Гонка космических лифтов завершится в 2010 году

[Зомби. Просто Зомби]

Ну я, собственно, про большой и имею в виду

[foogoo]

Площадь поверхности троса диаметром 1 мм длиной 144000 км равна 452389 квадратных метра, т.е. почти 0.5 кв км.

Какова вероятность прилета метеорита размера 1 мм?

[Ber]

Все очень хорошо, если забыть про закон сохранения энергии.
Ваш проект больше всего напоминает историю барона Мюнхаузена, который вытянул себя из болота за косичку.

Ваша конструкция ни на что не опирается, не так ли? Что заставит ее продолжать находится на орбите, при добавлении на нижний конец троса дополнительного груза?

Центр тяжести системы переместится или нет?

Если центр тяжести переместится, на какой орбите будет находится ваша система, после стыковки с самолетиком? :?:

Предварительный расчет на формуле Кеплера о полной энергии тела в поле гравитации,  дает для масса КА 20т и массы Суборбитального самолета в 2т  высоту итоговой орбиты 4400 км.  Но нужно учесть трос. Спасибо за вопрос, пошел считать!

Ы. З.  Хотя если довести массу КА до 200т, то это уже и неважно.

[Ber]

Площадь поверхности троса диаметром 1 мм длиной 144000 км равна 452389 квадратных метра, т.е. почти 0.5 кв км.

Какова вероятность прилета метеорита размера 1 мм?

Длина троса 6880 км площадь 43206 кв.м.  Вероятность нужно считать, буд благодарен за помощь.

[X]

Meteoroid & Debris on LEO:
http://setas-www.larc.nasa.gov/LDEF/TECH_DISC/md.html

Impact Damage of Long Duration Exposure Facility Surfaces:
http://setas-www.larc.nasa.gov/LDEF/MET_DEB/md_impact.html

Impact damage can degrade the performance of exposed spacecraft materials and, in some cases, destroy a spacecraft's ability to perform or complete its mission (e.g., larger particles can penetrate through protective walls). With a relative impact velocity of 10 km/s, a piece of aluminum debris which is ~0.7 mm in diameter can penetrate through a typical 2.5 mm thick aluminum satellite wall. During its 5.75 year exposure, LDEF saw one (1) impact of this size per 7 m2 of exposed surface area in the RAM direction. In addition to this, LDEF experienced ~1 impact/m2, on ram-exposed surfaces, which could have penetrated a typical 1.5 mm thick aluminum electronics box. While these impacts can be extremely damaging to internal components, electronics, batteries, motors, and mechanisms, they are relatively rare. Smaller impacts, which can degrade mission performance or cause mission denial, are much more common with tens of thousands, if not millions of such impacts/m2 of exposed surface area occurring throughout a satellite's lifetime.

[Кенгуру]

1. Сматывание троса никаких премиществ не дает, так как при перемещении по тросу,  для нас имеет значение только та часть троса которая осталась внизу.

А весом самого тросса типа принебрегаем ? Или у вас будет стократный запас прочности ?

Один из вариантов привода: это петля. Верхний конец троса замыкается на КА при пропускании тока по тросу возникает сила которая стремиться увеличить петлю, нижний конец троса при этом начинает вытягиваться.

Не понял.

4. Чтобы выбрать наилучший способ стыковки, необходимо моделирование, хотя бы на компе.

Ну, компьютер есть ? Так смоделируйте ! Если это так просто.

Но дело в том что садится придется и после у спешного подъема, механизм спуска обратно повторяет подъем, при этом энергию потраченную на подъем, можно рекуперировать.

Каким образом ?

[Кенгуру]

Площадь поверхности троса диаметром 1 мм длиной 144000 км равна 452389 квадратных метра, т.е. почти 0.5 кв км.

Какова вероятность прилета метеорита размера 1 мм?

Длина троса 6880 км площадь 43206 кв.м.  Вероятность нужно считать, буд благодарен за помощь.

При рассчёте вероятности нужно учесть, что полностью размотанным тросс будет только в момент захвата груза. А остальное время, или сматывается, или размтывается, или смотан. То есть чтобы рассчитать вероятность важно знать за какое время он будет сматываться и разматываться. За какое по-вашему ?

