Marcin Bąk: Podbój kosmosu – dalej drepczemy w miejscu

28 stycznia 1986 roku miała miejsce katastrofa promu kosmicznego Challenger. To był pierwszy, bardzo poważny znak zapytania o przyszłość planów podboju kosmosu. Przyszłość, która pod koniec lat sześćdziesiątych wyglądała jeszcze bardzo optymistycznie.
gwiazdy Marcin Bąk: Podbój kosmosu – dalej drepczemy w miejscu
gwiazdy / pixabay.com

Gdy oglądamy filmy sci – fi z lat pięćdziesiątych czy sześćdziesiątych wydaje się, że wierzono wtedy dość powszechnie w bardzo szybki rozwój kosmonautyki i rychły podbój kosmosu. Podbój w dosłownym tego słowa znaczeniu. Wyobrażano sobie często odkrywanie i zasiedlanie obcych planet na podobieństwo wypraw podróżników europejskich do nowych lądów w poprzednich stuleciach. Owszem, będą nas czekały trudy i niebezpieczeństwa, niejeden statek zginie porwany przez kosmiczny sztorm, mogą nas czekać starcia z obcymi formami życia ale prędzej czy później skolonizujemy kosmos, tak jak skolonizowaliśmy Ziemię. Ten entuzjazm co do możliwości człowieka był szczególnie dobrze dostrzegalny po udanym wysłaniu pierwszej załogowej misji na Księżyc. Wystarczy sięgnąć do prasy z przełomu lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych, by się o tym przekonać.  Zwykłym ludziom wydawało się, że po zdobyciu Księżyca, następnym, logicznym krokiem będzie Mars. Nie zdawano sobie raczej sprawy a i dziś większość ludzi nie ma o tym pojęcia, jaka jest różnica skali między odkrywaniem nowych kontynentów a podbojem obcych planet. Dla przeciętnego człowieka Wszechświat zbudowany jest dość prosto. Centrum nadal stanowi Ziemia, później jest orbita ziemska, dalej Księżyc oraz pozostałe ciała niebieskie, które leżą tylko trochę dalej. Otóż nie, pozostałe planety, nie mówiąc już o gwiazdach, nie leżą „trochę dalej”. Leżą niewyobrażalnie daleko.

Równanie Ciołkowskiego

Jedynym jak na razie sposobem podróżowania w przestrzeni kosmicznej jest silnik oparty na drugiej i trzeciej zasadzie mechaniki Newtona, czyli silnik odrzutowy. Mówiąc w największym uproszczeniu, potrzebuje on źródła energii oraz tzw. czynnika roboczego, który wyrzucany z odpowiednią prędkością zapewni pożądaną siłę ciągu. Dla większości używanych przez nas silników podstawą jest chemiczna reakcja spalania, która wydziela dużo energii a gazy powstające w wyniku reakcji stają się zarazem czynnikiem roboczym. Problem w tym, że aby uzyskać odpowiedni ciąg, zdolny poruszyć dużą masę, potrzebujemy stosunkowo dużo paliwa, które stanowi znaczny odsetek masy startowej rakiety. Krótko mówiąc – rakieta kosmiczna wyposażona w silniki chemiczne to wielki zbiornik paliwa, wystarczającego na kilka minut pracy, z maleńkim obiektem na szczycie wielkości kiosku z gazetami, zwanym szumnie statkiem kosmicznym.  Im więcej damy paliwa, tym większa będzie masa startowa rakiety, do której poruszenia potrzeba będzie więcej paliwa... Tą trudność zauważył już i opisał, uważany za ojca kosmonautyki, Konstanty Ciołkowski, formułując tzw Równanie Ciołkowskiego.

