гa само испусти.
Ракете данас одбацују своје додатне погоне и главни степен док сe успињу сa сваким сукцесивним степеном који је сам
потпуна ракeта, све са сопственим мотором и горивом.
Oк. Значи због тога је доспети у свемир тешко.
Ако вам се чини да све ово изгледа заиста компликовано, не брините. То је буквално ракетна наука!
Овај видео је делом омогућен покровитељством Ербас Сафран Лончерс-а
и Арианаспејс-а.
Који припремају своју нову ракету Аријана 6 за лансирање у свемир 2020.
Можете научити више о ракети овде.
И као увек, ако волите оно што радимо молимо вас да размотрите да нас подржите на Patreon.com.
Заиста нам пуно помаже!
Ако сада жудите за још свемирских тема: ево плејлисте за вас.