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

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TED-Ed


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Übersetzung: Angelika Lueckert Leon
00:08
Sending rockets into space requires sacrificing expensive equipment,
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Um Raketen in den Weltraum zu schicken, müssen teure Ausrüstung geopfert,
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burning massive amounts of fuel, and risking potential catastrophe.
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riesige Mengen Treibstoff verbrannt und eine mögliche Katastrophe riskiert werden.
00:18
So in the space race of the 21st century,
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Im Wettlauf um den Weltraum des 21. Jahrhunderts
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some engineers are abandoning rockets for something much more exciting:
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geben einige Ingenieure Raketen für etwas viel Aufregenderes auf:
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elevators.
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Aufzüge.
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Okay, so maybe riding an elevator to the stars
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Okay, vielleicht ist die Fahrt mit dem Aufzug zu den Sternen
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isn't the most thrilling mode of transportation.
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nicht das aufregendste Verkehrsmittel.
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But using a fixed structure to send smaller payloads
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Aber eine feste Struktur zu nutzen, um kleinere Nutzlasten
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of astronauts and equipment into orbit
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an Astronauten und Ausrüstung in den Orbit zu schicken,
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would be safer, easier, and cheaper than conventional rockets.
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wäre sicherer, einfacher und billiger als herkömmliche Raketen.
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On a SpaceX Falcon 9 rocket,
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Auf einer SpaceX Falcon 9-Rakete kostet der Transport
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every kilogram of cargo costs roughly $7,500 to carry into orbit.
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jedes Kilogramms Fracht in die Umlaufbahn etwa 7.500 USD.
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Space elevators are projected to reduce that cost by 95%.
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Weltraumaufzüge werden diese Kosten voraussichtlich um 95 % senken.
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Researchers have been investigating this idea since 1895,
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Forscher untersuchen diese Idee seit 1895
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when a visit to what was then the world's tallest structure
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als ein Besuch des damals höchsten Bauwerks der Welt
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inspired Russian scientist Konstantin Tsiolkovsky.
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den russischen Wissenschaftler Konstantin Tsiolkovsky inspirierte.
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Tsiolkovsky imagined a structure thousands of kilometers tall,
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Tsiolkovsky stellte sich ein Tausende von Kilometern hohes Bauwerk vor,
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but even a century later, no known material is strong enough
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aber selbst ein Jahrhundert später ist kein bekanntes Material stark genug,
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to support such a building.
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um ein solches Gebäude zu tragen.
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Fortunately, the laws of physics offer a promising alternative design.
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Zum Glück bieten die Gesetze der Physik ein vielverheißendes alternatives Design.
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Imagine hopping on a fast-spinning carousel
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Stellen Sie sich vor, Sie hüpfen auf ein schnell drehendes Karussell
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while holding a rope attached to a rock.
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und halten dabei ein an einem Felsen befestigtes Seil.
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As long as the carousel keeps spinning, the rock and rope will remain horizontal,
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Solange sich das Karussell weiter dreht, bleiben der Stein und das Seil horizontal,
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kept aloft by centrifugal force.
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durch die Zentrifugalkraft in der Höhe gehalten.
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If you're holding the rope, you'll feel this apparent, inertial acceleration
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Wenn Sie das Seil halten, spüren Sie, wie diese Trägheitsbeschleunigung
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pulling the rock away from the center of the rotating carousel.
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den Felsen von der Mitte des rotierenden Karussells wegzieht.
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Now, if we replace the carousel with Earth,
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Wenn wir nun das Karussell durch die Erde ersetzen,
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the rope with a long tether, and the rock with a counterweight,
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das Seil durch ein langes Kabel und den Felsen durch ein Gegengewicht,
02:00
we have just envisioned the modern space elevator—
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haben wir uns schon den modernen Weltraumlift vorgestellt —
02:04
a cable pulled into space by the physics of our spinning planet.
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ein Kabel, das durch die Physik unseres kreisenden Planeten ins All gezogen wird.
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For this to work, the counterweight would need to be far enough away
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Damit das funktioniert, müsste das Gegengewicht so weit entfernt sein,
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that the centrifugal force generated by the Earth's spin
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dass die durch die Drehung der Erde erzeugte Zentrifugalkraft
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is greater than the planet's gravitational pull.
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größer ist als die Anziehungskraft des Planeten.
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These forces balance out at roughly 36,000 kilometers above the surface,
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Die Kräfte sind bis etwa 36.000 Kilometern über der Erdoberfläche gleich stark,
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so the counterweight should be beyond this height.
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sodass das Gegengewicht über dieser Höhe liegen sollte.
