Yes, scientists are actually building an elevator to space - Fabio Pacucci

790,739 views ・ 2021-12-07

TED-Ed


Pro přehrání videa dvakrát klikněte na anglické titulky níže.

Překladatel: Gabriela Hovádová Korektor: Vladimír Harašta
00:08
Sending rockets into space requires sacrificing expensive equipment,
0
8880
5297
Vyslání rakety do vesmíru vyžaduje obětování drahého zařízení,
00:14
burning massive amounts of fuel, and risking potential catastrophe.
1
14177
4671
spotřebu obrovského množství paliva a riziko potenciální katastrofy.
00:18
So in the space race of the 21st century,
2
18848
2836
Takže ve vesmírném závodu 21. století
00:21
some engineers are abandoning rockets for something much more exciting:
3
21684
5005
někteří odborníci opouštějí rakety kvůli něčemu daleko víc vzrušujícímu:
00:26
elevators.
4
26689
1126
kvůli výtahům.
00:28
Okay, so maybe riding an elevator to the stars
5
28274
3086
Dobře, možná tedy jízda výtahem ke hvězdám
00:31
isn't the most thrilling mode of transportation.
6
31360
2670
není ten nejvíce vzrušující druh dopravy.
00:34
But using a fixed structure to send smaller payloads
7
34030
3754
Ale použití pevné stavby k poslání menších nákladů,
00:37
of astronauts and equipment into orbit
8
37784
2627
jako jsou astronauti nebo vybavení, na oběžnou dráhu
00:40
would be safer, easier, and cheaper than conventional rockets.
9
40411
4129
by mohlo být bezpečnější, jednodušší a levnější než konvenční rakety.
00:45
On a SpaceX Falcon 9 rocket,
10
45041
2794
V raketě SpaceX Falcon 9
00:47
every kilogram of cargo costs roughly $7,500 to carry into orbit.
11
47835
6966
stojí každý kilogram nákladu dopraveného na oběžnou dráhu asi 7500 dolarů.
00:55
Space elevators are projected to reduce that cost by 95%.
12
55093
5505
Vesmírné výtahy jsou projektovány ke snížení těchto nákladů o 95%.
01:00
Researchers have been investigating this idea since 1895,
13
60890
4213
Výzkumnící tento nápad zkoumají už od roku 1895,
01:05
when a visit to what was then the world's tallest structure
14
65103
3253
kdy návštěva tehdy nejvyšší stavby světa
01:08
inspired Russian scientist Konstantin Tsiolkovsky.
15
68356
4087
inspirovala ruského vědce Konstantina Ciolkovského.
01:12
Tsiolkovsky imagined a structure thousands of kilometers tall,
16
72819
4087
Ciolkovský si představoval stavbu tisíce kilometrů vysokou,
01:16
but even a century later, no known material is strong enough
17
76906
4421
ale ani století poté není žádný známý materiál dost pevný,
01:21
to support such a building.
18
81327
1627
aby takovou budovu udržel.
01:23
Fortunately, the laws of physics offer a promising alternative design.
19
83204
4421
Fyzikální zákony naštěstí nabízí slibný alternativní design.
01:28
Imagine hopping on a fast-spinning carousel
20
88126
3503
Představte si, že naskočíte na rychle se točící kolotoč
01:31
while holding a rope attached to a rock.
21
91629
2669
a v ruce držíte lano s přivázaným kamenem.
01:34
As long as the carousel keeps spinning, the rock and rope will remain horizontal,
22
94590
5965
Dokud se kolotoč točí, zůstane kámen a lano ve vodorovné poloze,
01:40
kept aloft by centrifugal force.
23
100555
2794
přičemž ve vzduchu je drží odstředivá síla.
01:43
If you're holding the rope, you'll feel this apparent, inertial acceleration
24
103683
4754
Když lano držíte, cítíte to zřejmé, setrvačné zrychlení,
01:48
pulling the rock away from the center of the rotating carousel.
25
108437
3921
které táhne kámen od středu točícího se kolotoče.
01:53
Now, if we replace the carousel with Earth,
26
113025
3504
Když nahradíme kolotoč Zemí,
01:56
the rope with a long tether, and the rock with a counterweight,
27
116529
4212
lano dlouhým popruhem a kámen protiváhou,
02:00
we have just envisioned the modern space elevator—
28
120741
3879
tak jsme si právě představili moderní vesmírný výtah ‒
02:04
a cable pulled into space by the physics of our spinning planet.
29
124620
4797
kabel tažený do vesmíru díky fyzice naší točící se planety.
02:10
For this to work, the counterweight would need to be far enough away
30
130376
4004
Aby to fungovalo, protiváha musí být dostatečně daleko,
02:14
that the centrifugal force generated by the Earth's spin
31
134380
3462
aby odstředivá síla vytvořená otáčením Země,
02:17
is greater than the planet's gravitational pull.
32
137842
3420
byla silnější než přitažlivost planety.
02:21
These forces balance out at roughly 36,000 kilometers above the surface,
33
141262
5964
Tyto síly se vyrovnávají přibližně ve výšce 36 000 km nad povrchem,
02:27
so the counterweight should be beyond this height.
34
147226
2753
takže protiváha by měla být nad touto výškou.
02:30
Objects at this specific distance are in geostationary orbit,
35
150521
4880
Objekty v takovéto vzdálenosti jsou na geostacionární oběžné dráze,
02:35
meaning they revolve around Earth at the same rate the planet spins,
36
155401
4254
což znamená, že obíhají kolem Země stejnou rychlostí jakou se točí planeta,
02:39
thus appearing motionless in the sky.
37
159822
3003
a tudíž na nebi vypadají jako nehybné.
02:43
The counterweight itself could be anything,
38
163284