Да, и кстати, орбита какая будет ? Круговая ? Если нет, то можно подхватывать груз в перигее. Тогда тросс можно будет сделать и меньшей длинны.

Ещё меня интересует вопрос разматывания и сматывания. Тросс точно будет идти вертикально вниз ? Не будет там всяких ненужных эффектов типа наматывания, вокрут матушки Земли из-за разности высот/скоростей или бесконечного раскачивания ? Или это точно сказать нельзя ?

[Ber]

1. По поводу сматывания. Если КА движется вниз по тросу, то та часть троса которая оказывается выше КА, за счет приливных сил начинает тянуть его вверх. Эта часть по мере движения ка вниз увеличивается, у суборбитальный самолет, на нижнем конце троса, движется вверх вместе с этим концом.   Когда СА будет поднят весь тросс окажется сверху от КА. В таком варианте нас интересует только только участок троса между КА и СА. (Верхняя часть тоже испытывает напряжение но этот участок троса не несет на верхнем конце нагрузку ввиде СА)

2. Чтобы посадить СА мы проделываем обратную операцию. КА начинает двигаться по тросу вверх, а СА за счет приливных сил вниз. Когда СА достигнет нижней точки, его скорость будет близка к той с которой он прицеплялся к тросу. В этот момент он отцепляется от троса, и падает в атмосферу со скоростью меньше 3000 м/с.

3. По поводу петли тока. Есть такой эффект в электродинамике, если по замкнутому контуру пустить эл. ток, то возникает сила, которая пытается как бы разоравать петлю из проводника, увеличить ее размер.  Если у петли сделать с одной стороны запас типа удавки, то электромагнитые силы начнут увеличивать размер петли выбирая свободный конец. Так же стреляет линейная эл. магнитная пушка. На два направляющих  помещается снаряд который проводит ток. После подача напряжения на направялющие, начинает течь токи снаряд ускоряясь улетает.  Если мне не измнеяет память возмножно на современно уровне технологи достич скоростей 2-3 км/с. Если Верхний конец троса закрепить к КА, и по образовашемуся контруру пустить ток, то возникнет сила стрямящаяся растянуть петлю и выбрать свободный нижний конец.

4. К сожалению моделировать на компе для меня сложно, нужен писать матмодель и считать. Тут уже одному не справиться, или уйдет много времени.

[Ber]

И ведь, скорее всего, как он рваться-то будет?
То есть, что там "в начале" - это сказать трудно, случАй какой-нть :roll:
А потом - волнами такими по нему пойдет, волнами...
И куски от него полетят, в разные стороны, большие и маленькие... :roll:
Одно слово - Волосы Вероники... лепота! :mrgreen:
Уж за..ать околоземный космос, так за..ать...
Не какими-то там спутниковыми отломками долбаными :wink:
Знако-о-омая история... :roll:  :wink:
Вот вы думаете, почему "они" к нам никак не прилетят, скажем?
 :mrgreen:  :mrgreen:  :mrgreen:

Все куски которые могут отвалиться от троса имеют скорость много ниже орбитальной и будут падать вниз, не останутся они на орбите.  А вот волны и раскачивание, это реальная проблема и с ней необходимо бороться.

[Ber]

Meteoroid & Debris on LEO:
http://setas-www.larc.nasa.gov/LDEF/TECH_DISC/md.html

Impact Damage of Long Duration Exposure Facility Surfaces:
http://setas-www.larc.nasa.gov/LDEF/MET_DEB/md_impact.html

Impact damage can degrade the performance of exposed spacecraft materials and, in some cases, destroy a spacecraft's ability to perform or complete its mission (e.g., larger particles can penetrate through protective walls). With a relative impact velocity of 10 km/s, a piece of aluminum debris which is ~0.7 mm in diameter can penetrate through a typical 2.5 mm thick aluminum satellite wall. During its 5.75 year exposure, LDEF saw one (1) impact of this size per 7 m2 of exposed surface area in the RAM direction. In addition to this, LDEF experienced ~1 impact/m2, on ram-exposed surfaces, which could have penetrated a typical 1.5 mm thick aluminum electronics box. While these impacts can be extremely damaging to internal components, electronics, batteries, motors, and mechanisms, they are relatively rare. Smaller impacts, which can degrade mission performance or cause mission denial, are much more common with tens of thousands, if not millions of such impacts/m2 of exposed surface area occurring throughout a satellite's lifetime.

