Форум Новости Космонавтики

Тематические разделы => Средства выведения и другие технические вопросы => Тема начата: Ahilezz от 04.05.2012 18:22:19

Название: Реально ли так?
Отправлено: Ahilezz от 04.05.2012 18:22:19
В последние годы часто упоминается в интернете идея космического лифта. При этом говорится что в принципе там нет ничего сложного, если бы не слишком сильное натяжение троса лифта один конец которого закреплен на земле, а второй на орбитальной станции. Типа нет пока еще достаточно прочных и дешевых в изготовлении материалов.

В связи с этим у меня вопрос знающим. Сразу скажу что я не спец по этому тапками сильно не кидаться...

В последние несколько лет активно развивается суборбитальный туризм. Те же Space Ship 2, New Shepard, Lynx xcore и т.д. Все они свободно могут подыматься на высоту в 100-130 км. Что если трос лифта не будет прикреплен к земле. К примеру есть на станции лебедка. Тот же Space Ship 2 вылетает на 100 км. далее, по аналогии как самолет подсоединяется к шлангу с самолета заправщика, он подсоединяется к тросу, заранее спущенному скажем с МКС и дальше его уже такой вот своеобразной лебедкой подымают к станции.
Получается что, т.к. второй конец троса не закреплен, то и натягивания сильного быть не должно.

Даже со скоростью подъема в 5 км. в час на подъем потратится 60 часов, если скорость увеличить до 20 км. то за 15 ( это учитывая высоту орбиты МКС в 398 км )
Название: Реально ли так?
Отправлено: pkl от 04.05.2012 19:27:54
Я уже думал про это. Не получится - всё равно разность скоростей троса и аппарата будет чрезмерно велика.
Название: Реально ли так?
Отправлено: instml от 04.05.2012 19:47:06
Не реально: трос разнесет груз на мелкие кусочки из-за разницы скоростей :)
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 04.05.2012 19:07:57
Есть ещё две проблемы кроме скорости.

 Мощность, которая потребуется для подъёма груза на МКС и торможение тросом об атмосферу Земли, они, эти проблемы, в некотором смысле взаимосвязаны.

 Чем дольше подъём на тросе, тем меньше нужна мощность, но тем больше торможение тросом и наоборот.
Название: Реально ли так?
Отправлено: Штуцер от 04.05.2012 19:27:46
Так, для справки специалистам. :wink:
Точка подвеса троса должна быть ВЫШЕ геостационара.
100 км над Землей ничего не сэкономят. МКС не прокатывает. :D
Название: Реально ли так?
Отправлено: Tiger от 04.05.2012 19:48:44
ЦитатаТак, для справки специалистам. :wink:
Точка подвеса троса должна быть ВЫШЕ геостационара.
100 км над Землей ничего не сэкономят. МКС не прокатывает. :D

Чего там, прицепить трос к Луне в точке 0*0, а на Земле по экватору проложить рельсовый путь на хороших сваях, чтобы ролики держались. Движение стартовой платформы вдоль него будет компенсировать суточное вращение земли.

Трос должен быть гибким (чтобы скомпенсировать разницу в плоскостях земного экватора и лунной орбиты) и эластичным (чтобы компенсировать разницу в высоте лунного перигея и апогея).
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 04.05.2012 20:27:07
ЦитатаТак, для справки специалистам. :wink:
Точка подвеса троса должна быть ВЫШЕ геостационара.
100 км над Землей ничего не сэкономят. МКС не прокатывает. :D
Кое-что могли бы экономить если бы на борту МКС была мощная энергоустановка и не было атмосферы.
 Скорость нижней точки троса была бы примерно на 4% меньше скорости МКС.
Название: Реально ли так?
Отправлено: LG от 04.05.2012 22:14:43
ЦитатаТе же Space Ship 2, New Shepard, Lynx xcore и т.д. Все они свободно могут подыматься на высоту в 100-130 км. Что если трос лифта не будет прикреплен к земле. К примеру есть на станции лебедка. Тот же Space Ship 2 вылетает на 100 км. далее, по аналогии как самолет подсоединяется к шлангу с самолета заправщика, он подсоединяется к тросу, заранее спущенному скажем с МКС и дальше его уже такой вот своеобразной лебедкой подымают к станции.
Прикол в том что лифт в каждой своей точке висит над одной и той же точкой на Земле на экваторе.
Чтоб присоединиться к тросу лифта на высоте 100 км - надо на этой высоте висеть над одной точкой как вертолет
Название: Реально ли так?
Отправлено: Ded от 04.05.2012 22:23:22
Цитата
ЦитатаТак, для справки специалистам. :wink:
Точка подвеса троса должна быть ВЫШЕ геостационара.
100 км над Землей ничего не сэкономят. МКС не прокатывает. :D
Кое-что могли бы экономить если бы на борту МКС была мощная энергоустановка и не было атмосферы.
 Скорость нижней точки троса была бы примерно на 4% меньше скорости МКС.

