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

804,470 views ・ 2021-12-07

TED-Ed


אנא לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית למטה כדי להפעיל את הסרטון.

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Jenny Rublevsky
00:08
Sending rockets into space requires sacrificing expensive equipment,
0
8880
5297
שליחת טילים לחלל דורשת הקרבה של ציוד יקר,
00:14
burning massive amounts of fuel, and risking potential catastrophe.
1
14177
4671
שריפת כמות עצומה של דלק, וסיכון קטסטרופות פוטנציאליות.
00:18
So in the space race of the 21st century,
2
18848
2836
אז במרוץ החלל במאה ה 21,
00:21
some engineers are abandoning rockets for something much more exciting:
3
21684
5005
כמה מהנדסים נוטשים טילים לטובת משהו יותר מרגש:
00:26
elevators.
4
26689
1126
מעליות.
00:28
Okay, so maybe riding an elevator to the stars
5
28274
3086
אוקיי, אז אולי נסיעה במעלית לכוכבים
00:31
isn't the most thrilling mode of transportation.
6
31360
2670
היא לא הדרך הכי מרגשת לתעבורה.
00:34
But using a fixed structure to send smaller payloads
7
34030
3754
אבל שימוש במבנים קבועים לשלוח מטענים קטנים יותר
00:37
of astronauts and equipment into orbit
8
37784
2627
של אסטרונאוטים וציוד למסלול
00:40
would be safer, easier, and cheaper than conventional rockets.
9
40411
4129
יהיה בטוח, קל וזול יותר מטילים רגילים.
00:45
On a SpaceX Falcon 9 rocket,
10
45041
2794
על הטיל פאלקון 9 של ספייס אקס,
00:47
every kilogram of cargo costs roughly $7,500 to carry into orbit.
11
47835
6966
כל קילוגרים של מטען עולה בערך 7,500 דולר להעלות למסלול.
00:55
Space elevators are projected to reduce that cost by 95%.
12
55093
5505
מעליות חלל צפויות להפחית את העלות ב 95%.
01:00
Researchers have been investigating this idea since 1895,
13
60890
4213
חוקרים חקרו את הרעיון הזה מאז 1895,
01:05
when a visit to what was then the world's tallest structure
14
65103
3253
כשביקור למה שהיה אז המבנה הגבוה בעולם
01:08
inspired Russian scientist Konstantin Tsiolkovsky.
15
68356
4087
נתן השראה למדען רוסי קונסטנטין טסילקובסקי.
01:12
Tsiolkovsky imagined a structure thousands of kilometers tall,
16
72819
4087
טסילקובסקי דמיין מבנה בגובה אלפי קילומטרים,
01:16
but even a century later, no known material is strong enough
17
76906
4421
אבל אפילו מאה שנים מאוחר יותר, אין חומר חזק מספיק
01:21
to support such a building.
18
81327
1627
כדי לתמוך בכזה מבנה.
01:23
Fortunately, the laws of physics offer a promising alternative design.
19
83204
4421
למרבה המזל, חוקי הפיזיקה מציעים עיצוב חלופי מבטיח.
01:28
Imagine hopping on a fast-spinning carousel
20
88126
3503
דמיינו קפיצה על קרוסלה שמסתובבת במהירות
01:31
while holding a rope attached to a rock.
21
91629
2669
בזמן שאתם מחזיקים חבל שמחובר לסלע.
01:34
As long as the carousel keeps spinning, the rock and rope will remain horizontal,
22
94590
5965
כל עוד הקרוסלה ממשיכה להסתובב, הסלע והחבל נשארים מאוזנים,
01:40
kept aloft by centrifugal force.
23
100555
2794
נשארים באויר בכוח ההתמד.
01:43
If you're holding the rope, you'll feel this apparent, inertial acceleration
24
103683
4754
אם אתם מחזיקים את החבל, אתם תרגישו את ההאצה האינרציאלית הברורה
01:48
pulling the rock away from the center of the rotating carousel.
