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

804,435 views ・ 2021-12-07

TED-Ed


Bitte doppelklicken Sie auf die englischen Untertitel unten, um das Video abzuspielen.

Übersetzung: Angelika Lueckert Leon
00:08
Sending rockets into space requires sacrificing expensive equipment,
0
8880
5297
Um Raketen in den Weltraum zu schicken, müssen teure Ausrüstung geopfert,
00:14
burning massive amounts of fuel, and risking potential catastrophe.
1
14177
4671
riesige Mengen Treibstoff verbrannt und eine mögliche Katastrophe riskiert werden.
00:18
So in the space race of the 21st century,
2
18848
2836
Im Wettlauf um den Weltraum des 21. Jahrhunderts
00:21
some engineers are abandoning rockets for something much more exciting:
3
21684
5005
geben einige Ingenieure Raketen für etwas viel Aufregenderes auf:
00:26
elevators.
4
26689
1126
Aufzüge.
00:28
Okay, so maybe riding an elevator to the stars
5
28274
3086
Okay, vielleicht ist die Fahrt mit dem Aufzug zu den Sternen
00:31
isn't the most thrilling mode of transportation.
6
31360
2670
nicht das aufregendste Verkehrsmittel.
00:34
But using a fixed structure to send smaller payloads
7
34030
3754
Aber eine feste Struktur zu nutzen, um kleinere Nutzlasten
00:37
of astronauts and equipment into orbit
8
37784
2627
an Astronauten und Ausrüstung in den Orbit zu schicken,
00:40
would be safer, easier, and cheaper than conventional rockets.
9
40411
4129
wäre sicherer, einfacher und billiger als herkömmliche Raketen.
00:45
On a SpaceX Falcon 9 rocket,
10
45041
2794
Auf einer SpaceX Falcon 9-Rakete kostet der Transport
00:47
every kilogram of cargo costs roughly $7,500 to carry into orbit.
11
47835
6966
jedes Kilogramms Fracht in die Umlaufbahn etwa 7.500 USD.
00:55
Space elevators are projected to reduce that cost by 95%.
12
55093
5505
Weltraumaufzüge werden diese Kosten voraussichtlich um 95 % senken.
01:00
Researchers have been investigating this idea since 1895,
13
60890
4213
Forscher untersuchen diese Idee seit 1895
01:05
when a visit to what was then the world's tallest structure
14
65103
3253
als ein Besuch des damals höchsten Bauwerks der Welt
01:08
inspired Russian scientist Konstantin Tsiolkovsky.
15
68356
4087
den russischen Wissenschaftler Konstantin Tsiolkovsky inspirierte.
01:12
Tsiolkovsky imagined a structure thousands of kilometers tall,
16
72819
4087
Tsiolkovsky stellte sich ein Tausende von Kilometern hohes Bauwerk vor,
01:16
but even a century later, no known material is strong enough
17
76906
4421
aber selbst ein Jahrhundert später ist kein bekanntes Material stark genug,
01:21
to support such a building.
18
81327
1627
um ein solches Gebäude zu tragen.
01:23
Fortunately, the laws of physics offer a promising alternative design.
19
83204
4421
Zum Glück bieten die Gesetze der Physik ein vielverheißendes alternatives Design.
01:28
Imagine hopping on a fast-spinning carousel
20
88126
3503
Stellen Sie sich vor, Sie hüpfen auf ein schnell drehendes Karussell
01:31
while holding a rope attached to a rock.
21
91629
2669
und halten dabei ein an einem Felsen befestigtes Seil.
01:34
As long as the carousel keeps spinning, the rock and rope will remain horizontal,
22
94590
5965
Solange sich das Karussell weiter dreht, bleiben der Stein und das Seil horizontal,
01:40
kept aloft by centrifugal force.
23
100555
2794
durch die Zentrifugalkraft in der Höhe gehalten.
01:43
If you're holding the rope, you'll feel this apparent, inertial acceleration
24
103683
4754
Wenn Sie das Seil halten, spüren Sie, wie diese Trägheitsbeschleunigung
01:48
pulling the rock away from the center of the rotating carousel.
25
108437
3921