Около 7 км/с. Это внушает...
Название: Реально ли так?
Отправлено: m-s Gelezniak от 04.05.2012 21:26:04
Каждый раз поднимая что либо на этом лифте. Верхняя точка будет терять круговую скорость (это при жестком (теор.) тросе).
Название: Реально ли так?
Отправлено: мастер_лукьянов от 04.05.2012 22:32:02
Цитата.. он подсоединяется к тросу, заранее спущенному скажем с МКС
сразу возникает вопрос  как  поведет себя трос если начать его разматывать с МКС? потянется к Земле, от Земли, образует петли или как?
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 06.05.2012 00:03:50
ЦитатаКаждый раз поднимая что либо на этом лифте. Верхняя точка будет терять круговую скорость (это при жестком (теор.) тросе).
Да, разумеется, но это уже другой вопрос о том, что необходимо будет как-то поднимать и орбиту всей связки.
 Практически из-за атмосферы до этого дело просто не доходит, трос очень быстро начинает тормозиться атмосферой и тормозить объект, с которого его разматывают.
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 06.05.2012 00:06:43
Цитата
Цитата.. он подсоединяется к тросу, заранее спущенному скажем с МКС
сразу возникает вопрос  как  поведет себя трос если начать его разматывать с МКС? потянется к Земле, от Земли, образует петли или как?
Хороший вопрос. :)

 Если трос просто отпихнуть, то он должен начать уходить вперёд от станции, если его тормозить усилием, он будет опускаться вниз.
 При этом выделится значительная мощность на устройстве разматывающем трос, которую надо будет куда-то девать. :)
Название: Реально ли так?
Отправлено: LG от 06.05.2012 00:12:19
ЦитатаТак, для справки специалистам. :wink:
Точка подвеса троса должна быть ВЫШЕ геостационара.
100 км над Землей ничего не сэкономят. МКС не прокатывает. :D
А Вы чтодумаете - для 99% читателей  форума Ваши слова были откровением.
Кстати задачка.
Есть МКС на высоте (условно) 300 км и есть лифт. Подвес лифта - на геостационаре. МКС летает в визуальной близости от лифта.
Я стою на балконе лифта на высоте полета МКС - условно балкон лифта на высоте 300 км.
Вопросы:
1 - сколько раз за сутки я увижу МКС, пролетающую мимо меня?
2 - c какой скоростью относительно меня будет пролетавть мимо меня МКС?
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 06.05.2012 03:07:10
Цитата
ЦитатаТак, для справки специалистам. :wink:
Точка подвеса троса должна быть ВЫШЕ геостационара.
100 км над Землей ничего не сэкономят. МКС не прокатывает. :D
А Вы чтодумаете - для 99% читателей  форума Ваши слова были откровением.
Кстати задачка.
Есть МКС на высоте (условно) 300 км и есть лифт. Подвес лифта - на геостационаре. МКС летает в визуальной близости от лифта.
Я стою на балконе лифта на высоте полета МКС - условно балкон лифта на высоте 300 км.
Вопросы:
1 - сколько раз за сутки я увижу МКС, пролетающую мимо меня?
2 - c какой скоростью относительно меня будет пролетавть мимо меня МКС?
Как это МКС может летать в визуальной близости от лифта, он же стоит на месте, а МКС смещается относительно поверхности Земли.
Название: Реально ли так?
Отправлено: мастер_лукьянов от 06.05.2012 06:34:34
ЦитатаЕсли трос просто отпихнуть, то он должен начать уходить вперёд от станции
не так все просто.
допустим орбита станции идеальная круговая. добавляя скорость тросу мы переводим его на эллиптическую орбиту (появился эксцентриситет!).
 далее, допустим трос толкнули вниз, он будет уходить вперед ровно полвитка, через полвитка он окажется уже выше станции и уже станция будет догонять его.

популярно описано у Левантовского в Механике космического полета глава 5 параграф 5. книга есть в сети.
правда там описаны движения несвязанных со станцией предметов , с тросом наверняка все еще только усложнится
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 06.05.2012 16:30:36
Цитата
ЦитатаЕсли трос просто отпихнуть, то он должен начать уходить вперёд от станции
не так все просто.
допустим орбита станции идеальная круговая. добавляя скорость тросу мы переводим его на эллиптическую орбиту (появился эксцентриситет!).
 далее, допустим трос толкнули вниз, он будет уходить вперед ровно полвитка, через полвитка он окажется уже выше станции и уже станция будет догонять его.

популярно описано у Левантовского в Механике космического полета глава 5 параграф 5. книга есть в сети.
правда там описаны движения несвязанных со станцией предметов , с тросом наверняка все еще только усложнится
Если мы толкнули трос понизив его орбиту, то он сразу начнёт уходить вперёд, так как скорость у него будет больше, при этом он начнёт тянуть станцию вперёд увеличивая её скорость и ещё более понижая свою орбиту, - его тормозит станция, далее трос стремится разогнаться ещё больше, и ещё больше тянет вверх станцию и т. д. :)
Название: Реально ли так?
Отправлено: мастер_лукьянов от 06.05.2012 17:44:54
ЦитатаЕсли мы толкнули трос понизив его орбиту, то он сразу начнёт уходить вперёд, так как скорость у него будет больше, при этом он начнёт тянуть станцию вперёд увеличивая её скорость и ещё более понижая свою орбиту, - его тормозит станция, далее трос стремится разогнаться ещё больше, и ещё больше тянет вверх станцию и т. д. :)
да уж, колебания 200-300 километрового троса обещают быть нехилыми.  :)
во всяком случае такая элементарная в земных условиях операция как "опустить трос"   в космосе оказывается сложной или невозможной
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 07.05.2012 02:50:34
Цитата
ЦитатаЕсли мы толкнули трос понизив его орбиту, то он сразу начнёт уходить вперёд, так как скорость у него будет больше, при этом он начнёт тянуть станцию вперёд увеличивая её скорость и ещё более понижая свою орбиту, - его тормозит станция, далее трос стремится разогнаться ещё больше, и ещё больше тянет вверх станцию и т. д. :)
да уж, колебания 200-300 километрового троса обещают быть нехилыми.  :)
во всяком случае такая элементарная в земных условиях операция как "опустить трос"   в космосе оказывается сложной или невозможной
Это не колебания, фактически если трос просто отпихнуть, он полетит как свободное тело и никакой разумной длины троса не хватит, потому трос приходится притормаживать механизмом разматывающим трос.
 Это приводит "именно к тому, чего хотим", - трос опускается вниз немного опережая станцию, тянет саму станцию вверх, при этом ещё и выделяется энергия на механизме разматывающем трос.

