Jít na vyhledávání

Těžba ve vesmíru

Autor

Odpovídá: Jaroslav Koreš

(stock.adobe.com)

Dobrý den.

Tématem jednoho ze sci-fi seriálů byla těžba nerostných surovin v pásu asteroidů - v prostředí s minimální gravitací a bez jakékoliv atmosféry.

Lze v takovémto prostředí použít klasických trhavin, třeba semtexu? Nebude jejich účinnost drasticky snížena použitím v prostředí bez atmosférického tlaku? A co třeba zákon akce a reakce - nedojde na menším tělese při vyvržení materiálu směrem od výbuchu k posunutí tohoto tělesa na opačnou stranu?

S pozdravem Jan Fiala

Ahoj Vašku,

děkujeme za výbušný dotaz do naší poradny, je vidět, že sci-fi filmy jsou zdrojem spousty otázek a často i (fyzikálních) chyb. V tomto případě si však nemyslím, že by to bylo nemožné. Pokud jsem zjišťoval správně, tak až na termobarické trhaviny mají obvyklé trhaviny (např. domácí Semtex či zahraniční C-4) okysličovadlo v sobě. V tom bych totiž viděl největší problém – protože vakuum je prostředí bez částic, nemůže ze své definice obsahovat ani molekuly kyslíku. Kyslík je při tom zásadní pro hoření – pokud nemá uhlík možnost reagovat s kyslíkem, nedojde k uvolnění energie, kterou vnímáme jako oheň. Proto v principu není možné, aby ve vesmíru cokoliv hořelo. Tedy pokud oheň nebudeme podporovat dodáváním kyslíku. Takže obvyklé výbuchy raket či vesmírných stanic po zasažení laserovým paprskem nejsou reálné.

Jenže jak jsem psal výše – trhaviny v sobě okysličovadlo mají, takže samotný výbuch by nastat měl. Nepřítomnost atmosféry by podle mého měla 2 vlivy – vznikne tlaková vlna, protože z nahuštěných částic ve formě pevné látky (trhaviny) vznikne velký objem částic v plynném skupenství. Udává se, že objem takto vzniklého plynu bude 10 000x větší, než byl původní objem trhaviny. Částice plynu budou mít vlivem expanze velkou rychlost a protože jim v pohybu nebrání atmosféra, budou se bez zásadního zpomalení pohybovat od místa výbuchu. Vznikne tak cosi jako vítr, který bude intenzivně foukat od směru výbuchu. Rychlejší částice opustí planetu, protože překonají únikovou rychlost, pomalejší se budou pohybovat stále stejnou rychlostí, pokud nenarazí na nějakou překážku. Absence atmosféry je tedy v tomto případě nevýhodná z důvodu ohrožení vzdálenějších míst prudkým nárazem větru. Účinek těchto nárazů by záležel na tom kolik trhaviny (a tedy i molekul plynu) by bylo při výbuchu využito (vyprodukováno).

Připomínka s 3. Newtonovým zákonem je správná, ale přítomnost atmosféry nemá na platnost a účinky tohoto zákona žádný vliv. Možná lepší k popisu pohybu planety a odstřelené horniny je zákon zachování hybnosti (ZZH), který z 3. Newtonova zákona přímo vyplývá. Aplikací ZZH na výbuch bychom došli k tomu, že rychlost zpětného pohybu planety záleží přímo úměrně na rychlosti a hmotnosti odstřelené horniny a nepřímo úměrně na hmotnosti samotné planety. Pokud bych jen pro představu uvažoval, že odstřelená hornina má hmotnost 10 t a pohybuje se rychlostí 100 m/s (raději přeháním a vybírám si hezká čísla) a těžili bychom na Měsíci (ten má hmotnost (skoro) 10^23 kg), tak by se vlivem výbuchu začal Měsíc pohybovat rychlostí 10^-17 m/s, tedy 0,00000000000000001 m/s. Z dlouhodobého hlediska by tento pohyb měl dopad na trajektorii Měsíce, ale jak asi oba víme, tak lidstvo dlouhodobé problémy nijak zásadně netíží.

V tomto případě tedy musím uznat, že sci-fi filmy nejsou v přímém rozporu s fyzikálními zákony, což ale nemohu tvrdit obecně.

Doufám, že tě tímto tvrzením neodradím od dalšího fyzikálního hloubání nad (nejen) sci-fi filmy a také, že jsem ti nezkazil jejich sledování.

Máš nějaký dotaz?

Pokud se chceš na něco zeptat, napiš nám e-mail s předmětem „Fyzikální poradna“ na adresu: poradna@svetenergie.cz

Vrátit se nahoru