Próby przezwyciężenia problemów

Oczywiście, w odróżnieniu od zwykłych ludzi, specjaliści zdawali sobie doskonale sprawę z trudności natury technologicznej i fizycznej, stojących przed lotami kosmicznymi. Takim rozwiązaniem, które miało ułatwić wykorzystanie bliskiej przestrzeni kosmicznej, były w założeniu wahadłowce kosmiczne.  Wielki szybowiec, czy też rakietoplan, wynoszony na niską orbitę przez rakiety nośne, miał znacząco obniżyć koszty lotów orbitalnych. W praktyce okazało się, że koszty i tak są wielkie, ilość wnoszonego na orbitę ładunku stosunkowo niewielka a zawodność samych wahadłowców – bardzo duża. Pierwsza katastrofa, która wydarzyła się w 28 stycznia 1986 roku pochłonęła życie siedmiorga astronautów. Kolejna w roku 2003 kazała się zastanowić głęboko nad sensem całego projektu, który został zresztą zamknięty w kilka lat później. Odpowiednik amerykańskich wahadłowców, radziecki prom kosmiczny „Buran”, wykonał tylko jeden, bezzałogowy lot i zaległ w hangarze. Wahadłowce nie okazały się wielkim krokiem na drodze do kosmicznego podboju. Obecnie trwają prace nad zmniejszeniem kosztów, prowadzone przez firmy komercyjne. Są to jednak głównie działania związane z niskimi orbitami i wynoszeniem różnych obiektów trochę ponad ziemską atmosferę. Cały czas wszystko odbywa się wokół napędu opartego na reakcji chemicznej i tutaj wiele nie da się zrobić. Można obniżyć nieco koszt wyniesienia tony ładunku, można poprawić o kilka procent wydajność paliwa ale nie rozwiązuje to nadal podstawowych problemów, związanych z niewyobrażalnymi odległościami do przebycia. Nic nie wskazuje na jakąś zmianę, związaną z przystąpieniem Chin do klubu państw eksplorujących kosmos. Chińskie sondy kosmiczne czy nagłaśniane z dumą misje załogowe, to w istocie powtarzanie drogi przebytej przez Amerykanów ponad pół wieku temu. Żadnej nowości tam nie ma.

Utwory sci – fi przedstawiają całą paletę różnych napędów dzięki którym statki bez problemów poruszają się w przestrzeni. Silniki plazmowe, atomowe, jonowe, fotonowe...napęd WARP. I co ciekawe, trwają nad nimi prace od kilku dziesięcioleci, niektóre nawet uwieńczone powodzenie. Silniki jonowe pracują już od wielu lat jako napęd sond bezzałogowych dalekiego zasięgu. Problem z nimi polega na tym, że ciąg takiego silnika jest bardzo mały. Nie wystarczy do przezwyciężenia pola grawitacyjnego Ziemi czy innych ciał, można go stosować tylko jako napęd kursowy małych,  kilkutonowych obiektów poruszających się w próżni.  

Jak na razie, nie wydaje się by Ludzkość miała poczynić jakieś wielkie kroki ku podbojowi Marsa...


Oceń artykuł
Wczytuję ocenę...

 

POLECANE
Paweł Jędrzejewski: Fundacja Olgi Tokarczuk jest „wroginią” postępu Wiadomości
Paweł Jędrzejewski: Fundacja Olgi Tokarczuk jest „wroginią” postępu

Fundacja Olgi Tokarczuk wydała oświadczenie, w którym znalazł się następujący fragment: „Nie zgadzamy się na krępowanie wolności wypowiedzi artystycznej i jakiekolwiek formy nacisku na artystki i artystów oraz odbiorczynie i odbiorców ich dzieł”.

Husarski hełm, buława, obrazy. Polskie artefakty na aukcji w Niemczech z ostatniej chwili
Husarski hełm, buława, obrazy. Polskie artefakty na aukcji w Niemczech

„Tymczasem na aukcji w Niemczech znowu artefakty husarskie – szyszaki i buławy. I jak zawsze – obrazy i srebra. Te są praktycznie zawsze” – czytamy we wpisie jednej z użytkowniczek Facebooka.