 Всё "просто замечательно" пока мы его разматываем, но потом выбирать обратно и эту же энергию, - помимо дополнительной энергии, если подцепилась ещё какая-то нагрузка, обратно затратить на сматывание троса.
 Если бы "события происходили у Луны", то можно было бы сматывать трос долго используя при этом малую мощность, но у Земли тонкий трос является отличным аэродинамическим тормозом и начинает просто тормозить станцию за счёт взаимодействия самого троса и атмосферы.
Название: Реально ли так?
Отправлено: мастер_лукьянов от 07.05.2012 07:07:33
ЦитатаЭто не колебания, фактически если трос просто отпихнуть, он полетит как свободное тело и никакой разумной длины троса не хватит, потому трос приходится притормаживать механизмом разматывающим трос.
 Это приводит "именно к тому, чего хотим", - трос опускается вниз немного опережая станцию, тянет саму станцию вверх, при этом ещё и выделяется энергия на механизме разматывающем трос.

вы все-таки перечитайте Левантовского.
станция на круговой орбите, если предмет отпихнуть вниз от станции он  перейдет НЕ на более низкую круговую а перейдет на эллиптическую с перигеем ниже
станции и с апогеем выше станции. в итоге полвитка предмет будет находится ниже станции и будет стремиться опередить ее.
а другие полвитка предмет будет выше станции, скорость его станет меньше чем у станции, он будет приближаться к станции.
то есть предмет брошенный вниз через виток возвращается сверху!   чем это не колебания?
интересно проводились ли подобные эксперименты в космосе - поведение двух тел связанных тросом большой длины (хотябы сотни метров)?
(http://s019.radikal.ru/i638/1205/d7/fdf30d52fdfc.jpg)
Название: Реально ли так?
Отправлено: Иван57 от 07.05.2012 19:24:41
Цитата
Цитата
ЦитатаТак, для справки специалистам. :wink:
Точка подвеса троса должна быть ВЫШЕ геостационара.
100 км над Землей ничего не сэкономят. МКС не прокатывает. :D
А Вы чтодумаете - для 99% читателей  форума Ваши слова были откровением.
Кстати задачка.
Есть МКС на высоте (условно) 300 км и есть лифт. Подвес лифта - на геостационаре. МКС летает в визуальной близости от лифта.
Я стою на балконе лифта на высоте полета МКС - условно балкон лифта на высоте 300 км.
Вопросы:
1 - сколько раз за сутки я увижу МКС, пролетающую мимо меня?
2 - c какой скоростью относительно меня будет пролетавть мимо меня МКС?
Как это МКС может летать в визуальной близости от лифта, он же стоит на месте, а МКС смещается относительно поверхности Земли.

Два раза в сутки даже неисправные часы показывают правильное время.
В данном случае это будет реже.

Тут правда, еще вопрос возникает: когда МКС снесет лифт?
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 08.05.2012 02:09:03
Цитата
ЦитатаЭто не колебания, фактически если трос просто отпихнуть, он полетит как свободное тело и никакой разумной длины троса не хватит, потому трос приходится притормаживать механизмом разматывающим трос.
 Это приводит "именно к тому, чего хотим", - трос опускается вниз немного опережая станцию, тянет саму станцию вверх, при этом ещё и выделяется энергия на механизме разматывающем трос.

вы все-таки перечитайте Левантовского.
станция на круговой орбите, если предмет отпихнуть вниз от станции он  перейдет НЕ на более низкую круговую а перейдет на эллиптическую с перигеем ниже
станции и с апогеем выше станции. в итоге полвитка предмет будет находится ниже станции и будет стремиться опередить ее.
а другие полвитка предмет будет выше станции, скорость его станет меньше чем у станции, он будет приближаться к станции.
то есть предмет брошенный вниз через виток возвращается сверху!   чем это не колебания?
интересно проводились ли подобные эксперименты в космосе - поведение двух тел связанных тросом большой длины (хотябы сотни метров)?
(http://s019.radikal.ru/i638/1205/d7/fdf30d52fdfc.jpg)
А зачем тогда вообще трос нужен, можно просто какой-то объект отпихнуть от станции. :)

 Разумеется, если предположить, что трос при разматывании вообще никак не действует на станцию должно быть примерно то, что вы описали, но "трос как таковой" в этой схеме не актуален. :)

