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

806,030 views ・ 2021-12-07

TED-Ed


Пожалуйста, дважды щелкните на английские субтитры ниже, чтобы воспроизвести видео.

Переводчик: Rostislav Golod Редактор: Natalia Savvidi
00:08
Sending rockets into space requires sacrificing expensive equipment,
0
8880
5297
Чтобы отправить ракету в космос,
необходимо пожертвовать дорогостоящим оборудованием,
00:14
burning massive amounts of fuel, and risking potential catastrophe.
1
14177
4671
сжечь огромные массы топлива
и учесть риск возможной катастрофы.
00:18
So in the space race of the 21st century,
2
18848
2836
Поэтому в космической гонке XXI века
00:21
some engineers are abandoning rockets for something much more exciting:
3
21684
5005
инженеры мечтают заменить ракеты чем-то поинтереснее —
00:26
elevators.
4
26689
1126
например, лифтами.
00:28
Okay, so maybe riding an elevator to the stars
5
28274
3086
Ну ладно, возможно, прокатиться на лифте к звёздам
00:31
isn't the most thrilling mode of transportation.
6
31360
2670
не так захватывающее, как на других видах транспорта.
00:34
But using a fixed structure to send smaller payloads
7
34030
3754
Но использование стационарных сооружений для отправки небольших партий
00:37
of astronauts and equipment into orbit
8
37784
2627
космонавтов и оборудования на орбиту
00:40
would be safer, easier, and cheaper than conventional rockets.
9
40411
4129
будет и безопаснее, и дешевле, и проще, чем запуск космических кораблей.
00:45
On a SpaceX Falcon 9 rocket,
10
45041
2794
Стоимость отправки на орбиту одного килограмма груза
00:47
every kilogram of cargo costs roughly $7,500 to carry into orbit.
11
47835
6966
на ракете Falcon 9 SpaceX составляет приблизительно 7 500 долларов.
00:55
Space elevators are projected to reduce that cost by 95%.
12
55093
5505
Согласно прогнозным расчётам,
на космических лифтах это будет дешевле на 95%.
01:00
Researchers have been investigating this idea since 1895,
13
60890
4213
Эта идея не даёт покоя учёным умам с 1895 года.
Она пришла в голову великому русскому изобретателю Константину Циолковскому,
01:05
when a visit to what was then the world's tallest structure
14
65103
3253
01:08
inspired Russian scientist Konstantin Tsiolkovsky.
15
68356
4087
когда тот поднялся на самое высокое по тем временам здание в мире.
01:12
Tsiolkovsky imagined a structure thousands of kilometers tall,
16
72819
4087
Циолковский представил себе сооружение на тысячи метров в высоту,
01:16
but even a century later, no known material is strong enough
17
76906
4421
но даже спустя сто лет не изобретён достаточно прочный материал,
01:21
to support such a building.
18
81327
1627
способный выдержать подобную конструкцию.
01:23
Fortunately, the laws of physics offer a promising alternative design.
19
83204
4421
Однако благодаря законам физики может быть найдено
многообещающее альтернативное решение.
01:28
Imagine hopping on a fast-spinning carousel
20
88126
3503
Представьте себе, что вы находитесь на быстро вращающейся карусели
01:31
while holding a rope attached to a rock.
21
91629
2669
и держите в руках верёвку,
к другому концу которой привязан большой камень.
01:34
As long as the carousel keeps spinning, the rock and rope will remain horizontal,
22
94590
5965
Пока крутится карусель, камень и верёвка находятся в горизонтальном положении
01:40
kept aloft by centrifugal force.
23
100555
2794
благодаря действию центробежной силы.
01:43
If you're holding the rope, you'll feel this apparent, inertial acceleration
24
103683
4754
Пока вы держите верёвку,
вы явственно ощущаете воздействие инерциального ускорения,
01:48
pulling the rock away from the center of the rotating carousel.
25
108437
3921
относящего камень от центра вращающейся карусели.
01:53
Now, if we replace the carousel with Earth,
26
113025
3504
А если заменить карусель планетой Земля,
01:56
the rope with a long tether, and the rock with a counterweight,
27
116529
4212
верёвку — длинным тросом, а камень — противовесом,
02:00
we have just envisioned the modern space elevator—
28
120741
3879
это и будет современный космический лифт—
02:04
a cable pulled into space by the physics of our spinning planet.
29
124620
4797
трос может быть запущен в пространство благодаря вращению Земли.
02:10
For this to work, the counterweight would need to be far enough away
30
130376
4004
Чтобы это произошло, противовес должен быть так далеко,
02:14
that the centrifugal force generated by the Earth's spin
31
134380
3462
чтобы центробежная сила, образуемая при вращении Земли,
02:17
is greater than the planet's gravitational pull.
32
137842
3420
превысила силу гравитационного притяжения нашей планеты.
02:21
These forces balance out at roughly 36,000 kilometers above the surface,
33
141262
5964
Данные силы уравновешиваются на высоте примерно 36 000 километров,
02:27
so the counterweight should be beyond this height.
34
147226
2753
поэтому противовес должен быть ещё выше.
02:30
Objects at this specific distance are in geostationary orbit,
35
150521
4880
Объекты на таком расстоянии находятся на геостационарной орбите.
02:35
meaning they revolve around Earth at the same rate the planet spins,
36
155401
4254
Это означает, что они вращаются вокруг Земли
с той же скоростью, с какой вращается наша планета,
02:39
thus appearing motionless in the sky.
37
159822
3003
и поэтому кажутся застывшими на небе.
02:43
The counterweight itself could be anything,
38
163284
2586
Противовесом может быть что угодно,