Prezes PiS reaguje w sprawie pilnej debaty w PE dot. „paktu migracyjnego” z ostatniej chwili
Prezes PiS reaguje w sprawie pilnej debaty w PE dot. „paktu migracyjnego”

– Jeśli raz się otworzymy, to będziemy mieli powtórkę z tego, co jest na Zachodzie – powiedział prezes PiS Jarosław Kaczyński w TVP Info. – My powinniśmy różne rzeczy z Zachodu sprowadzać do Polski, ale nie powinniśmy sprowadzać z Zachodu błędów i to bardzo ciężkich błędów – ocenił.

„Granica została przekroczona, nie spodziewałem się tego po PO, partii, na którą głosuję całe dorosłe życie” z ostatniej chwili
„Granica została przekroczona, nie spodziewałem się tego po PO, partii, na którą głosuję całe dorosłe życie”

Maciej Fijak jest krakowskim aktywistą miejskim działającym w ramach Akcji Ratunkowej dla Krakowa. Twierdzi, że nachodzą go politycy Platformy Obywatelskiej.

Rosyjski pilot poddał się Amerykanom i zadeklarował chęć współpracy z ostatniej chwili
Rosyjski pilot poddał się Amerykanom i zadeklarował chęć współpracy

Pod pretekstem wakacji pilot lotniczej Rosgwardii, posługujący się nazwiskiem Gawryczenko, udał się wraz z rodziną na wakacje do Zjednoczonych Emiratów Arabskich, gdzie zdecydował poddać się ambasadzie USA w Dubaju.

Premier otworzył „teczkę Tuska”. „Posłuchał jednej osoby” z ostatniej chwili
Premier otworzył „teczkę Tuska”. „Posłuchał jednej osoby”

– Tusk posłuchał jednej osoby. Konkretnie Niemki. Konkretnie Angeli Merkel. Ona mu doradzała podczas rozmowy, żeby podniósł wiek emerytalny. On jej posłuchał. To jest dowód na to, że w referendum musimy pójść i odpowiedzieć jednoznacznie. Czy jest zgoda Polaków na podniesienie wieku emerytalnego – mówił w Stalowej Woli premier Mateusz Morawiecki.

Pakt migracyjny: Polska zapowiada twarde weto z ostatniej chwili
Pakt migracyjny: Polska zapowiada twarde weto

W środę w Parlamencie Europejskim ma się odbyć debata w sprawie tzw. paktu migracyjnego. Do sprawy odniósł się sekretarz stanu w Ministerstwie Spraw Zagranicznych Paweł Jabłoński.

Andrzej Rozenek kontra Tomasz Sakiewicz. Jest prawomocny wyrok z ostatniej chwili
Andrzej Rozenek kontra Tomasz Sakiewicz. Jest prawomocny wyrok

Redaktor naczelny „Gazety Polskiej” Tomasz Sakiewicz musi sprostować wypowiedź o polityku Koalicji Obywatelskiej Andrzeju Rozenku (byłym współpracowniku Jerzego Urbana i uczestniku tzw. Klubu Wałdajskiego, w spotkaniach którego uczestniczył również Władimir Putin) – orzekł prawomocnie sąd apelacyjny. Nie utrzymał jednak orzeczonego wcześniej zakazu rozpowszechniania przez Sakiewicza informacji, jakoby m.in. „Rozenek dopuszczał się prób tłumienia krytyki prasowej”.

„Prawdziwa demokracja powstanie dzięki dyktaturze rewolucyjnej”. 7 postulatów komunistycznego manifestu z Ventotene, na który powołuje się projekt Rezolucji PE z ostatniej chwili
„Prawdziwa demokracja powstanie dzięki dyktaturze rewolucyjnej”. 7 postulatów komunistycznego manifestu z Ventotene, na który powołuje się projekt Rezolucji PE

„7 głównych postulatów komunistycznego manifestu z Ventotene, na który powołuje się projekt Rezolucji PE na temat zmiany Traktatów UE. Tę Rezolucję i Raport PE popiera opozycja” – pisze w mediach społecznościowych europoseł PiS Jacek Saryusz-Wolski.