den Felsen von der Mitte des rotierenden Karussells wegzieht.
01:53
Now, if we replace the carousel with Earth,
26
113025
3504
Wenn wir nun das Karussell durch die Erde ersetzen,
01:56
the rope with a long tether, and the rock with a counterweight,
27
116529
4212
das Seil durch ein langes Kabel und den Felsen durch ein Gegengewicht,
02:00
we have just envisioned the modern space elevator—
28
120741
3879
haben wir uns schon den modernen Weltraumlift vorgestellt —
02:04
a cable pulled into space by the physics of our spinning planet.
29
124620
4797
ein Kabel, das durch die Physik unseres kreisenden Planeten ins All gezogen wird.
02:10
For this to work, the counterweight would need to be far enough away
30
130376
4004
Damit das funktioniert, müsste das Gegengewicht so weit entfernt sein,
02:14
that the centrifugal force generated by the Earth's spin
31
134380
3462
dass die durch die Drehung der Erde erzeugte Zentrifugalkraft
02:17
is greater than the planet's gravitational pull.
32
137842
3420
größer ist als die Anziehungskraft des Planeten.
02:21
These forces balance out at roughly 36,000 kilometers above the surface,
33
141262
5964
Die Kräfte sind bis etwa 36.000 Kilometern über der Erdoberfläche gleich stark,
02:27
so the counterweight should be beyond this height.
34
147226
2753
sodass das Gegengewicht über dieser Höhe liegen sollte.
02:30
Objects at this specific distance are in geostationary orbit,
35
150521
4880
Objekte in dieser Entfernung befinden sich in einer geostationären Umlaufbahn,
02:35
meaning they revolve around Earth at the same rate the planet spins,
36
155401
4254
sie kreisen mit derselben Geschwindigkeit um die Erde, mit der sich die Erde dreht,
02:39
thus appearing motionless in the sky.
37
159822
3003
wodurch sie am Himmel bewegungslos erscheinen.
02:43
The counterweight itself could be anything,
38
163284
2586
Das Gegengewicht selbst könnte alles sein,
02:45
even a captured asteroid.
39
165870
2169
sogar ein eingefangener Asteroid.
02:48
From here, the tether could be released down through the atmosphere
40
168039
3712
Von hier aus könnte das Kabel durch die Atmosphäre runtergelassen werden
02:51
and connected to a base station on the planet's surface.
41
171751
3587
und mit einer Basisstation auf der Planetenoberfläche verbunden werden.
02:55
To maximize centrifugal acceleration,
42
175713
2586
Um die Zentrifugalbeschleunigung zu maximieren,
02:58
this anchor point should be close to the Equator.
43
178299
2961
sollte dieser Ankerpunkt in der Nähe des Äquators sein.
03:01
And by making the loading station a mobile ocean base,
44
181510
3879
Und indem man die Ladestation zu einer mobilen Meeresbasis macht,
03:05
the entire system could be moved at will,
45
185389
2837
könnte das gesamte System nach Belieben bewegt werden,
03:08
allowing it to maneuver around extreme weather,
46
188226
2711
sodass man extreme Wetterbedingungen umgehen könnte
03:10
and dodge debris and satellites in space.
47
190937
3461
und Trümmern und Satelliten im Weltraum ausweichen könnte.
03:14
Once established, cargo could be loaded onto devices called climbers,
48
194565
4755
Nach Fertigstellung könnte die Fracht auf Gondeln geladen werden,
03:19
which would pull packages along the cable and into orbit.
49
199320
3670
die Pakete entlang des Kabels in die Umlaufbahn ziehen würden.
03:23
These mechanisms would require huge amounts of electricity,
50
203783
3503
Diese Mechanismen würden riesige Mengen an Elektrizität erfordern,
03:27
which could be provided by solar panels or potentially even nuclear systems.
51
207286
4964
die Solarmodule oder sogar nukleare Systeme bereitstellen könnten.
