Pitanje:
Može li djelomično svemirsko dizalo biti praktično i korisno?
Paul A. Clayton
2013-07-17 19:14:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bi li tehnološki i ekonomski bilo praktično izgraditi i upravljati svemirskim dizalom koje samo osigurava prijevoz između niže i više orbitalne staze?

Takav bi mehanizam izbjegao samo neke od probleme s liftom s fiksnom površinskom orbitom i uveo bi druga pitanja poput potrebe za pristajanjem na platformu koja se kreće brzinom različitom od lokalne orbitalne brzine.

Donekle povezano

Koje tehnološke barijere moramo prevladati da bismo izgradili svemirsko dizalo?

Metode pogona, osim raketa za napuštanje zemaljske atmosfere? ( SF u odgovoru spominje se "djelomično svemirsko dizalo" koje povezuje platformu dostupnu mlazom s LEO-om.)

Drugi predloženi model je korištenje vrtećeg priveza u orbiti, za učvršćivanje korisnog tereta na nižoj orbiti i njegovo okretanje do više orbite, prenoseći zamah i pri oslobađanju.
Tri odgovori:
#1
+18
PearsonArtPhoto
2013-07-17 19:40:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ukratko, ne. Razlog je taj što je najteži dio sveopćeg dolaska u svemir dolazak do orbite Niske Zemlje. Kao što se kaže, nakon što to učinite, na pola ste puta bilo gdje.

Teško bi bilo natjerati dizalo da ostane smješteno na nesidrena mjesta. Nadalje, to bi zabrljalo s brzinom potrebnom za dolazak na svako od ovih mjesta, i na kraju, ne bi bilo vrlo praktično.

S obzirom na to, najpraktičnije što bi se moglo učiniti u tim crtama bilo bi izgraditi vrlo veliku platformu na vrhu planine i podići objekt na vrh platforme za pokretanje. To daje vrlo malo teoretske koristi, iako smanjuje otpor vjetra i slično.

Postoji, međutim, sustav koji vam može pomoći nakon što steknete orbitu, koristeći magnetske priveze. Neću se truditi objasniti svu fiziku, ali ukazat ću vam na Svemirske veze, koja će o tome dalje raspravljati, a također pružiti grafiku s njihove web stranice koja to dodatno pokazuje.

enter image description here

Vrlo zanimljivo - nisam znao za taj pristup "koristi Zemlju kao stator, privezi kao rotor". Naravno, TANSTAAFL, treba nekako proizvesti električnu energiju za strujnu mrežu, ali to je još uvijek daleko urednije od ionskih mlaznica ili slično.
Pokušali su proizvesti energiju koristeći zemlju kao stator jednom u misiji svemirskog broda, ali kabel je pukao. http://science1.nasa.gov/missions/tss/
@SF. Solarno jedro za podizanje orbite >> magnetskog / provodnog priveza u 'generator modu' za proizvodnju električne energije, pohranjene na brodu (zamašnjaci bez trenja ili superkondenzatori) >> vraćaju struju natrag u privezak u 'motornom načinu' za manevriranje protiv geomagnetskog polja. 'Lako kao Pi', zar ne?
@hunter2: teoretski. U praksi je solarno jedro vrlo, vrlo slabo - da biste podigli nešto ovako masivno, trebalo bi vam puno km ^ 2 od toga. Osim toga, to ne bi djelovalo u sjeni Zemlje i guralo bi, umjesto da vuče, kada je na sunčevoj strani - radilo bi samo tijekom jutra i večeri. Učinkovitije bi bilo samo napajanje kabela kroz solarne ćelije samo da bi se on pomaknuo.
@SF. Da, pretpostavljam. Barem do određene točke - zamislivo je da bi u nekom trenutku moglo imati smisla sagraditi / razmjestiti * ogromno * jedro umjesto vrlo velikog niza ploča (posebno ako panele izrađujete na Zemlji s približno strujom metode). Ako krenete u drugom smjeru, možda bi bilo korisno za mikro-satove - ali tada biste mogli proći s nekom vrstom baterije / gorivne ćelije (i pristati uz matični brod za oporavak ili opskrbu) (ili PV, ali poanta je bila u tome za sićušni sat ne bi vam trebalo previše ludo-ogromno jedro).
Ako je vaše odredište LEO, tada orbitalni vez ne pomaže puno. Ako je vaše odredište GTO, LTO ili MTO, tada orbitalni privezak može pružiti VELIKU prednost. S obzirom na to da maseni udio gornjih stupnjeva radi 50% ili manje, pojačavanje mrežom pojačanja drugog stupnja bez raketnog goriva učinkovito udvostručuje korisni teret vašeg pojačivača zemlja-LEO. Postoji mnogo koncepata veza; svaki treba procijeniti neovisno, čineći vaše pitanje preširokim i svaki jednostavan odgovor u osnovi manjkav. Ako bi se mogao primijeniti bilo koji od predloženih koncepata za povezivanje, troškovi lansiranja izvan LEO-a bili bi znatno sniženi.
Link je sada mrtav. :(
Scott Manley pruža neke informacije o lansiranju s planine. https://www.youtube.com/watch?v=RsbDRDFVObE
#2
+10
SF.
2013-07-17 19:46:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Praktično i korisno - da. Ekonomski isplativo ili tehnološki moguće? Nisam siguran.