Sikorski o końcu Unii Europejskiej. Padły mocne słowa z ostatniej chwili
Sikorski o końcu Unii Europejskiej. Padły mocne słowa

Były szef MSZ Radosław Sikorski jest zaniepokojony przyszłością Unii Europejskiej. Polityk na antenie Polsat News skomentował m.in. wyniki wyborów na Słowacji, gdzie zwyciężyła partia Smer (partia polityczna o profilu socjaldemokratycznym). Uważa, że sytuacja w innych krajach może być dużo gorsza.

REKLAMA

Marcin Bąk: Podbój kosmosu – dalej drepczemy w miejscu

28 stycznia 1986 roku miała miejsce katastrofa promu kosmicznego Challenger. To był pierwszy, bardzo poważny znak zapytania o przyszłość planów podboju kosmosu. Przyszłość, która pod koniec lat sześćdziesiątych wyglądała jeszcze bardzo optymistycznie.
gwiazdy Marcin Bąk: Podbój kosmosu – dalej drepczemy w miejscu
gwiazdy / pixabay.com

Gdy oglądamy filmy sci – fi z lat pięćdziesiątych czy sześćdziesiątych wydaje się, że wierzono wtedy dość powszechnie w bardzo szybki rozwój kosmonautyki i rychły podbój kosmosu. Podbój w dosłownym tego słowa znaczeniu. Wyobrażano sobie często odkrywanie i zasiedlanie obcych planet na podobieństwo wypraw podróżników europejskich do nowych lądów w poprzednich stuleciach. Owszem, będą nas czekały trudy i niebezpieczeństwa, niejeden statek zginie porwany przez kosmiczny sztorm, mogą nas czekać starcia z obcymi formami życia ale prędzej czy później skolonizujemy kosmos, tak jak skolonizowaliśmy Ziemię. Ten entuzjazm co do możliwości człowieka był szczególnie dobrze dostrzegalny po udanym wysłaniu pierwszej załogowej misji na Księżyc. Wystarczy sięgnąć do prasy z przełomu lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych, by się o tym przekonać.  Zwykłym ludziom wydawało się, że po zdobyciu Księżyca, następnym, logicznym krokiem będzie Mars. Nie zdawano sobie raczej sprawy a i dziś większość ludzi nie ma o tym pojęcia, jaka jest różnica skali między odkrywaniem nowych kontynentów a podbojem obcych planet. Dla przeciętnego człowieka Wszechświat zbudowany jest dość prosto. Centrum nadal stanowi Ziemia, później jest orbita ziemska, dalej Księżyc oraz pozostałe ciała niebieskie, które leżą tylko trochę dalej. Otóż nie, pozostałe planety, nie mówiąc już o gwiazdach, nie leżą „trochę dalej”. Leżą niewyobrażalnie daleko.

Równanie Ciołkowskiego

Jedynym jak na razie sposobem podróżowania w przestrzeni kosmicznej jest silnik oparty na drugiej i trzeciej zasadzie mechaniki Newtona, czyli silnik odrzutowy. Mówiąc w największym uproszczeniu, potrzebuje on źródła energii oraz tzw. czynnika roboczego, który wyrzucany z odpowiednią prędkością zapewni pożądaną siłę ciągu. Dla większości używanych przez nas silników podstawą jest chemiczna reakcja spalania, która wydziela dużo energii a gazy powstające w wyniku reakcji stają się zarazem czynnikiem roboczym. Problem w tym, że aby uzyskać odpowiedni ciąg, zdolny poruszyć dużą masę, potrzebujemy stosunkowo dużo paliwa, które stanowi znaczny odsetek masy startowej rakiety. Krótko mówiąc – rakieta kosmiczna wyposażona w silniki chemiczne to wielki zbiornik paliwa, wystarczającego na kilka minut pracy, z maleńkim obiektem na szczycie wielkości kiosku z gazetami, zwanym szumnie statkiem kosmicznym.  Im więcej damy paliwa, tym większa będzie masa startowa rakiety, do której poruszenia potrzeba będzie więcej paliwa... Tą trudność zauważył już i opisał, uważany za ojca kosmonautyki, Konstanty Ciołkowski, formułując tzw Równanie Ciołkowskiego.

