Küsimus:
Kas osaline kosmoselift võiks olla praktiline ja kasulik?
Paul A. Clayton
2013-07-17 19:14:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kas oleks tehnoloogiliselt ja majanduslikult otstarbekas ehitada ja käitada kosmoselift, mis pakuks transporti ainult madalama ja kõrgema orbitaalraja vahel?

Selline mehhanism väldiks ainult mõnda fikseeritud pinnaorbiidi liftiga seotud probleemid ja tutvustaks muid probleeme, näiteks vajadust dokkida platvormiga, mis liigub kohaliku orbiidi kiirusest erineva kiirusega.

Mõnevõrra seotud

Milliseid tehnoloogilisi tõkkeid peame kosmoselifti ehitamiseks ületama?

Maa tõkkepuude eemaldamise meetodid peale rakettide? ( SF vastuses mainitakse "osalist kosmoselifti", mis seob jetiga ligipääsetava platvormi LEO-ga.)

Teine pakutud mudel on kasutada orbiidil pöörlevat sidet, et madalamal orbiidil kinnitada kasulik koormus ja pöörata see kõrgemale orbiidile, andes hoogu ka vabastamisel.
Kolm vastused:
#1
+18
PearsonArtPhoto
2013-07-17 19:40:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lühidalt, ei. Põhjus on selles, et kõige raskem osa kosmosesse jõudmisel on madala Maa orbiidile jõudmine. Nagu öeldakse, kui olete seda teinud, olete poolel teel kuhugi.

Liftide viibimist ankurdamata kohtadesse oleks keeruline panna. Veelgi enam, see häiriks nende asukohtade jõudmiseks vajalikku kiirust ja poleks lõpuks eriti otstarbekas.

Seda arvestades on kõige otstarbekam seda teha. oleks ehitada mäe otsa väga suur platvorm ja tõsta objekt veetmiseks platvormi tippu. See annab väga vähe teoreetilist kasu, ehkki vähendab tuuletakistust ja muud sellist.

Siiski on olemas süsteem, mis võib aidata orbiidile jõudmisel, kasutades magnetilisi teereid. Ma ei viitsi kogu füüsikat lahti seletada, kuid juhatan teid kosmoseteadlaste juurde, kus seda pikemalt arutatakse, ja esitan ka nende veebisaidi graafika, mis seda veelgi demonstreerib.

enter image description here

Väga huvitav - ma ei teadnud lähenemisviisist "kasuta Maad staatorina, kinni rootorina". Muidugi oleks TANSTAAFLil vaja kuidagi elektrivoolu toota lõastusvoolu jaoks, kuid see on ikkagi palju nutikam kui ioonjoad või muud sarnased.
Nad proovisid elektrit toota, kasutades kord kosmosesüstiku missioonil maad staatorina, kuid kaabel läks katki. http://science1.nasa.gov/missions/tss/
@SF. Päikesepurje orbiidi tõstmiseks >> magnetiline / juhtiv lõng generaatorrežiimis elektrienergia tootmiseks, mis on pardal hoitud (hõõrdevabad hoorattad või superkondensaatorid) >> juhivad voolu tagasi mootorirežiimis, et geomagnetilise välja vastu manööverdada. "Lihtne kui Pi", eks?
@hunter2: teoreetiliselt. Praktikas on päikesepurje väga-väga nõrk - selleks, et midagi nii suurt üles tõsta, oleks vaja palju km ^ 2. Lisaks ei töötaks see Maa varjus ja tõukaks Päikese poolel tõmbamise asemel - see töötaks ainult hommikuti ja õhtuti. Lihtsam oleks kaabli toide läbi päikesepatareide, et see lihtsalt liikuma saada, oleks tõhusam.
@SF. Jah, ma arvan. Vähemalt kuni punktini - on mõeldav, et mingil hetkel võiks olla mõttekas ehitada / paigaldada väga suur paneelide massiivi asemel * tohutu * puri (eriti kui teete Maal paneele umbes voolu järgi) meetodid). Vastasel juhul võib-olla oleks see mikro-satside jaoks kasulik - kuid siis võite saada läbi mingisuguse aku / kütuseelemendi (ja dokkida emalaevaga taastamiseks või täiendavaks tarnimiseks) (või PV-ga, kuid point oli selles, et pisikese laua jaoks ei vajaksite liiga pöörast-tohutut purje).
Kui teie sihtkoht on LEO, siis ei aita orbiidi sidumine suurt midagi. Kui teie sihtkoht on GTO, LTO või MTO, võib orbiidilõik pakkuda tohutut eelist. Arvestades ülemiste etappide massiosa jookseb 50% või vähem, kahekordistab teise etapi suurendamine ilma raketikütuseta teie maa-LEO võimendi kasulikku koormust. On palju lõastamiskontseptsioone; igaüht tuleb hinnata iseseisvalt, muutes teie küsimuse liiga laiaks ja mis tahes lihtsa vastuse olemuslikult vigaseks. Kui mõnda pakutud lõastamiskontseptsiooni saaks rakendada, oleks LEO-st suuremad käivitamiskulud oluliselt alla hinnatud.
Link on nüüd surnud. :(
Scott Manley annab natuke teavet mäelt laskmise kohta. https://www.youtube.com/watch?v=RsbDRDFVObE
#2
+10
SF.
2013-07-17 19:46:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Praktiline ja kasulik - jah. Majanduslikult tasuv või tehnoloogiliselt võimalik? Pole kindel.

