Ponieważ często słyszę argument że to co chce policzyć jest bezużyteczne i niepotrzebne, dlatego w dzisiejszej notce podam dwa przykłady jak będzie można zastosować obliczenia które prowadzę w praktyce. Zawsze każde nowe rozwiązanie po pierwsze przybliża nas do bardziej dokładnego poznania otaczającej nas rzeczywistości ale też daje nowe możliwości, dlatego też zawsze warto szukać odpowiedzi na pytania na które odpowiedzieć nie potrafimy. Nie wolno nam też w poszukiwaniu wiedzy się zatrzymać i popaść w samozadowolenie że skoro wiem sporo, to odpowiedzi na kolejne pytania nie są mi już potrzebne i są bezużyteczne.
Zaproponowane poniżej urządzenia są jak najbardziej zgodne z obecną wiedzą ale pewne braki w tej wiedzy i pewne stereotypy na temat tej wiedzy powodują że nikt nie próbuje pracować nad tymi urządzeniami i nie istnieją one nawet w ludzkiej wyobraźni. Moje dokładniejsze rozpisanie zmiany wektora momentu pędu i ukazanie mechanizmów jakie tam zachodzą ma też uświadomić o nowych możliwościach ich zastosowania.
W każdym podręczniku do Fizyki jest przykład zwiększenia prędkości obrotowej po przez zmianę momentu bezwładności (łyżwiarka robiąca piruet) ale w podręcznikach przy wyjaśnieniu tego zjawiska nie ma nic o przyspieszeniu kątowym, w jaki sposób odbywa się przyspieszenie punktu i nadawaniu punktowi energii kinetycznej po przez zmianę momentu bezwładności.
Aby ludzkość przetrwała i mogła się rozwijać to niezbędne będzie opuszczenie przez nas ziemi i kolonizacja kosmosu. Niestety obecnie ludzkość nie zna innego efektywnego sposobu przemieszania się w kosmosie aniżeli silniki odrzutowe. Problem z silnikami odrzutowymi jest taki że im dalej chcemy polecieć i im więcej masy chcemy przetransportować, tym więcej paliwa trzeba zużyć i tak aby polecieć na Marsa, najpierw trzeba zużyć dużo paliwa aby dostarczyć paliwo do takiej podróży, co powoduje że podrożę takie są bardzo drogie. Na przykład aby na marsie mógł wylądować lądownik InSight o masie 350 kg potrzebna była rakieta Atlas V o masie łącznej 334 ton. Czyli wysłanie na marsa jednego kg materiału wymaga dziesiątków kg rakiety i paliwa. Dlatego też zastosowania innego sposobu nadawania prędkości aniżeli odrzutowy może znaczącą obniżyć koszty podróży miedzy planetarnej.
A przynajmniej w teorii możliwość nadania prędkości obiektowi w wyniku zmiany momentu bezwładności jest nieograniczona. Ponieważ zasada zachowania momentu pędu jest faktem to wraz ze zmianą momentu bezwładności proporcjonalnie rośnie prędkość kątowa oraz prędkość obiektu
Przykładowo: skracając odległość między obiektem a środkiem ciężkości o połowę, dochodzi do dwukrotnego przyspieszenia
I tak aby obiekt przyspieszył z 1 metra na sekundę do 100 metrów na sekundę należy zmniejszyć jego odległość do środka ciężkości z 1 do 1/100 i w równaniu nie ma ograniczenia maksymalnej prędkości jaka możemy osiągnąć. O tyle ile razy chcemy przyspieszyć obiekt o tyle musimy zmniejszyć jego odległość od środka ciężkości.
Jeżeli dwa obiekty będą połączone ze sobą liną i będą się obracać wokół środka ciężkości to skracając tą linę (zmniejszając moment bezładności), będziemy nadawać tym obiektom coraz większą prędkość. A następnie zwalniając mocowanie liny obiekty będą się poruszać z posiadaną prędkością. Ograniczeniem nadania prędkości tą metodą jest jedynie długość liny jaką jesteśmy w stanie wytworzyć, możliwości jej zwijania i jej wytrzymałość. I co najważniejsze, energia do zwijania liny i nadawania prędkości obiektom może być energią elektryczną pozyskiwaną z baterii słonecznych i nie potrzeba do tego mechanizmu dostarczać paliwa zewnątrz.
Przedstawiałem już kiedyś podobne urządzenie ale teraz nieco je ulepszyłem.
Umieszczamy więc w przestrzeni kosmicznej bazę zasilaną bateriami słonecznymi z kilkoma ładunkami do transportu i z niewielkimi ładunkami startowymi, które trzeba zasilić paliwem ale w niedużych ilościach
Wypuszczamy ładunki startowe na linach wraz z pierwszymi ładunkami do transportu. Można użyć do tego sprężyn
Gdy liny się rozwiną, odpalamy ładunki startowe które nadają startową prędkość kątową
Teraz za pomocą silników elektrycznych liny są zwijane zmieniając moment bezwładności ładunków i jednocześnie znacząco przyspieszając wartości prędkości ładunków
Po odpowiednim przybliżeniu i nadaniu ładunkom odpowiedniej prędkości, zwalniamy je w odpowiednim momencie z uchwytu liny. Ładunki oddalają się z ogromną prędkością
Oczywiście transport człowieka w ten sposób odpada, tak samo jak transport różnych innych materiałów które nie można poddawać dużym obciążenia ale już na przykład jakieś drobne części zamienne czy nawet wodę i tlen można by wyrzucić z orbity ziemi na orbitę marsa, co znacznie by obniżyło koszty transport części zaopatrzenia dla przyszłych kolonistów.
Inna maszyną która kiedyś zaproponowałem jest wyrzutnia z powierzchni planety lub na przykład księżyca
Umieszczenie odpowiednio wysoko osi obrotu i nadanie obiektowi na linie prędkości kątowej wokół tej osi a następnie skracanie liny będzie powodować zwiększenie prędkości obiektu, po czym należy w odpowiednim momencie zwolnić połączenie z liną. Być może taka wyrzutnia ze względu na opór powietrza i silną grawitacje nie będzie mieć sensu na ziemi ale być może znajdzie zastosowanie w transporcie z księżyca czy z marsa gdzie opór atmosfery oraz grawitacja jest mniejsza.
Oczywiście że są to bardzo uproszczone schematy i opracowanie takich urządzeń wymagało by sporo pracy i zaprojektowania nowych mechanizmów ale to pokazuje że są możliwości przekuć moje wyliczenia w coś pożytecznego, coś co może bardzo się opłacać. Jednak aby się tak stało trzeba nad tym pracować i pchać to do przodu. Niestety obecnie pcham to do przodu samotnie, przez co każdy najmniejszy postęp zajmuje bardzo dużo czasu.
Inne tematy w dziale Technologie
