Космический лифт.

[Podprigor]

Добрый день, уважаемые форумчане!

Я понимаю, что о данной теме уже много написано и многие моменты уже обсуждались. Но у меня появилась идея, которая возможно может быть интересной для обсуждения.

На самом деле, я сначала размышлял о передаче энергии на землю с орбитальных солнечных электростанций. Идея передавать энергию с помощью луча лазера или другим подобным способом мне казалась опасной, так как попади такой луч куда не следует и...

И я начал подумавать о передачи энергии по кабелю. И тут конечно появились все те же проблемы, что и у космического лифта.
Но потом я подумал, а почему во всех описаниях космического лифта, речь всегда идет о использовании некоторого прочного материала, способного выдерживать собственный вес. Я понимаю, что это очевидное решение. Но я подумал, а что если для троса использовать не вещество, а поле. Нет, разумеется что трос будет материальным, но почему бы силам растяжения противопоставить не прочность материала на разрыв, а силу магнитного притяжения?

Такая конструкция конечно будет потреблять много электричества, но это уже не принципиальная проблема. Ведь можно на противовесе разместить солнечную электростанцию или решить вопрос другими методами.

Главная проблема, а точнее для меня пока не ясный момент, можно ли изготовить такое устройство, а точнее материал, который будет прочнее, если находится в магнитном поле? То есть изготовить такой "магнитный" трос. Может в виде соленоида?

Я понимаю, что существуют ограничения на магнитную индукцию, например порядка 1.6 для ферромагнетиков. Но пока затрудняюсь посчитать какой силы поля надо будет получить. Возможно надо будет использовать более мощные сверхпроводящие магниты.

Так же возможно комбинирование материалов троса, например использовать разные материалы в зависимости от требуемой прочности - в наиболее напряженных местах - "магнитный трос", в мение - волоконный, и в наиболее ненапряженных даже обычные стальные.


Вот в кратце основная идея. Приглашаю к обсуждению. И полностью открыт к критике, так как вполне возможно, что упустил какие-то моменты делающие такой вариант невозможным.

Пример - медная проволока с сечением в 1 мм^2, может выдержать около 20 кг груза. А если ее скрутить в катушку и пустить по ней ток, то такой электромагнит может удерживать значительно больший вес груза.

С уважением, Олег.

[Shestoper]

Главная проблема, а точнее для меня пока не ясный момент, можно ли изготовить такое устройство, а точнее материал, который будет прочнее, если находится в магнитном поле? То есть изготовить такой "магнитный" трос. Может в виде соленоида?

Нельзя. Никакого упрочняющего действия на конструкционные материалы магнитное поле не оказывает.
Теоретически можно противопоставить гравитационному притяжению не центробежную силу противовеса, а магнитную левитацию. Но при этом в космосе помимо тросса нужно размещать электромагниты огромных размеров, массы и с громадным энергопотреблением. Это совершенно технически нереально и невыгодно.
Противовес намного проще - мощное гравитационное поле у Земли уже есть, а магнитное надо создавать и поддерживать искусственно (естественное магнитное поле слишком слабо).

[Podprigor]

Здраствуйте, Shestoper.

можно ли изготовить такое устройство, а точнее материал, который будет прочнее, если находится в магнитном поле?

Нельзя. Никакого упрочняющего действия на конструкционные материалы магнитное поле не оказывает.

Наверно я не правильно выразился. То что можно создать материал который в магнитном поле будет более прочен на разрыв, вполне очевидно. Вопрос скорее можно ли создать такой материал прочнее углеродного волокна?

Простейший пример магнитного упрочнения - несколько стальных кубиков, "склееных", слоем хотя бы поролона. Без магнитного поля - разорвать такой стержень довольно просто - надо разорвать только поролон. А в магнитнои поле надо будет оторвать стальные кубики друг от друга.

Или можно просто смешать полиэтилен с ферромагнитным порошком, и вытянуть из смеси стержень. Его прочность на разрыв тоже будет зависить от наличия магнитного поля.

С уважением, Олег.

[Agent]

Даже если и можно, то неприменимо. Если система необратимо разрушается при отключении подачи энергии, то тут минимум двойное дублирование нада.

[Shestoper]

Постоянно подерживать очень сильное магнитное поле на длине 36000 км - боюсь подумать, сколько на это будет энергии уходить.

[ааа]

Не стоит рассчитывать на то, что удастся передать электроэнергию на расстояния, сравнимые с длиной лифта. Сопротивление проводников будет слишком высоким.
Что же касается основной идеи, то так, субъективно, на первый взгляд, мне кажется, что банальные силы межмолекулярного сцепления при прочих равных  гораздо выше, чем магнитные силы.