Kindlasti ei vajaks see peaaegu sama palju materjale, mis oleksid nii uskumatult vastupidavad kui „täielik lift“. Reaktiivmootoriga lennukid on tunduvalt odavamad ning neid on kergem ehitada ja kasutada kui rakettmootoriga sõidukeid. LEO-sse sattudes saab iga sõiduk kasutada väikese tõukejõuga ja väikese energiatarbimisega jõudu nagu päikesepurje, ja lahkuda Maa raskusjõu kaevandist murdosa vastava reaktiivjõu käitamise maksumusest. Põhimõtteliselt pakuks see kosmoselifti eeliseid reisi selles osas, kus selle eelised kõige olulisemad on - atmosfääri (kus töötavad reaktiivmootorid) ja LEO (kus töötavad orbiidimootorid) vahel. Praegu ületatakse see vahe raketitõukuritega, mis on lihtsalt väga kulukad.

Nii palju kasu. Nüüd probleemide kohta. Mitu sadakond kilomeetrit kosmosetrossi orbiidile toomise kõrval (oleme seal olnud klassikalise kosmoseliftiga) on meil tegelik õhutakistus ja puudub ankur, mis seda tõmbaks ja energiat annaks, pluss iga üles sõitev sõiduk tõmbaks selle alla. See asi ei toeta ennast nagu klassikaline kosmoselift, selle vee peal hoidmiseks oleks vaja oma tõukejõudu. (OTOH, kütust nimetatud tõukejõuks võiks tarnida samade lennukitega ja see võib olla ükskõik kui paljude korralike "orbiidimootorite" arv, pole vaja tülikaid rakette). Stratosfääri kasuliku koormuse dokkimine ülehelikiirusel oleks kogu probleem. Ma pole kindel stratosfääri meteoroloogias, kuid arvan, et see võib olla tülikas (kuid mitte halvem kui klassikalise kosmoseliftiga võrreldes). Ja ilmselgelt oleks kasutusmaksumus märkimisväärselt kõrgem kui klassikalisel liftil, mis võiks tõhusate elektrimootorite abil tuua kasuliku koormuse maapinnalt kaugemale kui geostatsionaarne orbiit - kui reaktiivmootorid on suurusjärgus odavamad kui raketid, jätavad elektrimootorid energiajugasid kaugele maha efektiivsus = tegevuskulud.

Veel üks probleem: aktiivjõud ei saa pikka aega ebaõnnestuda. Klassikalise lifti korral istuks see täiesti inertsena ja ilma probleemideta. Osalise korral see langeks. Kui on vaja pikka remonti, saab selle tõsta kõrgemale orbiidile, nii kõrgele kui vaja, ja seal aja jooksul parandada, kuid ootamatud rikked lihtsalt hävitaksid selle.

Mõni asi, mida tuleks arvestada: 1) kui iga skyhooki nõutav nael (vt minu vastust) kompenseerib mitu naela, mida teised sõidukid vajavad, vajate vähem materjali. 2) Skyhooki pole vaja paigutada kohta, kus see tõmbaks või oleks vaja uuesti üles tõsta. 3) Skyhooki ülekantavat energiat saab täiendada päikeseenergia abil, mis on väga tõhus (kõrge ISP) ja nõuab väga väikest reaktsioonimassi.
@Erik re: # 2, vajab ISS täiendamist, nii et ma arvan, et on õiglane eeldada, et ka (LEO) orbitaal- / orbiidilõik oleks
ISS on väga madalal orbiidil, nii et Shuttle pääses sinna. Võite olla kõrgemas LEO-s ja ei vaja enam peaaegu sama sageli korduvtõusu.
@Erik:, mida madalam on orbiit, seda kasulikum on köis. Kusagil oli veel üks küsimus, mis loetles reisi erinevate osade energiakulud, Maa-LEO oli umbes sama kulukas kui LEO-Kuu. Mida madalamale panete, seda kasulikum on.
See on tõsi. Suurem sidumine nõuab kanderaketi suuremat jõudlust.
#3
+7
Erik
2013-07-19 03:01:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

See on väga praktiline ja kasulik idee. Seda nimetatakse sageli skyhookiks ja Wikipedia artiklis on selle kohta palju kasulikku teavet ja linke.

Skyhooki kõige kasulikum omadus on ilmselt see, et see võib orbiidi hoogu salvestada aega elektrilise tõukejõu abil ja viige see kiiresti "konksuga" kosmoseaparaadile - vähendades vajadust raketikütuse ja sellega seotud massi järele. kütus, mille peate ületama LEO. Nii et midagi, mis võib seda vähendada, on väga väärtuslik.

Siin on ilmselt suurim väljakutse suborbitaalsel trajektooril oleva sõiduki ühendamine suusahoki otsaga. Kohtumine poleks keeruline, kuid teil on ainult üks võimalus, mida ma kahtlustan.



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...