03:32
Current designs estimate that it would take about 8 days
52
212250
3253
Aktuelle Berechnungen schätzen, dass es etwa 8 Tage dauern würde,
03:35
to elevate an object into geostationary orbit.
53
215503
3545
ein Objekt in eine geostationäre Umlaufbahn zu bringen.
03:39
And with proper radiation shielding,
54
219298
2169
Bei entsprechender Strahlenabschirmung
03:41
humans could theoretically take the ride too.
55
221467
2920
könnten theoretisch auch Menschen mitfahren.
03:44
So, what's stopping us from building this massive structure?
56
224762
3086
Also, was hält uns davon ab, dieses riesige Bauwerk zu bauen?
03:47
For one thing, a construction accident could be catastrophic.
57
227848
3963
Zum einen könnte ein Bauunfall katastrophal sein.
03:51
But the main problem lies in the cable itself.
58
231811
3587
Das Hauptproblem liegt jedoch im Kabel selbst.
03:55
In addition to supporting a massive amount of weight,
59
235523
2753
Das Kabelmaterial müsste ein enormes Gewicht tragen
03:58
the cable's material would have to be strong enough
60
238276
3003
und gleichzeitig stark genug sein,
04:01
to withstand the counterweight's pull.
61
241279
2085
um dem Zug des Gegengewichts standzuhalten.
04:03
And because this tension and the force of gravity would vary at different points,
62
243531
5172
Da die Spannung und die Schwerkraft an verschiedenen Stellen variieren würden,
04:08
its strength and thickness would need to vary as well.
63
248703
3837
müssten auch Stärke und Dicke variieren.
04:13
Engineered materials like carbon nanotubes and diamond nano-threads
64
253124
5130
Materialien wie Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Diamant-Nanofäden
04:18
seem like our best hope for producing materials
65
258254
3003
scheinen unsere beste Chance für die Herstellung von Materialien,
04:21
strong and light enough for the job.
66
261257
2544
die stark und leicht genug für diese Aufgabe sind.
04:24
But so far,
67
264218
1043
Bisher konnten wir
04:25
we've only been able to manufacture very small nanotube chains.
68
265261
4588
jedoch nur sehr kleine Nanoröhrenketten herstellen.
04:29
Another option would be to build one somewhere with weaker gravity.
69
269849
4254
Alternativ könnte man an einem Ort mit schwächerer Schwerkraft bauen.
04:34
Space elevators based on Mars or the Moon
70
274103
2794
Auf dem Mars oder dem Mond stationierte Weltraumaufzüge
04:36
are already possible with existing materials.
71
276897
2753
sind mit vorhandenen Materialien bereits möglich.
04:39
But the huge economic advantage of owning an Earth-based space elevator
72
279775
5130
Aber der enorme ökonomische Vorteil eines auf der Erde stationierten Weltraumlifts,
04:44
has inspired numerous countries to try and crack this conundrum.
73
284905
4130
hat zahlreiche Länder dazu inspiriert, dieses Rätsel zu lösen.
04:49
In fact, some companies in China and Japan
74
289035
3586
Tatsächlich planen einige Unternehmen in China und Japan bereits,
04:52
are already planning to complete construction by 2050.
75
292621
4547
den Bau bis 2050 abzuschließen.
Über diese Website

Auf dieser Seite finden Sie YouTube-Videos, die zum Englischlernen nützlich sind. Sie sehen Englischlektionen, die von hochkarätigen Lehrern aus der ganzen Welt unterrichtet werden. Doppelklicken Sie auf die englischen Untertitel, die auf jeder Videoseite angezeigt werden, um das Video von dort aus abzuspielen. Die Untertitel laufen synchron mit der Videowiedergabe. Wenn Sie irgendwelche Kommentare oder Wünsche haben, kontaktieren Sie uns bitte über dieses Kontaktformular.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7