Próby przezwyciężenia problemów

Oczywiście, w odróżnieniu od zwykłych ludzi, specjaliści zdawali sobie doskonale sprawę z trudności natury technologicznej i fizycznej, stojących przed lotami kosmicznymi. Takim rozwiązaniem, które miało ułatwić wykorzystanie bliskiej przestrzeni kosmicznej, były w założeniu wahadłowce kosmiczne.  Wielki szybowiec, czy też rakietoplan, wynoszony na niską orbitę przez rakiety nośne, miał znacząco obniżyć koszty lotów orbitalnych. W praktyce okazało się, że koszty i tak są wielkie, ilość wnoszonego na orbitę ładunku stosunkowo niewielka a zawodność samych wahadłowców – bardzo duża. Pierwsza katastrofa, która wydarzyła się w 28 stycznia 1986 roku pochłonęła życie siedmiorga astronautów. Kolejna w roku 2003 kazała się zastanowić głęboko nad sensem całego projektu, który został zresztą zamknięty w kilka lat później. Odpowiednik amerykańskich wahadłowców, radziecki prom kosmiczny „Buran”, wykonał tylko jeden, bezzałogowy lot i zaległ w hangarze. Wahadłowce nie okazały się wielkim krokiem na drodze do kosmicznego podboju. Obecnie trwają prace nad zmniejszeniem kosztów, prowadzone przez firmy komercyjne. Są to jednak głównie działania związane z niskimi orbitami i wynoszeniem różnych obiektów trochę ponad ziemską atmosferę. Cały czas wszystko odbywa się wokół napędu opartego na reakcji chemicznej i tutaj wiele nie da się zrobić. Można obniżyć nieco koszt wyniesienia tony ładunku, można poprawić o kilka procent wydajność paliwa ale nie rozwiązuje to nadal podstawowych problemów, związanych z niewyobrażalnymi odległościami do przebycia. Nic nie wskazuje na jakąś zmianę, związaną z przystąpieniem Chin do klubu państw eksplorujących kosmos. Chińskie sondy kosmiczne czy nagłaśniane z dumą misje załogowe, to w istocie powtarzanie drogi przebytej przez Amerykanów ponad pół wieku temu. Żadnej nowości tam nie ma.

Utwory sci – fi przedstawiają całą paletę różnych napędów dzięki którym statki bez problemów poruszają się w przestrzeni. Silniki plazmowe, atomowe, jonowe, fotonowe...napęd WARP. I co ciekawe, trwają nad nimi prace od kilku dziesięcioleci, niektóre nawet uwieńczone powodzenie. Silniki jonowe pracują już od wielu lat jako napęd sond bezzałogowych dalekiego zasięgu. Problem z nimi polega na tym, że ciąg takiego silnika jest bardzo mały. Nie wystarczy do przezwyciężenia pola grawitacyjnego Ziemi czy innych ciał, można go stosować tylko jako napęd kursowy małych,  kilkutonowych obiektów poruszających się w próżni.  

Jak na razie, nie wydaje się by Ludzkość miała poczynić jakieś wielkie kroki ku podbojowi Marsa...



Oceń artykuł
Wczytuję ocenę...

 

Polecane
Emerytury
Stażowe