Да реальная проблема. Что можно попробовать сделать.

Один из возможных вариантов, сделать тросс в виде сеточки из тонких волокон. Площадь конечно еще вырастет, зато отдельный микрометерит не сможет порвать трос. Конечно тросс надо делать с запасом.  А можно окружить центральные жилы совсем тонкой сеточкой, тогда она будет играть ту же роль, что и противокуммулятивная пустотелая танковая броня. Я слышал что двухслойное пустотелое покрытие уже применяется на космических аппаратах.

[Ber]

Площадь поверхности троса диаметром 1 мм длиной 144000 км равна 452389 квадратных метра, т.е. почти 0.5 кв км.

Какова вероятность прилета метеорита размера 1 мм?

Длина троса 6880 км площадь 43206 кв.м.  Вероятность нужно считать, буд благодарен за помощь.

При рассчёте вероятности нужно учесть, что полностью размотанным тросс будет только в момент захвата груза. А остальное время, или сматывается, или размтывается, или смотан. То есть чтобы рассчитать вероятность важно знать за какое время он будет сматываться и разматываться. За какое по-вашему ?

Да, и кстати, орбита какая будет ? Круговая ? Если нет, то можно подхватывать груз в перигее. Тогда тросс можно будет сделать и меньшей длинны.

Ещё меня интересует вопрос разматывания и сматывания. Тросс точно будет идти вертикально вниз ? Не будет там всяких ненужных эффектов типа наматывания, вокрут матушки Земли из-за разности высот/скоростей или бесконечного раскачивания ? Или это точно сказать нельзя ?

Раскачивание реальная проблема, можно попробовать с ней бороться, разместив на верхнем конце троса небольшой противовес. Тогда получится система с тремя центрами тяжести. Ее можно стабилизировать , по томуже принципу, по которому дети качаются на качелях, тоесть изменяя скорости движения  центров тяжести. (Но это чисто усмозрительный вариант)

Подхват в перигелии, интересный вариант, здесь есть проблемы: Вопрос раскачивания троса и более высокая скорость нижнего конца троса в перигелии.

[foogoo]

Все очень хорошо, если забыть про закон сохранения энергии.
Ваш проект больше всего напоминает историю барона Мюнхаузена, который вытянул себя из болота за косичку.

Ваша конструкция ни на что не опирается, не так ли? Что заставит ее продолжать находится на орбите, при добавлении на нижний конец троса дополнительного груза?

Центр тяжести системы переместится или нет?

Если центр тяжести переместится, на какой орбите будет находится ваша система, после стыковки с самолетиком? :?:

Предварительный расчет на формуле Кеплера о полной энергии тела в поле гравитации,  дает для масса КА 20т и массы Суборбитального самолета в 2т  высоту итоговой орбиты 4400 км.  Но нужно учесть трос. Спасибо за вопрос, пошел считать!

Ы. З.  Хотя если довести массу КА до 200т, то это уже и неважно.

Любой доставленный таким образом груз будет снижать орбиту всей системы. Придется либо привозить вместе с грузом топливо для разгона системы до первоначальной орбиты, либо увозить с орбиты равный груз.

Второй вопрос: при стыковке с самолетом центр масс вашей системы скачком перепрыгнет в другое место, но при этом угловая скорость останется прежней. Орбита системы перестанет быть круговой. Куда полетит ваша станция?

[foogoo]

Площадь поверхности троса диаметром 1 мм длиной 144000 км равна 452389 квадратных метра, т.е. почти 0.5 кв км.

Какова вероятность прилета метеорита размера 1 мм?

Длина троса 6880 км площадь 43206 кв.м.  Вероятность нужно считать, буд благодарен за помощь.

При рассчёте вероятности нужно учесть, что полностью размотанным тросс будет только в момент захвата груза. А остальное время, или сматывается, или размтывается, или смотан. То есть чтобы рассчитать вероятность важно знать за какое время он будет сматываться и разматываться. За какое по-вашему ?

Да, и кстати, орбита какая будет ? Круговая ? Если нет, то можно подхватывать груз в перигее. Тогда тросс можно будет сделать и меньшей длинны.