 Вы рассматриваете случай когда трос и станция это просто два разных тела, имеет ли какой-то смысл исследовать таким образом орбитальное движение, чтобы подтвердить правомерность законов Кеплера? :)
Название: Реально ли так?
Отправлено: мастер_лукьянов от 08.05.2012 06:44:38
ЦитатаРазумеется, если предположить, что трос при разматывании вообще никак не действует на станцию должно быть примерно то, что вы описали, но "трос как таковой" в этой схеме не актуален. :)
давайте попробуем рассмотреть идеальный трос -  нить без массы, нерастяжимая, без остаточных деформаций с гирькой 1 кг на конце  :)
- если такой трос свободноразматывающийся (еле выговорил ) то его поведение не будет отличаться от поведения свободного тела т.е. будет точно таким же
 как описано выше у Левантовского
- если разматывание такого троса принудительно остановить раньше чем это сделают законы Кеплера то  что произойдет?
ИМХО просто уменьшится диаметр петли, а ее "период" останется тот же, нет?
- рассматривать теоретически поведение реального троса ( упругость и остаточная деформация) нет никакой возможности - лучше один раз увидеть  :)

ИМХО в любом случае "опустить трос с МКС" ( с чего собственно и начали) сделать "просто" не получится
Название: Реально ли так?
Отправлено: Старый от 08.05.2012 07:05:10
Все спутники включая МКС выводятся на кратные орбиты идущие мимо лифта.
Название: Реально ли так?
Отправлено: Reentrant от 08.05.2012 16:03:28
Цитатаинтересно проводились ли подобные эксперименты в космосе - поведение двух тел связанных тросом большой длины (хотябы сотни метров)?
Да.

Начать можно прямо отсюда: http://en.wikipedia.org/wiki/Space_tether
и там внутри еще куча ссылок по теме.
Название: Реально ли так?
Отправлено: мастер_лукьянов от 08.05.2012 19:48:32
Цитата
Цитатаинтересно проводились ли подобные эксперименты в космосе - поведение двух тел связанных тросом большой длины (хотябы сотни метров)?
Да.

Начать можно прямо отсюда: http://en.wikipedia.org/wiki/Space_tether
и там внутри еще куча ссылок по теме.
спасибо
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 09.05.2012 00:36:00
Цитата
ЦитатаРазумеется, если предположить, что трос при разматывании вообще никак не действует на станцию должно быть примерно то, что вы описали, но "трос как таковой" в этой схеме не актуален. :)
давайте попробуем рассмотреть идеальный трос -  нить без массы, нерастяжимая, без остаточных деформаций с гирькой 1 кг на конце  :)
- если такой трос свободноразматывающийся (еле выговорил ) то его поведение не будет отличаться от поведения свободного тела т.е. будет точно таким же
 как описано выше у Левантовского
- если разматывание такого троса принудительно остановить раньше чем это сделают законы Кеплера то  что произойдет?
ИМХО просто уменьшится диаметр петли, а ее "период" останется тот же, нет?
- рассматривать теоретически поведение реального троса ( упругость и остаточная деформация) нет никакой возможности - лучше один раз увидеть  :)

ИМХО в любом случае "опустить трос с МКС" ( с чего собственно и начали) сделать "просто" не получится
Вот тут вы не правы, реальный трос, который с усилием действует на станцию, ведёт себя довольно просто. :)

 Ваш же случай "мягко говоря сложный" теоретически и непонятно зачем нужный практически. :)
Название: Реально ли так?
Отправлено: мастер_лукьянов от 09.05.2012 13:46:09
ЦитатаВаш же случай "мягко говоря сложный" теоретически и непонятно зачем нужный практически. :)
согласен, на этом можно закончить.
все же если будете "опускать трос с МКС" отойдите подальше несмотря на то что:
Цитатареальный трос, который с усилием действует на станцию, ведёт себя довольно просто. :)
:)
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 09.05.2012 14:18:29
Цитата
ЦитатаВаш же случай "мягко говоря сложный" теоретически и непонятно зачем нужный практически. :)
согласен, на этом можно закончить.
все же если будете "опускать трос с МКС" отойдите подальше несмотря на то что:
Цитатареальный трос, который с усилием действует на станцию, ведёт себя довольно просто. :)
:)
Вообще, это вопрос интересный, но подумайте над таким обстоятельством, - как обеспечить "простое условие", что трос никак вообще не действует на станцию и, соответственно, наоборот?
 Соответственно, трос ещё и не должен никак действовать "сам на себя", - его части не должны создавать натяжение внутри троса. :)

 Что касается "простого поведения", - проводились подобные опыты, тело на тросе сперва уходит вперёд, потом оно, теоретически, должно подтянуть объект выпускающий трос и зафиксироваться вертикальное положение системы, однако действие атмосферы приводит к тому, что трос сразу начинает уходить назад. :)
Название: Реально ли так?
Отправлено: SpaceR от 09.05.2012 22:19:36
Кстати о тросах и станциях.
В конце прошлого века (емнип даже ещё при СССР) всерьёз рассматривали применение тросов в трансфере грузов "Прогрессами" к "Миру". А именно: предполагалось, что Прогресс будет отлетать от станции на привязи на 1-2 км, за счёт гравитационной стабилизации связка выстраивается вертикально (Прогресс внизу). Если теперь его отделить, то он сразу, без затрат топлива, окажется на входящей в атмосферу орбите, а орбита станции, тоже без всяких затрат топлива, увеличится. ))
Название: Реально ли так?
Отправлено: Старый от 09.05.2012 23:38:35
ЦитатаКстати о тросах и станциях.
В конце прошлого века (емнип даже ещё при СССР) всерьёз рассматривали применение тросов в трансфере грузов "Прогрессами" к "Миру". А именно: предполагалось, что Прогресс будет отлетать от станции на привязи на 1-2 км, за счёт гравитационной стабилизации связка выстраивается вертикально (Прогресс внизу). Если теперь его отделить, то он сразу, без затрат топлива, окажется на входящей в атмосферу орбите, а орбита станции, тоже без всяких затрат топлива, увеличится. ))
Причём вес троса и системы окажется больше чем вес сэкономленого топлива... ))
Название: Реально ли так?
Отправлено: SpaceR от 09.05.2012 23:52:10
А это смотря как толщину выбирать... ;)
Но оно по сути и неважно - трос многоразовый.
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 10.05.2012 01:28:18
ЦитатаА это смотря как толщину выбирать... ;)
Но оно по сути и неважно - трос многоразовый.
Эту тему бросили именно по этой причине, - да, если трос многоразовый, то смысл есть, но тогда надо обеспечить безопасное сматывание сотни километров троса.
Название: Реально ли так?
Отправлено: Старый от 10.05.2012 01:51:11
ЦитатаА это смотря как толщину выбирать... ;)
Но оно по сути и неважно - трос многоразовый.
Тогда надо обеспечить чтобы после отделения корабля трос не уе... не перее... вобщем не уехал и не переехал по станции. Крюком который на конце. Впрочем и всем тросом.
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 10.05.2012 03:02:03
Цитата
ЦитатаА это смотря как толщину выбирать... ;)
Но оно по сути и неважно - трос многоразовый.
Тогда надо обеспечить чтобы после отделения корабля трос не уе... не перее... вобщем не уехал и не переехал по станции. Крюком который на конце. Впрочем и всем тросом.
В том-то и дело, что всем тросом. :)