Sigurno vam ne bi bilo potrebno gotovo toliko materijala koji su tako nevjerojatno izdržljivi kao "potpuno dizalo". Avioni na mlazni motor znatno su jeftiniji i jednostavniji za izradu i upravljanje od vozila na raketni pogon. Jednom u LEO-u bilo koje vozilo može pokretati niski potisak, niskoenergetski pogon poput solarnog jedra, i napustiti Zemljinu gravitacijsku jamu uz djelić cijene odgovarajućeg mlaznog pogona. U osnovi, to bi pružilo prednosti svemirskog dizala u dijelu putovanja tamo gdje su njegove prednosti najvažnije - između atmosfere (gdje rade mlazni motori) i LEO-a (gdje rade orbitalni motori). Trenutno je taj jaz preskočen raketnim potisnicima koji su jednostavno izuzetno skupi.

Toliko za dobrobit. Sad o problemima. Problemi isporuke nekoliko stotina kilometara svemirskog užeta u orbitu sa strane (tamo smo bili s klasičnim svemirskim liftom) imamo stvarni zračni otpor i nemamo sidro koje bi ga povuklo i dalo energiju, plus svaki vozilo koje bi se vozilo prema gore povuklo bi ga. Ta se stvar ne bi mogla izdržavati poput klasičnog svemirskog dizala, već bi joj potreban vlastiti pogon kako bi je održala na površini. (OTOH, gorivo za navedeni pogon mogao bi se isporučivati ​​istim zrakoplovima, a to bi mogao biti bilo koji broj urednih "orbitalnih motora", bez potrebe za raketama koje izazivaju probleme). Cijeli bi problem bio usidrenje korisnog tereta u stratosferi nadzvučnom brzinom. Nisam siguran u meteorologiju stratosfere, ali mislim da bi to moglo biti problematično (ne gore nego u odnosu na klasično svemirsko dizalo). I očito bi trošak uporabe bio znatno veći od klasičnog dizala koje bi moglo koristiti učinkovite električne motore kako bi donijelo nosivost sa zemlje daleko izvan geostacionarne orbite - dok su mlaznice za red veličine jeftinije od raketa, električni motori ostavljaju mlaznice daleko iza sebe u smislu energije učinkovitost = trošak rada.

Još jedan problem: aktivni pogon ne može zatajiti dulje vrijeme. U slučaju klasičnog dizala, tamo bi sjedilo potpuno inertno, bez problema. U slučaju djelomičnog pada. Ako su potrebni dugotrajni popravci, mogao bi se odvesti na višu orbitu, koliko je potrebno i tamo popraviti s vremenom, ali neočekivane greške jednostavno bi je uništile.

Neke stvari koje biste trebali uzeti u obzir: 1) ako svaki kilogram potreban od skyhook-a (vidi moj odgovor) nadoknadi nekoliko kilograma potrebnih za druga vozila, trebate manje materijalne mreže. 2) Nema potrebe postavljati kvačicu tamo gdje bi mogao iskusiti povlačenje ili joj treba ponovno pokretanje. 3) Energija koju skyhook prenosi može se nadoknaditi solarnim električnim pogonom - koji je vrlo učinkovit (visoki ISP) i zahtijeva vrlo malo reakcijske mase.
@Erik re: # 2, ISS treba pojačati, pa mislim da je pošteno pretpostaviti da bi i (LEO) orbitalni / orbitalni vez također
ISS je u vrlo niskoj orbiti tako da je Shuttle mogao doći do njega. Možete biti u višem LEO-u i ne treba vam reboost gotovo jednako često.
@Erik: što je niža orbita to je uže korisnije. Bilo je još negdje oko pitanja u kojem su navedeni troškovi energije za različite dijelove putovanja, Zemlja-LEO bila je otprilike skupa kao LEO-Mjesec. Što ga niže stavljate to je korisnije.
To je istina. Viši remen zahtijeva veće performanse nosača.
#3
+7
Erik
2013-07-19 03:01:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ovo je vrlo praktična i korisna ideja. Često ga nazivaju udicom za nebo, a članak na Wikipediji sadrži puno korisnih informacija i veza o njemu.

Vjerojatno najkorisnija osobina neba-udice jest potencijal da orbitalni zamah pohrani preko vrijeme električnim pogonom i brzo ga prebacite u "zakačenu" svemirsku letjelicu - smanjujući potrebu za pogonskim gorivom i pripadajućom masom.

Dolazak do LEO-a je najteži dio ulaska u svemir, a to se odnosi na gorivo koje trebate nadići LEO. Dakle, nešto što bi ovo moglo smanjiti vrlo je dragocjeno.

Ovdje je vjerojatno najveći izazov spajanje vozila na suborbitalnoj putanji do kraja neba. Sastanak ne bi bio težak, ali pretpostavljam da biste dobili samo jednu priliku.



Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...