Ещё меня интересует вопрос разматывания и сматывания. Тросс точно будет идти вертикально вниз ? Не будет там всяких ненужных эффектов типа наматывания, вокрут матушки Земли из-за разности высот/скоростей или бесконечного раскачивания ? Или это точно сказать нельзя ?

Раскачивание реальная проблема, можно попробовать с ней бороться, разместив на верхнем конце троса небольшой противовес. Тогда получится система с тремя центрами тяжести. Ее можно стабилизировать , по томуже принципу, по которому дети качаются на качелях, тоесть изменяя скорости движения  центров тяжести. (Но это чисто усмозрительный вариант)

Подхват в перигелии, интересный вариант, здесь есть проблемы: Вопрос раскачивания троса и более высокая скорость нижнего конца троса в перигелии.

Я уже писал в этой теме про проблему разматывания троса.
На разматываемый трос будет действовать сила Кориолиса.
Если вы просто начнете разматывать трос, то через пол-витка дальний конец троса прилетит к вам обратно. Для разматывания троса вам нужно прицеплять по ракете к каждому из концов троса, при чем двигатели ракет должны работать всегда, пока трос разматывается.

[Ber]

Станции однозначно не помешает двигатель малой тяги, для подъема орбиты.

Хотя есть проекты по подъему орбиты, за счет взаимдействия троса с магнитным полем Земли.

А вот про изменение тракетории после подвеса груза, это серьезно. Представляю себе проблему хорошо, но тут табличками в excel'е не обойтись, но не программил на сишнике уже года три.  По крайне мере, если масса станции будет тонн 200 эффект будет  не очень велик, вот для 20 тонн это вопрос, эффект закручивания может быть столь велик, что система может опрокинуться СА может оказаться выше КА, и все начнет крутится. Короче здесь нужен уже серьезный расчет.


А про Кориолиса не совсем понимаю. При скорости перемещения по тросу 200 км/ч  приливные силы должны быть гораздо сильнее, и компенсировать Кориолисово ускорение. Хотя точных расчетов у меня нет.

[Зомби. Просто Зомби]

И ведь, скорее всего, как он рваться-то будет?
То есть, что там "в начале" - это сказать трудно, случАй какой-нть :roll:
А потом - волнами такими по нему пойдет, волнами...
И куски от него полетят, в разные стороны, большие и маленькие... :roll:
Одно слово - Волосы Вероники... лепота! :mrgreen:
Уж за..ать околоземный космос, так за..ать...
Не какими-то там спутниковыми отломками долбаными :wink:
Знако-о-омая история... :roll:  :wink:
Вот вы думаете, почему "они" к нам никак не прилетят, скажем?
 :mrgreen:  :mrgreen:  :mrgreen:

Все куски которые могут отвалиться от троса имеют скорость много ниже орбитальной и будут падать вниз, не останутся они на орбите.  А вот волны и раскачивание, это реальная проблема и с ней необходимо бороться.

А у вас есть матмодель процесса разваливания "лифта"?
А у вас есть уверенность, что эта матмодель вообще хоть чему-нибудь соответствует?
А почему собственно, у всех кусков скорость "много ниже орбитальной"?
А у тех, что вблизи ГСО? Что выше ГСО?
А какой будет "рвущий удар", и какое ускорение он придаст?

[foogoo]

А про Кориолиса не совсем понимаю. При скорости перемещения по тросу 200 км/ч  приливные силы должны быть гораздо сильнее, и компенсировать Кориолисово ускорение. Хотя точных расчетов у меня нет.

Представьте себе, что вы бросаете два камня со станции одновременно в зенит и надир. При не очень большой скорости эти камни выйдут на эллиптические орбиты и через пол-витка орбиты этих камней пересекутся с орбитой вашей станции. Разматывание троса с постоянной скоростью точно то же самое.

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=89849#89849

[Ber]

А про Кориолиса не совсем понимаю. При скорости перемещения по тросу 200 км/ч  приливные силы должны быть гораздо сильнее, и компенсировать Кориолисово ускорение. Хотя точных расчетов у меня нет.