 При отделении нижнего объекта весь трос, который натянут по всей длине, полетит в сторону верхнего объекта, так как троса сотня километров даже при большой жесткости троса он здорово растянется, при освобождении он сожмётся и энергия троса перейдёт в кинетическую.
 Боюсь "соврать", но при этом, по-моему, наибольшую скорость получит свободный конец троса, в результате чего трос полети к верхнему объекту ещё и приобретая сложную форму.

 В общем, если бы на это выделили хорошие деньги, то этим бы с удовольствием занялись, написали бы диссертации и прочее.
 Однако сложности привели к тому, что тему просто закрыли.
Название: Реально ли так?
Отправлено: Старый от 10.05.2012 11:50:41
А ещё я думаю что висящий вниз 100-километрорвый трос создаст неслабое такое аэродинамическое сопротивление.
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 10.05.2012 14:12:33
ЦитатаА ещё я думаю что висящий вниз 100-километрорвый трос создаст неслабое такое аэродинамическое сопротивление.
Это вообще главный фактор почему возня с тросом у Земли "неинтересна".

 Если трос имеет длину 100 километров, сечение 1 миллиметр, то "имеется аэродинамический тормоз площадью 100 квадратных метров". :)
Название: Реально ли так?
Отправлено: Старый от 10.05.2012 14:18:31
ЦитатаЕсли трос имеет длину 100 километров, сечение 1 миллиметр, то "имеется аэродинамический тормоз площадью 100 квадратных метров". :)
который к томуж на 100 км ближе к плотным слоям атмосферы. Ну пусть в среднем на 50 км, всё равно неплохо.
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 10.05.2012 14:32:24
Цитата
ЦитатаЕсли трос имеет длину 100 километров, сечение 1 миллиметр, то "имеется аэродинамический тормоз площадью 100 квадратных метров". :)
который к томуж на 100 км ближе к плотным слоям атмосферы. Ну пусть в среднем на 50 км, всё равно неплохо.
Возможно, даже одноразовый трос имел бы смысл при полётах Шаттла к МКС, но вот незадача, - их закрыли. :)
Название: Реально ли так?
Отправлено: Reentrant от 10.05.2012 17:55:42
ЦитатаВозможно, даже одноразовый трос имел бы смысл при полётах Шаттла к МКС, но вот незадача, - их закрыли. :)
Вариант: трос отцепляется не от "прогресса", а от МКС. Вламывает по "Прогрессу", хрен с ним. Сматывается в спасаемую капсулу, которая там где-нибудь внутри, под корпусом, чтобы удар ее не достал. Капсулу на Земле подбирают и используют повторно. В нее можно даже еще что-нибудь возвращаемое с МКС положить.

А что аэродинамическое сопротивление, так разматывать надо только непосредственно перед отлетом "Прогресса".

Морока, конечно, но чего не сделаешь ради спасения идеи.
Главное, чтобы этот трос сам не лопнул, пока его разматывают... :)
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 10.05.2012 18:05:58
Цитата
ЦитатаВозможно, даже одноразовый трос имел бы смысл при полётах Шаттла к МКС, но вот незадача, - их закрыли. :)
Вариант: трос отцепляется не от "прогресса", а от МКС. Вламывает по "Прогрессу", хрен с ним. Сматывается в спасаемую капсулу, которая там где-нибудь внутри, под корпусом, чтобы удар ее не достал. Капсулу на Земле подбирают и используют повторно. В нее можно даже еще что-нибудь возвращаемое с МКС положить.

А что аэродинамическое сопротивление, так разматывать надо только непосредственно перед отлетом "Прогресса".

Морока, конечно, но чего не сделаешь ради спасения идеи.
Главное, чтобы этот трос сам не лопнул, пока его разматывают... :)
Если опускаемая масса 5-10 тонн или меньше, то топливо для аналогичного подъёма орбиты будет весить соизмеримо с весом одноразового троса при разумных его характеристиках в рамках возможного на данный момент.
Название: Реально ли так?
Отправлено: Dmitri от 11.05.2012 00:27:23
Предположим два корабля Прогресс состыкованы и находятся почти у северного полюса. Затем корабли расходятся. Из них выходит трос, который разматывается и спускается к земле.