[Podprigor]

Даже если и можно, то неприменимо. Если система необратимо разрушается при отключении подачи энергии, то тут минимум двойное дублирование нада.

"Неприемлимо" слишком категорично звучит. Мы пока не проблемы безопасности обсуждаем, тем более постоянная подача энергии не самая сложная "проблема" лифта. Есть космический мусор, есть микрометиориты, атмосферные нагрузки, террористы и прочее, что пока рано обсуждать в рамках темы.

Постоянно подерживать очень сильное магнитное поле на длине 36000 км - боюсь подумать, сколько на это будет энергии уходить

При использовании комбинированной схемы троса - то есть например с Земли начать волокном, потом магнитный трос, а после ГСО через некоторое растояние снова волокно до противовеса.
Тогда поле надо будет держать не на 36000 км, хотя именно длина не столь важна. А вот сколько надо будет энергии, это вопрос. Причем надо не "подумать",а желательно посчитать. На первый взгляд надо энергии столько, сколько надо на удержание массы троса, плюс потери.

Не стоит рассчитывать на то, что удастся передать электроэнергию на расстояния, сравнимые с длиной лифта.
Сопротивление проводников будет слишком высоким.

Передать электроэнергию на такое растояние, это далеко не самая главная проблема. И почему слишком велико? Медный провод длиной 36000 км в 1 мм сечением будет иметь сопротивление примерно 630 килоом. А что мешает нам сверхпроводимость использовать? К томуже мне кажется, что потери будут малы по сравнению с огромной энергией потребляемой самим тросом.

Что же касается основной идеи, то так, субъективно, на первый взгляд, мне кажется, что банальные силы межмолекулярного сцепления при прочих равных  гораздо выше, чем магнитные силы.

Вот в том то и дело, что хочется не субъективности, а цифр.
Пока я не вижу очевидных физических препятствий основной идеи, хотя и не исключаю, что что-то недоглядел. Так как идеи всего полтора дня и  времени на доскональное изучение маловато.


С уважением, Олег.

[Agent]

Даже если и можно, то неприменимо. Если система необратимо разрушается при отключении подачи энергии, то тут минимум двойное дублирование нада.

"Неприемлимо" слишком категорично звучит. Мы пока не проблемы безопасности обсуждаем, тем более постоянная подача энергии не самая сложная "проблема" лифта. Есть космический мусор, есть микрометиориты, атмосферные нагрузки, террористы и прочее, что пока рано обсуждать в рамках темы.

А причем тут энергия. Нужно минимум 4 независимых магнитных системы каждая из которых сможет удерживать трос самостоятельно. Одну планово чинят, вторую внепланово и две в работе.
Иначе вся эта фигня рухнет на голову при первом КЗ

[ааа]

И почему слишком велико? Медный провод длиной 36000 км в 1 мм сечением будет иметь сопротивление примерно 630 килоом.

Так ото ж.
Это все равно что нет никакого провода.

А что мешает нам сверхпроводимость использовать?

Полагаю, то же, что и всем остальным.

Вообще, я смотрю, народ не врубается. Правильный лифт - это не трос, по которому в космос ползают дистанционно питаемые обезь..., пардон, кабинки. Правильный лифт - это кольцо, переброшенное через шкивы на Земле и на ГСО.

[Agent]

Правильный лифт - это кольцо, переброшенное через шкивы на Земле и на ГСО.

Неа
Это 2 троса, постоянно собираемые и разбираемые на поверхности и ГСО.

Можно и один вверх, если материал троса нужен на орбите для других целей.

[ааа]

Правильный лифт - это кольцо, переброшенное через шкивы на Земле и на ГСО.

Неа
Это 2 троса, постоянно собираемые и разбираемые на поверхности и ГСО.

Ну, это просто будет бесконечное кольцо.

[Podprigor]

А причем тут энергия. Нужно минимум 4 независимых магнитных системы каждая из которых сможет удерживать трос самостоятельно. Одну планово чинят, вторую внепланово и две в работе.
Иначе вся эта фигня рухнет на голову при первом КЗ

Давайте все же вернемся к теме топика. Вопросы дублирования, починки и прочее пока не обсуждаются. Ибо РАНО. Пока надо разобраться - можно ли сделать такой магнитный трос.

Вообще, я смотрю, народ не врубается. Правильный лифт - это не трос, по которому в космос ползают дистанционно питаемые обезь..., пардон, кабинки. Правильный лифт - это кольцо, переброшенное через шкивы на Земле и на ГСО.

А кольцо из чего делать? Ладно давайте все же ближе к теме и поменьше оффтопа. Вопрост в реализации магнитного троса. Есть ли физическо обоснованный запрет на создание такового более прочного, чем углеволоконного троса?

С уважением, Олег.