Представьте себе, что вы бросаете два камня со станции одновременно в зенит и надир. При не очень большой скорости эти камни выйдут на эллиптические орбиты и через пол-витка орбиты этих камней пересекутся с орбитой вашей станции. Разматывание троса с постоянной скоростью точно то же самое.

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=89849#89849

С камнями  согласен на 100%, но трос привязан к КА, это не дает его концам двигаться свободно, верхний вынужден двигаться быстрее орбитальной скорости, а нижний медленее, отсюда возникают приливные силы придающие конструкции вертикальное положение. А Кориолис тут не причем, он есть там где модель трехмерна, а мы пока рассматриваем плоскую модель, здесь и Кеплера досаточно.

[foogoo]

А про Кориолиса не совсем понимаю. При скорости перемещения по тросу 200 км/ч  приливные силы должны быть гораздо сильнее, и компенсировать Кориолисово ускорение. Хотя точных расчетов у меня нет.

Представьте себе, что вы бросаете два камня со станции одновременно в зенит и надир. При не очень большой скорости эти камни выйдут на эллиптические орбиты и через пол-витка орбиты этих камней пересекутся с орбитой вашей станции. Разматывание троса с постоянной скоростью точно то же самое.

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=89849#89849

С камнями  согласен на 100%, но трос привязан к КА, это не дает его концам двигаться свободно, верхний вынужден двигаться быстрее орбитальной скорости, а нижний медленее, отсюда возникают приливные силы придающие конструкции вертикальное положение. А Кориолис тут не причем, он есть там где модель трехмерна, а мы пока рассматриваем плоскую модель, здесь и Кеплера досаточно.

Что заставит трос двигаться так как вы хотите? Трос будет свободно отклоняться в плоскости орбиты. Нижняя часть троса имеет начальную скорость равную скорости вашей станции плюс скорость разматывания.

[Ber]

И ведь, скорее всего, как он рваться-то будет?
То есть, что там "в начале" - это сказать трудно, случАй какой-нть :roll:
А потом - волнами такими по нему пойдет, волнами...
И куски от него полетят, в разные стороны, большие и маленькие... :roll:
Одно слово - Волосы Вероники... лепота! :mrgreen:
Уж за..ать околоземный космос, так за..ать...
Не какими-то там спутниковыми отломками долбаными :wink:
Знако-о-омая история... :roll:  :wink:
Вот вы думаете, почему "они" к нам никак не прилетят, скажем?
 :mrgreen:  :mrgreen:  :mrgreen:

Все куски которые могут отвалиться от троса имеют скорость много ниже орбитальной и будут падать вниз, не останутся они на орбите.  А вот волны и раскачивание, это реальная проблема и с ней необходимо бороться.

А у вас есть матмодель процесса разваливания "лифта"?
А у вас есть уверенность, что эта матмодель вообще хоть чему-нибудь соответствует?
А почему собственно, у всех кусков скорость "много ниже орбитальной"?
А у тех, что вблизи ГСО? Что выше ГСО?
А какой будет "рвущий удар", и какое ускорение он придаст?

Нету у меня модели это точно. Попробую опираться на здравый смысл.  Почему от троса будут отваливаться куски? Витой трос будет "пушиться" как и стальной. И если уж  он и порвется то на две части.
 Хотя настаивать на этом не буду.

Все что у меня есть это идея, и немного знаний по физике, мне идея кажется жизнеспособной, и более реальной чем лифт на ГСО.  Ваши возражения справедливы для любой тросовой системы, и вполне резонны. Но, IMHO, все эти проблемы можно решить за счет конструкции троса. (Правильного плетения, маленьких тв.топл. ракет на концах троса для свода с орбиты при обрыве и т.п.)  

Гораздо более серьезными мне кажутся проблемы с метеоритной угрозой, и раскачиванием системы.

Но ожидаемая выгода, кажется мне настолько существенной, что попробовать стоит.

[Кенгуру]

А что если тогда не лифт сделать, а космическую торзанку ?

Поднимается СпрэйсЩипВан, только повыше, чтобы до МКС доставало, Цепляется космонавт за неё торзанкой, и остаётся на орбите. А СпэйсЩип на землю летит.

Торзанку можно спускать и с МКС.

Тут по-моему только проблема стыковки остро стоит. А в остальном ... Что тут невозможного ?

А какой экстрим !