Если они летят на орбите 89 градусов северной широты на одной  орбите и все время прямая, проходящая через полюс, проходит через эти два корабля. То есть центр троса все время находится в точке северного полюса, а корабли вращаются, как два шарика в стакане.

Когда длина троса станет большой, он под действием силы тяжести коснется льда. И будет делать воронку, тормозя корабли.

Если трос образует петлю, то у полюса мы должны видеть типа блестящего стакана? То есть вращающийся трос будет отражать свет.

Если трос сделан из углеродного волокна, то какой максимально возможный груз можно безопасно сбрасывать с Прогрессов по тросу на Землю на парашутах в воду?
Если удастся захватить трос у полюса, то наматывая трос, включая двигатели поднимать грузы. :lol:?
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 11.05.2012 01:29:21
ЦитатаПредположим два корабля Прогресс состыкованы и находятся почти у северного полюса. Затем корабли расходятся. Из них выходит трос, который разматывается и спускается к земле.

Если они летят на орбите 89 градусов северной широты на одной  орбите и все время прямая, проходящая через полюс, проходит через эти два корабля. То есть центр троса все время находится в точке северного полюса, а корабли вращаются, как два шарика в стакане.

Когда длина троса станет большой, он под действием силы тяжести коснется льда. И будет делать воронку, тормозя корабли.

Если трос образует петлю, то у полюса мы должны видеть типа блестящего стакана? То есть вращающийся трос будет отражать свет.

Если трос сделан из углеродного волокна, то какой максимально возможный груз можно безопасно сбрасывать с Прогрессов по тросу на Землю на парашутах в воду?
Если удастся захватить трос у полюса, то наматывая трос, включая двигатели поднимать грузы. :lol:?
Я не знаю, что вы курили, но вообще не понял вашей "схемы". :lol:

 Центр масс всей системы окажется у Южного полюса через половину периода обращения или ваши корабли висят с помощью антигравитации.
Название: Реально ли так?
Отправлено: gans3 от 11.05.2012 07:02:00
Ротаватор это.
При движении в космическом пространстве нужно использовать постоянно действующие силы и не идти наперекор им." (с)

http://www.iki.rssi.ru/seminar/199911_sid.htm

На существующем тросе можно с Луны поднимать грузы при горизонтальной скорости 5 м\сек (!) относительно поверхности Луны и высоты первые десятки километров.
Для Земли реалистично обсчитана горизонтальная скорость 5.6 км/сек и высота подъема 200 км. В таком случае груз будет цеплять уже МКС.

Кадры вот из этого фильма
Космические корабли будущего / Future Spaceships
Год выпуска: 2001
Страна: США
Продолжительность: 46 минут
http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=1255048

"Черпак" показывают прямо на первых секундах фильма. Даже два черпака - околоземный и окололунный. Никакие супер нанотрубки не нужны.


(http://s51.radikal.ru/i133/1009/aa/9a63ee3d9008.jpg)

(http://s54.radikal.ru/i143/1009/a3/ef0c1736f9c0.jpg)
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 11.05.2012 13:13:16
ЦитатаРотаватор это.
При движении в космическом пространстве нужно использовать постоянно действующие силы и не идти наперекор им." (с)

http://www.iki.rssi.ru/seminar/199911_sid.htm

На существующем тросе можно с Луны поднимать грузы при горизонтальной скорости 5 м\сек (!) относительно поверхности Луны и высоты первые десятки километров.
Для Земли реалистично обсчитана горизонтальная скорость 5.6 км/сек и высота подъема 200 км. В таком случае груз будет цеплять уже МКС.

Кадры вот из этого фильма
Космические корабли будущего / Future Spaceships
Год выпуска: 2001
Страна: США
Продолжительность: 46 минут
http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=1255048

"Черпак" показывают прямо на первых секундах фильма. Даже два черпака - околоземный и окололунный. Никакие супер нанотрубки не нужны.


(http://s51.radikal.ru/i133/1009/aa/9a63ee3d9008.jpg)

(http://s54.radikal.ru/i143/1009/a3/ef0c1736f9c0.jpg)
А мощность для привода троса там обсчитана?
Название: Реально ли так?
Отправлено: Dmitri от 11.05.2012 22:16:20
Спасибо, почитаю. Никогда не слышал о таких конструкциях и фильмах. У Болонкина,
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%BA%D0%B8%D0%BD,_%D0%90%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D1%80_%D0%90%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87
http://bolonkin.narod.ru/  который работал в КБ Глушко, потом уехавшего и работающего в НАСА, есть  похожие идеи, как у автора доклада.
 Я пытаюсь рассчитать схему, которая позволит работать с 2-х почти одинаковыми кораблями или грузами, которые вертятся у полюса на одной орбите и на одной широте,но разделенные по дуге на 180 градусов.На высоте 220-200 км.Они используют еще и центробежную силу и  2 троса, цепи с шарнирами.

Доставка воды в космос очень актуальна,спуск простых грузов, например, отработанного спутникового металлолома на Землю без парашюта.Разведанных запасов меди на Земле хватит только на 34 года. Некоторых редких металлов, например, технеция уже сегодня нет, не хватает.В космосе летает 1 тонна обогащенного урана и от 1800 до 3000 тонн отработанных спутников, мусора! Бери нехочу.И о нем сейчас мечтает группа частных инвесторов из США.