25
108437
3921
שמושכת את החבל הרחק ממרכז הקרוסלה המסתובבת.
01:53
Now, if we replace the carousel with Earth,
26
113025
3504
עכשיו, אם נחליף את הקרוסלה עם כדור הארץ,
01:56
the rope with a long tether, and the rock with a counterweight,
27
116529
4212
החבל עם חוט ארוך, והסלע עם משקולת נגד,
02:00
we have just envisioned the modern space elevator—
28
120741
3879
כרגע דמיינו את מעלית החלל המודרנית --
02:04
a cable pulled into space by the physics of our spinning planet.
29
124620
4797
כבל שנמשך לחלל על ידי הפיזיקה של הפלנטה המסתובבת שלנו.
02:10
For this to work, the counterweight would need to be far enough away
30
130376
4004
כדי שזה יעבוד, משקולת הנגד תצטרך להיות מספיק רחוק
02:14
that the centrifugal force generated by the Earth's spin
31
134380
3462
שכוח ההתמד שמיוצר על ידי סיבוב כדור הארץ
02:17
is greater than the planet's gravitational pull.
32
137842
3420
גדול מכוח המשיכה של כדור הארץ.
02:21
These forces balance out at roughly 36,000 kilometers above the surface,
33
141262
5964
הכוחות האלו מתאזנים בערך במרחק 36,000 קילומטרים מעל פני השטח,
02:27
so the counterweight should be beyond this height.
34
147226
2753
אז המשקולת צריכה להיות מעבר לגובה הזה.
02:30
Objects at this specific distance are in geostationary orbit,
35
150521
4880
עצמים במרחק הספציפי הזה נמצאים במסלול גאו סינכרוני,
02:35
meaning they revolve around Earth at the same rate the planet spins,
36
155401
4254
מה שאומר שהם מסתובבים סביב כדור הארץ באותו קצב שהפלנטה מסתובבת,
02:39
thus appearing motionless in the sky.
37
159822
3003
ולכן נראים חסרי תנועה בשמיים.
02:43
The counterweight itself could be anything,
38
163284
2586
משקולת הנגד יכולה להיות כל דבר,
02:45
even a captured asteroid.
39
165870
2169
אפילו אסטרואיד שנלכד.
02:48
From here, the tether could be released down through the atmosphere
40
168039
3712
מפה, החוט יכול להיות משוחרר למטה דרך האטמוספירה
02:51
and connected to a base station on the planet's surface.
41
171751
3587
ומחובר לתחנת הבסיס על פני הפלנטה.
02:55
To maximize centrifugal acceleration,
42
175713
2586
כדי למקסם את התאוצה הצנטרפוגלית,
02:58
this anchor point should be close to the Equator.
43
178299
2961
נקודת העיגון הזו צריכה להיות קרובה לקו המשווה.
03:01
And by making the loading station a mobile ocean base,
44
181510
3879
ועל ידי הפיכת נקודת ההעמסה לבסיס ימי נייד,
03:05
the entire system could be moved at will,
45
185389
2837
כל המערכת תוכל לנוע לפי הצורך,
03:08
allowing it to maneuver around extreme weather,
46
188226
2711
מה שיאפשר להתחמק ממזג אויר קיצוני,
03:10
and dodge debris and satellites in space.
47
190937
3461
ולהתחמק מפסולת ולווינים בחלל.
03:14
Once established, cargo could be loaded onto devices called climbers,
48
194565
4755
ברגע שתוקם, מטען יוכל להיות מועמס למתקנים שנקראים מטפסים,
03:19
which would pull packages along the cable and into orbit.
49
199320
3670
שימשכו מטענים לאורך הכבל ולמסלול.
03:23
These mechanisms would require huge amounts of electricity,
50
203783
3503
המנגנונים האלה ידרשו כמויות אדירות של חשמל,
03:27
which could be provided by solar panels or potentially even nuclear systems.
51
207286
4964
שיכול להיות מסופק על ידי תאים סולריים או פוטנציאלית אפילו מערכות גרעיניות.
