Question

Porównaj statek kosmiczny z wahadłowcem. Proszę o pomoc potrzebuje na dzisiaj do około 20:30-21:00.

Answer 1

Loty kosmiczne w ostatnich czasach znacząco wpłynęły na rozwój obecnych technologii zarówno w dziedzinie elektroniki i informatyzacji, jak również w dziedzinie napędów i paliw rakietowych. Wciąż jednak prawa fizyki i kształt kosmosu narzucają pewne ograniczenia. Od nabliższej nam gwiazdy Słońca - dzieli nas dystans zaledwie około 150 mln km. Pomijając temperaturę i warunki panujące na Słońcu podróż na tę gwiazdę byłaby możliwa. Rozpatrując odległość do innych gwiazd podróż trwałaby zbyt długo, by była wykonywalna przy obecnej technologii.
Kolejna po Słońcu najbliższa nam gwiazda - Proxima Centauri leży w odległość około 4,22 lat świetlnych od Ziemii. Taki dystans światło pokonnuje w ciągu około 1540 dni, jednak nie dysponujemy pojazdem kosmicznym, który porusza się z prędkością zbliżoną do prędkości światła. Nie potrafimy nawet osiągnąć 50%, czy 25% prędkości światła. Obecne promy kosmiczne rozpędzają się do prędkości około 27 000 km/h, czyli 7500 m/s. Porównując to z prędkością światła wynoszącą 299 792 458 m/s widzimy jak bardzo ograniczone są systemy napędzające wahadłowce służące do lotów kosmicznych. Jesteśmy w stanie osiągnąć zaledwie 0,0025% prędkości światła. W takim wypadku czas trwania podróży na gwiazdę Proxima Centauri trwałby około 170 tys lat. Możemy sobie wyobrazić jak duży jest to okres czasu, gdy pomyślimy, że jest to czas istnienia gatunku Homo sapiens na Ziemi.
Dla porównania możemy sprawdzić jeszcze czas podróży do innych bliskich nam gwiazd. Kolejną gwiazdą, która jak mogłoby się wydawać znajduje się całkiem niedaleko Ziemi jest Alfa Centauri z gwiazdozbioru Centaura. Jedna z najjaśniejszych gwiazd na niebie. Znajduje się ona w odległości około 4,36 lat świetlnych. Oznacza to, że światło podróżowałoby do tej gwiazdy ponad 1500 dni. Wahadłowcowi służącemu do lotów kosmicznych taka podróż zajęłaby około 175 tys lat.
Nie jest zatem możliwe, aby jakakolwiek załoga przetrwała tak długi okres czasu podróżując w przestrzeni kosmicznej. Dużą barierą są także skończone porcje paliwa, powietrza i energii jakie może zabrać ze sobą wahadłowiec w podróż kosmiczną. Powietrze i energia są niezbędnymi elementami do utrzymania życia na pokładzie statku kosmicznego, ponieważ ze względu na temperaturę i warunki panujące w próżni należałoby zapewnić załodze ogrzewanie i dostęp powietrza. Nawet stosowanie filtrów, które oczyszczałyby część powietrza i przetwarzały dwutlenek węgla na tlen sprawdziłoby się zaledwie podczas podróży po układzie słonecznym. Pozyskiwanie energii z naturalnych źródeł światła za pomocą ogniw słonecznych sprawdza się tylko wtedy, gdy pojazd znajduje się w pobliżu gwiazdy. W momencie podróży poza układ słoneczny problemy energetyczne z pewnością zmusiłyby załogę do powrotu.
Na tak daleką podróż należałoby również zabrać ogromne porcje jedzenia i wody. Człowiek pije średnio 1,5l wody dziennie, natomiast 4-osobowa załoga wahadłowca musiałaby mieć dostęp do około 6 litrów wody nadającej się do spożycia dziennie. Wybierając się 4-osobową załogą w tak daleką podróż należałoby się zaopatrzyć w ponad 1mln litrów wody. Objętość wody przekroczyłaby znacząco rozmiary i możliwości transportowe wahadłowca. Podobna sprawa ma się z żywnością, która musiałaby zająć podobną przestrzeń w statku kosmicznym.
Stosowanie napędów opierających się na klasycznych zasadach fizyki uniemożliwia podróże do najbliższych gwiazd poza Słońcem. Nawet dalsze rozwijanie technologii stosowanych w silnikach napędzających wahadłowce kosmiczne nie wprowadzi żadnych znaczących postępów. Istnieje wciąż pewna nadzieja, że loty takie będą wykonywalne. Nadzieja ta tkwi w szczególnej teorii względności i podróżach w czasie, które są obiektem badań naukowców na całym świecie.