2586
Protiváhou by mohlo být cokoli,
02:45
even a captured asteroid.
39
165870
2169
klidně i zachycený asteroid.
02:48
From here, the tether could be released down through the atmosphere
40
168039
3712
Odtud by mohl být popruh spuštěn dolů skrz atmosféru
02:51
and connected to a base station on the planet's surface.
41
171751
3587
a připojen k základně na povrchu planety.
02:55
To maximize centrifugal acceleration,
42
175713
2586
Aby se maximalizovalo odstředivé zrychlení,
02:58
this anchor point should be close to the Equator.
43
178299
2961
měl by tento kotvící bod být blízko rovníku.
03:01
And by making the loading station a mobile ocean base,
44
181510
3879
A kdyby se nakládací stanice pohybovala na hladině oceánu,
03:05
the entire system could be moved at will,
45
185389
2837
celý systém by mohl být podle libosti přesouván,
03:08
allowing it to maneuver around extreme weather,
46
188226
2711
díky čemuž by mohl reagovat na nepřízeň počasí
03:10
and dodge debris and satellites in space.
47
190937
3461
a vyhýbat se smetí a satelitům ve vesmíru.
03:14
Once established, cargo could be loaded onto devices called climbers,
48
194565
4755
Jakmile bude ustavena, náklad by mohl být naložen do zařízení zvaných „lezci“,
03:19
which would pull packages along the cable and into orbit.
49
199320
3670
které by podél kabelu vytáhly balíky na oběžnou dráhu.
03:23
These mechanisms would require huge amounts of electricity,
50
203783
3503
Tento mechanismus by vyžadoval obrovské množství elektřiny,
03:27
which could be provided by solar panels or potentially even nuclear systems.
51
207286
4964
kterou by mohly dodávat solární panely nebo i nukleární systémy.
03:32
Current designs estimate that it would take about 8 days
52
212250
3253
Současné návrhy odhadují, že by bylo potřeba asi 8 dní
03:35
to elevate an object into geostationary orbit.
53
215503
3545
na vytažení objektu na geostacionární oběžnou dráhu.
03:39
And with proper radiation shielding,
54
219298
2169
A se správnÿm radiačním stíněním
03:41
humans could theoretically take the ride too.
55
221467
2920
by se teoreticky mohli svézt i lidé.
03:44
So, what's stopping us from building this massive structure?
56
224762
3086
Takže, co nám brání ve výstavbě této masivní stavby?
03:47
For one thing, a construction accident could be catastrophic.
57
227848
3963
Za prvé, nehoda při výstavbě by mohla způsobit katastrofu.
03:51
But the main problem lies in the cable itself.
58
231811
3587
Ale hlavním problémem je samotný kabel.
03:55
In addition to supporting a massive amount of weight,
59
235523
2753
Mimo to, že by musel udržet obrovskou váhu,
03:58
the cable's material would have to be strong enough
60
238276
3003
musel by také samotný materiál být dostatečně pevný,
04:01
to withstand the counterweight's pull.
61
241279
2085
aby vydržel tah protiváhy.
04:03
And because this tension and the force of gravity would vary at different points,
62
243531
5172
A protože napětí a přitažlivá síla se v různých místech liší,
04:08
its strength and thickness would need to vary as well.
63
248703
3837
jeho pevnost a tloušťka by se musely lišit také.
04:13
Engineered materials like carbon nanotubes and diamond nano-threads
64
253124
5130
Zkonstruované materiály jako uhlíkové nanotrubice nebo diamantová nanovlákna
04:18
seem like our best hope for producing materials
65
258254
3003
se zdají nejnadějnější pro výrobu materiálů
04:21
strong and light enough for the job.
66
261257
2544
dostatečně pevných a lehkých pro tento účel.
04:24
But so far,
67
264218
1043
Nicméně zatím jsme z nanotrubic dokázali vyrobit jen velmi krátké řetězce.
04:25
we've only been able to manufacture very small nanotube chains.
68
265261
4588
04:29
Another option would be to build one somewhere with weaker gravity.
69
269849
4254
Další možností by bylo postavit jej někde, kde je slabší gravitace.
04:34
Space elevators based on Mars or the Moon
70
274103
2794
Vesmírné výtahy na Marsu nebo na Měsíci
04:36
are already possible with existing materials.
71
276897
2753
je s existujícími materiály možné postavit už teď.
04:39
But the huge economic advantage of owning an Earth-based space elevator
72
279775
5130
Ale obrovská ekonomická výhoda vesmírného výtahu postaveného na Zemi
04:44
has inspired numerous countries to try and crack this conundrum.
73
284905
4130
již inspirovala spoustu zemí k pokusu tento hlavolam rozluštit.
04:49
In fact, some companies in China and Japan
74
289035
3586
Některé společnosti v Číně a Japonsku
04:52
are already planning to complete construction by 2050.
75
292621
4547
ve skutečnosti již plánují, že výstavbu dokončí do roku 2050.
O tomto webu

Tato stránka vám představí videa na YouTube, která jsou užitečná pro výuku angličtiny. Uvidíte lekce angličtiny vedené špičkovými učiteli z celého světa. Dvojklikem na anglické titulky zobrazené na každé stránce s videem si video přehrajete přímo odtud. Titulky se posouvají synchronizovaně s přehráváním videa. Pokud máte nějaké připomínky nebo požadavky, kontaktujte nás prosím pomocí tohoto kontaktního formuláře.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7