03:32
Current designs estimate that it would take about 8 days
52
212250
3253
תכנונים עדכניים מעריכים שידרשו בערך 8 ימים
03:35
to elevate an object into geostationary orbit.
53
215503
3545
כדי להעלות עצם למסלול גאוסטציונרי.
03:39
And with proper radiation shielding,
54
219298
2169
ועם הגנת קרינה מתאימה,
03:41
humans could theoretically take the ride too.
55
221467
2920
אנשים יוכלו תאורטית גם הם לנסוע.
03:44
So, what's stopping us from building this massive structure?
56
224762
3086
אז, מה עוצר מבעדנו מלבנות את המבנה העצום הזה?
03:47
For one thing, a construction accident could be catastrophic.
57
227848
3963
דבר ראשון, תאונת בניה יכולה להיות קטסטרופלית.
03:51
But the main problem lies in the cable itself.
58
231811
3587
אבל הבעיה העיקרית נמצאת בכבל עצמו.
03:55
In addition to supporting a massive amount of weight,
59
235523
2753
בנוסף לתמיכה בכמות עצומה של משקל,
03:58
the cable's material would have to be strong enough
60
238276
3003
חומר הכבל יצטרך להיות מספיק חזק
04:01
to withstand the counterweight's pull.
61
241279
2085
לעמוד במשיכת משקולת הנגד.
04:03
And because this tension and the force of gravity would vary at different points,
62
243531
5172
ובגלל שהלחץ וכוח הכבידה ישתנו בנקודות שונות,
04:08
its strength and thickness would need to vary as well.
63
248703
3837
הכוח והעובי יהיו צריכים גם להיות שונים.
04:13
Engineered materials like carbon nanotubes and diamond nano-threads
64
253124
5130
חומרים מהונדסים כמו ננו צינוריות פחמן וננו חוטי יהלום
04:18
seem like our best hope for producing materials
65
258254
3003
נראים כמו התקווה הטובה ביותר ליצור חומרים
04:21
strong and light enough for the job.
66
261257
2544
חזקים וקלים מספיק לעבודה הזו.
04:24
But so far,
67
264218
1043
אבל עד עכשיו,
04:25
we've only been able to manufacture very small nanotube chains.
68
265261
4588
היינו מסוגלים לייצר רק שרשראות ננו צינוריות ממש קטנות.
04:29
Another option would be to build one somewhere with weaker gravity.
69
269849
4254
אופציה אחרת תהיה לבנות מעלית במקום עם כבידה חלשה יותר.
04:34
Space elevators based on Mars or the Moon
70
274103
2794
מעליות חלל שבסיסן במאדים או הירח
04:36
are already possible with existing materials.
71
276897
2753
כבר אפשריות עם חומרים קיימים.
04:39
But the huge economic advantage of owning an Earth-based space elevator
72
279775
5130
אבל היתרון הכלכלי הגדול של בניית מעלית חלל בכדור הארץ
04:44
has inspired numerous countries to try and crack this conundrum.
73
284905
4130
נתנה השראה לאין ספור מדינות לנסות לפצח את הבעיה.
04:49
In fact, some companies in China and Japan
74
289035
3586
למעשה, כמה חברות בסין ויפן
04:52
are already planning to complete construction by 2050.
75
292621
4547
כבר מתכננות להשלים בניה עד 2050.
על אתר זה

אתר זה יציג בפניכם סרטוני YouTube המועילים ללימוד אנגלית. תוכלו לראות שיעורי אנגלית המועברים על ידי מורים מהשורה הראשונה מרחבי העולם. לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית המוצגות בכל דף וידאו כדי להפעיל את הסרטון משם. הכתוביות גוללות בסנכרון עם הפעלת הווידאו. אם יש לך הערות או בקשות, אנא צור איתנו קשר באמצעות טופס יצירת קשר זה.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7