Когда цена редких металлов взлетит на порядок, народ из США начнет   все это приватизировать.Там же сотни тонн микросхем.В них золото.
Использовать аэростат с тросом нельзя круглосуточно, как промежуточное звено. Так как скорость ветра 30 м в сек и более на больших высотах.На 4 аэростатах можно разместить сеть, которая бы ловила груз, сбрасываемый с троса.Но проще,дешевле парашют использовать.То есть конец троса болтается на высоте 30-40 км при спуске груза.Главное затормозить с первой космической скорости.

Подъем аэростата занимает часы на высоту до 12 км.
Из тех технологий, которые есть: тонкий металлический трос обрывается под своим весом при длине 50 км.Из углеволокна не умеют сматывать. Его вес примерно  5 тонны при длине 200 км.На конце троса должен быть ракетный двигатель и система управления, который управлял положением конца троса. Иначе трос сразу запутываается, как леска от удочки.Скорости и ускорения бешенные.

В моем случае надо начинась с простого.С астероидов, Луны, где нет атмосферы.Один трос длиной 1000 км между  кораблями или между какими нибудь грузами, отработанными спутниками, скрепленными, кусками горной породы, отколотой от астероида, льда от комет и т.д. без разницы.Вес троса наверное около 25 тонн. Я расчитываю, что вес 5 тонн при длине 200 км.
На первом тросе ездит и закрепляется на середине платформа, как паром через реку. С этой платформы спускается второй трос, перпендикулярно первому на землю. Его вес 4 тонн длина 160 км.Шаровой шарнир, демпферы и муфта уменьшают угловую скорость вращения троса, вибрацию.

Если корабли разойдутся до 1200 км, то они будут вращаться примерно на 85 градусах северной широты над северным полюсом.Если на 2400 км, то примерно на 80 широте.Но натяжение троса намного меньше, чем у геостационарного спутника на растоянии 36000 км от земли.И если сильно разойдутся, то трос сильно опуститься к земле ниже 100 км и начнет тормозится.
Если центральный трос вращается вокруг оси, то можно ли его вращать в противоположную сторону с помощью турбинки? А если шланг на трос прикрепить и всасывать воду?
Есть книги и журналы недоступные для меня.Кому интересно почитайте.

Чернов А.В. Информационые технологии: модели и методы, МФТИ 2010
О динамике космического лифта.

Динамика космических систем с тросовыми и шарнирными соединениями
 А. П. Алпатов, В. В. Белецкий, В. И. Драновский, А. Е. Закржевский, А. В. Пироженко, Г. Трогер, В. С. Хорошилов, 2007

Белецкий В.В., Левин Е.М. Динамика космических тросовых систем, Наука, 1990.
Pearson J. The orbital tower: a spacecraft launcher using the Earth's potential energy // Acta Astronautica. , 1975. , V. 2. , N 10. , P. 785-799.
2. Edwards Bradley C. Design and Deployment of a Space Elevator // Acta Astronautica. , Nov. 2000. , V. 47, Iss. 10.  P. 735-744.
3. Ryotaro Ohkawa, Kenji Uchiyama, Hironori A. Fujii. The effect of disturbances on space elevator dynamics with flexibility // 61st International Astronautical Congress, Prague, CZ. IAC-10-D4.4.5.

Нужно будет найти систему диф уравнений, описывающих эту систему.Решить задачу из вариационного исчисления-оптимизации.Когда вес конструкции (и цена)и ускорения будут минимальны. В космос надо будет запустить только 2 троса и плаформу и топлива немного.Прогрессы временно не затапливать, не уничтожать, пока груз не спустят на землю или наоборот не поднимут в космос.
В итоге 29 тонн весят 2 троса+ 0,5 тонны платформа.2 корабля Прогресс бесплатно, но надо их перевести на околополярную орбиту.
20000 долларов x 29500 кг=590 миллионов долларов наверное стоит такой проект. Если вывод 1 кг на высоту 220 км 20000 долларов.Значит это международный проект себя окупит при подъеме в космос не менее 30 тонн груза.Если в день поднимать 1 тонну, то проект окупится за месяц.Но  скорость подъема должна быть не менее 220 км в день или 2.56 метра в секунду. Такие лифты на земле есть.
Название: Реально ли так?
Отправлено: testest от 13.05.2012 13:26:42
Хм, а если с противоположной стороны зайти? От Земли до стратосферы через определенные промежутки подвесить трос к небольшим аэростатам?
Название: Реально ли так?
Отправлено: Ber от 13.05.2012 20:28:16
Поднимали эту тему давно:

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=197&highlight=%F2%F0%EE%F1%EE%EC+++%EE%F0%E1%E8%F2%F3

   Если "станция" высоко то скорость нижнего конца низкая. Чем выше станция тем ниже скорость нижнего конца троса. Проблема в том что "станция" должна двигаться внутри радиационных поясов.
   Но даже при орбите "станции" 7000 км масса троса невелика.
Название: Реально ли так?
Отправлено: testest от 13.05.2012 23:23:26
ЦитатаПоднимали эту тему давно:

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=197&highlight=%F2%F0%EE%F1%EE%EC+++%EE%F0%E1%E8%F2%F3

   Если "станция" высоко то скорость нижнего конца низкая. Чем выше станция тем ниже скорость нижнего конца троса. Проблема в том что "станция" должна двигаться внутри радиационных поясов.
   Но даже при орбите "станции" 7000 км масса троса невелика.
Вы хотите повысить орбиту, чтобы увеличить центробежную силу? Но для этого можно оперировать не с орбитой, а с массой. Если что, Кэмерон нам астероид подгонит :) Да и станцию можно расположить на 7000 км, а конец троса с балластом - выше.
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 14.05.2012 02:16:15
ЦитатаПоднимали эту тему давно:

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=197&highlight=%F2%F0%EE%F1%EE%EC+++%EE%F0%E1%E8%F2%F3

   Если "станция" высоко то скорость нижнего конца низкая. Чем выше станция тем ниже скорость нижнего конца троса. Проблема в том что "станция" должна двигаться внутри радиационных поясов.
   Но даже при орбите "станции" 7000 км масса троса невелика.
"Масса троса невелика"? ;)

 Трос длиной 7000 километров сечением один квадратный сантиметр будет иметь объём 700 кубометров, он у вас из чего будет сделан? ;)
Название: Реально ли так?
Отправлено: testest от 14.05.2012 09:16:49
Цитата
ЦитатаПоднимали эту тему давно:

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=197&highlight=%F2%F0%EE%F1%EE%EC+++%EE%F0%E1%E8%F2%F3

   Если "станция" высоко то скорость нижнего конца низкая. Чем выше станция тем ниже скорость нижнего конца троса. Проблема в том что "станция" должна двигаться внутри радиационных поясов.
   Но даже при орбите "станции" 7000 км масса троса невелика.
"Масса троса невелика"? ;)

 Трос длиной 7000 километров сечением один квадратный сантиметр будет иметь объём 700 кубометров, он у вас из чего будет сделан? ;)
Я понял так: масса троса [до высоты стратосферы] невелика [по сравнению с массой всего троса целиком].
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 14.05.2012 13:45:18
ЦитатаЯ понял так: масса троса [до высоты стратосферы] невелика [по сравнению с массой всего троса целиком].
Можно уточнить "как именно вы поняли"? :)

 Откуда "до высоты стратосферы", снизу или сверху? :)
Название: Реально ли так?
Отправлено: testest от 14.05.2012 14:55:26
ЦитатаОткуда "до высоты стратосферы", снизу или сверху? :)
От поверхности Земли до стратосферы, разумеется. Там, где трос можно подвесить к аэростатам.

Цитата
ЦитатаЯ понял так: масса троса [до высоты стратосферы] невелика [по сравнению с массой всего троса целиком].
Можно уточнить "как именно вы поняли"? :)
По ссылке из поста ol62rus речь идет о том, что если откинуть массу первых 40 км, это практически не скажется на весе всего троса. Правда, автор расчетов не учел центробежную силу, которая с высотой постепенно уменьшает силу натяжения троса.
Название: Реально ли так?
Отправлено: Lamort от 14.05.2012 19:29:36
Цитата
ЦитатаОткуда "до высоты стратосферы", снизу или сверху? :)
От поверхности Земли до стратосферы, разумеется. Там, где трос можно подвесить к аэростатам.

Цитата
ЦитатаЯ понял так: масса троса [до высоты стратосферы] невелика [по сравнению с массой всего троса целиком].
Можно уточнить "как именно вы поняли"? :)
По ссылке из поста ol62rus речь идет о том, что если откинуть массу первых 40 км, это практически не скажется на весе всего троса. Правда, автор расчетов не учел центробежную силу, которая с высотой постепенно уменьшает силу натяжения троса.
Да, это верно, не скажется, но того, что останется "вполне хватит". :)

 Планета Земля неудобно устроена для тросовых систем, вот Луна, - очень хорошо устроена. :)
Название: Реально ли так?
Отправлено: Ber от 15.05.2012 02:26:55
Было это давно, аж в 2004 году. Постараюсь вспомнить.

По скорости нижнего конца троса там всё написано.

  По поводу массы: Трос брался гипотетический на основе фулеренов.  на данный момент получена прочность порядка 90 ГПА, для трубок. Значит где то 40-50 ГПА для троса. Где то в 50 раз больше стального.  То есть ориентировочно 5000 кг/мм.кв.  Плотность такого троса порядка 1400 кг/м.куб.  (Сразу предупреждаю, высосано из пальца, пока таких тросов нет.)
  Если взять высоту орбиты "станции" 7000 км,  высоту нижнего конца троса 120 км, а площадь троса 2 кв.мм,  то получим массу троса  порядка 19 тонн.  Вес троса будет меньше так как он двигается вместе со "станцией" и в верхней точке не весит ничего становясь тяжелее к нижнему концу.  Интегрирование в маткаде дает:

(https://lh3.googleusercontent.com/-7wHGH98UPLg/T7GA8VSXSjI/AAAAAAAAGHk/urLD66RL2hU/s696/%D0%92%D0%B5%D1%81+%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%B0.jpg)

56600 ньютонов. В привычных единицах  около 5.5 тонн. Для предельной нагрузке в 10 тонн это конечно многовато, но всё меняется если взять трос с переменным сечение сечение 2 кв. мм у нижнего края и 6 у верхнего.  Тогда вес троса станет:

 (https://lh6.googleusercontent.com/-QFQPE-NSlcU/T7GFnPA8fUI/AAAAAAAAGHw/sjdo84mD3PY/s718/%D0%92%D0%B5%D1%81+%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%B02.jpg)

13 тонн,  при предельной нагрузке в месте подвеса 30 тонн.  Это уже несколько лучше.
Думаю уже можно подумать о подъеме груза в 2-3 тонны.