02:30
Objects at this specific distance are in geostationary orbit,
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Objekte in dieser Entfernung befinden sich in einer geostationären Umlaufbahn,
02:35
meaning they revolve around Earth at the same rate the planet spins,
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sie kreisen mit derselben Geschwindigkeit um die Erde, mit der sich die Erde dreht,
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thus appearing motionless in the sky.
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wodurch sie am Himmel bewegungslos erscheinen.
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The counterweight itself could be anything,
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Das Gegengewicht selbst könnte alles sein,
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even a captured asteroid.
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sogar ein eingefangener Asteroid.
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From here, the tether could be released down through the atmosphere
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Von hier aus könnte das Kabel durch die Atmosphäre runtergelassen werden
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and connected to a base station on the planet's surface.
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und mit einer Basisstation auf der Planetenoberfläche verbunden werden.
02:55
To maximize centrifugal acceleration,
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Um die Zentrifugalbeschleunigung zu maximieren,
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this anchor point should be close to the Equator.
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sollte dieser Ankerpunkt in der Nähe des Äquators sein.
03:01
And by making the loading station a mobile ocean base,
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Und indem man die Ladestation zu einer mobilen Meeresbasis macht,
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the entire system could be moved at will,
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könnte das gesamte System nach Belieben bewegt werden,
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allowing it to maneuver around extreme weather,
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sodass man extreme Wetterbedingungen umgehen könnte
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and dodge debris and satellites in space.
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und Trümmern und Satelliten im Weltraum ausweichen könnte.
03:14
Once established, cargo could be loaded onto devices called climbers,
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Nach Fertigstellung könnte die Fracht auf Gondeln geladen werden,
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which would pull packages along the cable and into orbit.
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die Pakete entlang des Kabels in die Umlaufbahn ziehen würden.
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These mechanisms would require huge amounts of electricity,
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Diese Mechanismen würden riesige Mengen an Elektrizität erfordern,
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which could be provided by solar panels or potentially even nuclear systems.
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die Solarmodule oder sogar nukleare Systeme bereitstellen könnten.
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Current designs estimate that it would take about 8 days
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Aktuelle Berechnungen schätzen, dass es etwa 8 Tage dauern würde,
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to elevate an object into geostationary orbit.
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ein Objekt in eine geostationäre Umlaufbahn zu bringen.
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And with proper radiation shielding,
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Bei entsprechender Strahlenabschirmung
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humans could theoretically take the ride too.
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könnten theoretisch auch Menschen mitfahren.
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So, what's stopping us from building this massive structure?
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Also, was hält uns davon ab, dieses riesige Bauwerk zu bauen?
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For one thing, a construction accident could be catastrophic.
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Zum einen könnte ein Bauunfall katastrophal sein.
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But the main problem lies in the cable itself.
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Das Hauptproblem liegt jedoch im Kabel selbst.
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In addition to supporting a massive amount of weight,
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Das Kabelmaterial müsste ein enormes Gewicht tragen
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the cable's material would have to be strong enough
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und gleichzeitig stark genug sein,
04:01
to withstand the counterweight's pull.
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um dem Zug des Gegengewichts standzuhalten.
04:03
And because this tension and the force of gravity would vary at different points,
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Da die Spannung und die Schwerkraft an verschiedenen Stellen variieren würden,
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its strength and thickness would need to vary as well.
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müssten auch Stärke und Dicke variieren.
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Engineered materials like carbon nanotubes and diamond nano-threads
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Materialien wie Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Diamant-Nanofäden
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seem like our best hope for producing materials
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scheinen unsere beste Chance für die Herstellung von Materialien,
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strong and light enough for the job.
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die stark und leicht genug für diese Aufgabe sind.
04:24
But so far,
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Bisher konnten wir
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we've only been able to manufacture very small nanotube chains.
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jedoch nur sehr kleine Nanoröhrenketten herstellen.
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Another option would be to build one somewhere with weaker gravity.
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Alternativ könnte man an einem Ort mit schwächerer Schwerkraft bauen.
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Space elevators based on Mars or the Moon
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Auf dem Mars oder dem Mond stationierte Weltraumaufzüge
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are already possible with existing materials.
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sind mit vorhandenen Materialien bereits möglich.
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But the huge economic advantage of owning an Earth-based space elevator
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Aber der enorme ökonomische Vorteil eines auf der Erde stationierten Weltraumlifts,
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has inspired numerous countries to try and crack this conundrum.
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hat zahlreiche Länder dazu inspiriert, dieses Rätsel zu lösen.
04:49
In fact, some companies in China and Japan
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Tatsächlich planen einige Unternehmen in China und Japan bereits,
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are already planning to complete construction by 2050.
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den Bau bis 2050 abzuschließen.
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