02:45
even a captured asteroid.
39
165870
2169
даже захваченный астероид.
02:48
From here, the tether could be released down through the atmosphere
40
168039
3712
Оттуда вниз через атмосферу можно протянуть кабель
02:51
and connected to a base station on the planet's surface.
41
171751
3587
и затем соединить его с основанием на земной поверхности.
02:55
To maximize centrifugal acceleration,
42
175713
2586
Чтобы центробежное ускорение было максимальным,
02:58
this anchor point should be close to the Equator.
43
178299
2961
такую опорную площадку нужно разместить близко к экватору.
03:01
And by making the loading station a mobile ocean base,
44
181510
3879
А если запуски производить с плавучей базы в океане,
03:05
the entire system could be moved at will,
45
185389
2837
то всю конструкцию при необходимости можно перемещать,
03:08
allowing it to maneuver around extreme weather,
46
188226
2711
что позволит маневрировать в случае погодных катаклизмов
03:10
and dodge debris and satellites in space.
47
190937
3461
и при необходимости избегать столкновения с космическим мусором или спутниками.
03:14
Once established, cargo could be loaded onto devices called climbers,
48
194565
4755
Когда лифт заработает, грузы можно будет отправлять на специальных подъёмниках,
03:19
which would pull packages along the cable and into orbit.
49
199320
3670
которые будут перемещать контейнеры по тросу прямо на орбиту.
03:23
These mechanisms would require huge amounts of electricity,
50
203783
3503
Для работы таких механизмов потребуется очень много электроэнергии,
03:27
which could be provided by solar panels or potentially even nuclear systems.
51
207286
4964
которую можно получить при помощи солнечных батарей или атомных реакторов.
03:32
Current designs estimate that it would take about 8 days
52
212250
3253
Согласно подсчётам, основанным на имеющихся технологиях,
03:35
to elevate an object into geostationary orbit.
53
215503
3545
чтобы поднять груз на геостационарную орбиту, потребуется восемь дней.
03:39
And with proper radiation shielding,
54
219298
2169
А при наличии надёжной защиты от радиоизлучения
03:41
humans could theoretically take the ride too.
55
221467
2920
теоретически на лифте смогут перемещаться и люди.
03:44
So, what's stopping us from building this massive structure?
56
224762
3086
Так что же мы медлим и не строим столь грандиозное сооружение?
03:47
For one thing, a construction accident could be catastrophic.
57
227848
3963
Во-первых, авария в ходе строительства может иметь катастрофические последствия.
03:51
But the main problem lies in the cable itself.
58
231811
3587
Но главная сложность заключается в самом тросе.
03:55
In addition to supporting a massive amount of weight,
59
235523
2753
Помимо того, что он должен выдерживать гигантский вес,
03:58
the cable's material would have to be strong enough
60
238276
3003
необходимо, чтобы материал троса был достаточно прочным
04:01
to withstand the counterweight's pull.
61
241279
2085
и мог противостоять силе со стороны противовеса.
04:03
And because this tension and the force of gravity would vary at different points,
62
243531
5172
А поскольку натяжение и сила гравитации в разных точках отличаются,
04:08
its strength and thickness would need to vary as well.
63
248703
3837
то различными должны быть также его прочность и толщина.
04:13
Engineered materials like carbon nanotubes and diamond nano-threads
64
253124
5130
Остаётся надеяться, что такие искусственные материалы,
как углеродные нанотрубки и алмазные нановолокна,
04:18
seem like our best hope for producing materials
65
258254
3003
подойдут для производства требуемых материалов,
04:21
strong and light enough for the job.
66
261257
2544
прочных и лёгких одновременно.
04:24
But so far,
67
264218
1043
Однако на сегодняшний день
04:25
we've only been able to manufacture very small nanotube chains.
68
265261
4588
удалось произвести лишь небольшие цепочки нанотрубок.
04:29
Another option would be to build one somewhere with weaker gravity.
69
269849
4254
Изучают также возможность производства таких материалов
в условиях более слабой гравитации.
04:34
Space elevators based on Mars or the Moon
70
274103
2794
При помощи имеющихся материалов уже можно построить
04:36
are already possible with existing materials.
71
276897
2753
космические лифты на Марсе или Луне.
04:39
But the huge economic advantage of owning an Earth-based space elevator
72
279775
5130
Однако огромные экономические выгоды от космического лифта на Земле
04:44
has inspired numerous countries to try and crack this conundrum.
73
284905
4130
заставляет многие страны работать над решением этого сложного вопроса.
04:49
In fact, some companies in China and Japan
74
289035
3586
На самом деле, некоторые компании в Китае и Японии
04:52
are already planning to complete construction by 2050.
75
292621
4547
уже планируют завершить строительство такого лифта к 2050 году.
Об этом сайте

Этот сайт познакомит вас с видеороликами YouTube, полезными для изучения английского языка. Вы увидите уроки английского языка, преподаваемые высококлассными учителями со всего мира. Дважды щелкните по английским субтитрам, отображаемым на каждой странице видео, чтобы воспроизвести видео оттуда. Субтитры прокручиваются синхронно с воспроизведением видео. Если у вас есть какие-либо комментарии или пожелания, пожалуйста, свяжитесь с нами, используя эту контактную форму.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7