Câte calorii este nevoie pentru a aduce o calorie în ISS; Blogul Orion
De Rhett Allain
Rolul principal al vehiculului de transfer automat este de a aduce provizii la Stația Spațială Internațională. Livrările includ alimente, apă, oxigen, echipamente științifice și batoane pentru bomboane. Da, am enumerat mâncarea de două ori. Bomboanele sunt alimente, dar le-am enumerat separat, astfel încât să putem privi bomboanele în spațiu.
Iată întrebarea: Să presupunem că un astronaut solicită o bomboană suplimentară pentru a fi trimisă pe ATV. Câtă energie suplimentară este necesară pentru a aduce pe bombă aceste bomboane? Aceasta este întrebarea.
Nota editorului: pe lângă faptul că are un talent în comunicarea științifică, Rhett Allain este profesor asociat de fizică la Universitatea Southeastern Louisiana. El scrie în mod regulat pentru blogul Wired’s Dot Physics și este un pic fanatic al fizicii, care petrece mai mult timp decât mulți gândindu-se la modul în care viața de zi cu zi se intersectează cu știința. Postările sale recente au analizat fizica unei (fals) imagini de leagăn rupte, de ce Luna nu se prăbușește pe Pământ (gravitatea este implicată!), Viteza blasterului Star Wars (răspuns: 34,9 m/s) și cât de bine realizate sunt Blocuri Lego (foarte bine realizate). Odată cu recent anunțata dezvoltare a ATV-ului în colaborare cu NASA pentru Orion, suntem încântați să prezentăm câteva postări din partea îndepărtată a Atlanticului. Bucurați-vă! - DGS
Pentru început, să obținem câteva valori inițiale. Unele dintre acestea vor fi estimări. Dar ISS? Are o orbită care se află la aproximativ 420 km deasupra suprafeței Pământului și se deplasează cu o viteză de 7.700 m/s. Atât altitudinea, cât și viteza sunt importante în calculul energiei necesare pentru a obține aprovizionarea acolo.
Am primit bunătățile de la ATV-2. Ce, fără pizza pentru mine? Cred că macaroanele și brânza rehidratate vor trebui să facă în următoarele luni! Prese și pachete de gogoși. Ce? Nu e pizza asta pentru mine? Accidents, do acronterntarmi di pasta reidratata per i prossimi mesi! Credit: ESA/NASA/P. Nespoli
Există cu adevărat doar o altă informație importantă. Avem nevoie de locația platformei de lansare ATV, care se află în Kourou, Guyana Franceză. În cazul în care nu sunteți familiarizați cu locația, aici este în Google Earth.
Kourou în Google Earth
Kourou este la doar 5 grade deasupra ecuatorului. Există un motiv pentru aceasta, așa cum vom vedea în curând.
Oh, mai avem nevoie de un lucru. Dar masa unui candy bar? Nu doresc să evidențiez o anumită marcă de bomboane, așa că voi presupune doar o bomboană de ciocolată medie. Să presupunem că are o masă de 50 de grame cu 250 de calorii (adică caloriile alimentare, care sunt diferite de caloriile chimice - doar pentru a fi clar).
Fizică și energie
Acum, pentru un pic de fizică. De ce este nevoie chiar de energie pentru a duce ceva la ISS? Ei bine, există două lucruri pe care trebuie să le faci unui candy bar pentru ca un astronaut din spațiu să îl mănânce. Mai întâi trebuie să ridicați bomboanele până la înălțimea ISS. În al doilea rând, trebuie să măriți viteza candy barului, astfel încât acesta să meargă la aceeași viteză ca ISS. Permiteți-mi să privesc aceste două lucruri separat.
Să presupunem că găsiți această bomboană de 50 de grame pe pământ și o ridicați cu aproximativ 1 metru pentru a o așeza pe o masă. Acest lucru necesită să lucrați la bomboane pentru a-i schimba energia. Dar câtă energie ar fi necesară? O modalitate de a privi acest lucru este prin schimbarea energiei potențiale gravitaționale. Pe suprafața Pământului, modificarea potențialului gravitațional poate fi calculată astfel: