Реально ли так?

Автор Ahilezz, 04.05.2012 18:22:19

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Lamort

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.
La mort toujours avec toi.

Dmitri

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:?
Prove all things

Lamort

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.
La mort toujours avec toi.

gans3

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.




Человеку лететь в дальний космос с исследовательскими целями так же "разумно", как залезть в ядерный реактор для изучения ядерных реакций. (c)

Lamort

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.




А мощность для привода троса там обсчитана?
La mort toujours avec toi.

Dmitri

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.
Prove all things

testest

Хм, а если с противоположной стороны зайти? От Земли до стратосферы через определенные промежутки подвесить трос к небольшим аэростатам?

Ber

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.
"Too much of anything is bad, but too much good whiskey is barely enough."  Mark Twain (C)

testest

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.

Lamort

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? ;)
La mort toujours avec toi.

testest

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].

Lamort

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? :)
La mort toujours avec toi.

testest

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.

Lamort

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. :)
La mort toujours avec toi.

Ber

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:



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:

 

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.
"Too much of anything is bad, but too much good whiskey is barely enough."  Mark Twain (C)