Лунная тросовая система

[boez]

Насчет ротоватора - на Земле штука пожалуй полезная, особенно в сочетании с каким-нибудь суборбитальным ракетопланом, который будет подкидывать ПН в точку встречи.

Катапульта с барабаном - прикол маховиков в том, что предельная скорость на окружности барабана пропорциональна корню из прочности, деленной на плотность, константа там зависит от распределения материала по радиусу барабана, но сильно не гуляет. Главное, от радиуса не зависит. Так что 2400 м/с - это уже непростые материалы, точно не сталь.

Катапульта в виде троса-линейного двигателя - спрашивается, а нафига трос? Чтобы кольцо, которое по нему движется, мешало подводить провода часто по длине конструкции и требовало запитки с конца?

Не, ИМХО на луне ЭМ катапульта в вакууме не имеет конкурентов в виде тросовых систем, каких бы то ни было. Катапульта кстати тоже масштабируется легко вниз - вплоть до устройства весом в несколько тонн для разгона "жесткой" ПН массой граммов 100-200 с ускорениями в несколько тысяч g, что-то наподобие дарповской ЭМ-пушки. Из википедии:

В феврале 2008 года ВМС США продемонстрировали рельсотрон с дульной энергией 10 МДж и дульной скоростью 2520 м/с (9000 км/час).[2] 10 декабря 2010 года в Центре разработки надводного вооружения ВМС США в Дальгрене, штат Вирджиния было проведено успешное испытание рельсотрона с дульной энергией 33 МДж.[3] В феврале 2012 года близкий к серийному образцу прототип промышленного рельсотрона от BAE Systems был доставлен в Далгерн (Dahlgren, Virginia) и испытан на 32 мегаджоулях[4] серийный образец этой системы должен иметь дальность до 180 км, а в перспективе — до 400 км; инженеры разрабатывают системы автоматической подачи снарядов, охлаждения и питания установки.[5]

К 2018 году планируется произвести первые испытания на воде. К 2020 году эти орудия должны поступить на вооружение строящихся в США эсминцев типа «Замволт», их модульная конструкция и электрическая трансмиссия рассчитывались с учетом перспективного ЭМ-вооружения. К 2025 году планируется достичь дульной энергии 64 МДж.

[Reentrant]

Наиболее выгодно эту скорость получить в виде разгона у Земли, а потом "нечто пролетающее" подцепить тросом.
 ( Только не спрашивайте как это реализовать. )

Можно при торможении у Луны, после коррекций, чтобы уже сразу в правильной плоскости. Выпустили трос "вверх", слегка натянули малым импульсом; тормозим станцию -- трос закручивается на линейную 800+. Останется еще столько же добрать.

То есть, относительно Луны -- сбросить. Значит, бросаем конец на поверхность, пусть сам тормозится. На конец прицепим якорь, какой не жалко -- все равно оторвется. Можно несколько штук, для нескольких заходов.

Когда мы прыгаем на нижний конец, оно должно увеличиться и станция дёрнуться вниз. Вы имеете в виду то, что возникнут колебания троса?

Не только. В момент присоединения груза, уменьшится и линейная, и угловая скорость конца относительно станции. Вращаясь медленнее, чем станция, трос начнет на нее наматываться, одновременно тормозя и ее вращение. Если трос один, то в принципе, так должно само и разрулиться. Только предусмотреть намотку в конструкции. А в оригинальной схеме было два противоположно направленных троса, вот там я не знаю, как они выкручивались. Особо не вникал, может и придумали чего.

Как "запрыгивать", - наверно нужно "нечто низко летающее вспомогательное" или что-то ещё.

Да, вот это однозначно.

Эта тросовая штуковина вообще ничего не разгоняет, в момент когда груз "разгоняется" происходит кратковременный рывок троса равный весу груза на Земле и всё.

Как-то пропустил раньше это место... На конце в наличии центробежное ускорение. Для 100-километрового троса и и низкой лунной орбиты -- 28 м/с^2. Эту перегрузку получит и груз, с момента подхвата в нулевой точке. Если груз самоходный ("самолетный"), и цепляется к концу на скорости 300м/с, то ускорение можно снизить до 19м/с. Или длину троса уменьшить до 68км.

...

Некстати вспомнилось, в статьях про эти дела иногда поминается американская система подхвата с земли самолетом. А ведь это и на Луне будет работать. Допустим, там кто-то потерпел аварию. С орбитального корабля отправляется зонд, разматывая за собой трос. Тормозится у заданного места, цепляет спасательную "беседку", и ОП! мы подняли груз, не спуская вниз топливо на взлет. Саму "беседку", если потерпевшие ее не прихватили, нужно сбросить раньше, чтобы они туда залезть спокойно успели.

[Reentrant]

Катапульта с барабаном - прикол маховиков в том, что предельная скорость на окружности барабана пропорциональна корню из прочности, деленной на плотность, константа там зависит от распределения материала по радиусу барабана, но сильно не гуляет. Главное, от радиуса не зависит. Так что 2400 м/с - это уже непростые материалы, точно не сталь.

Да с барабаном это чисто "для концепции". Конечно, нечего и думать на таких скоростях. Для суборбитальных, туда-сюда, и как ассист в старте нормальному аппарату, который сам догонится. Или со дна окрестных кратеров куски льда к заводу перекидывать, за десятки километров (хотя для этого лучше специализированную конструкцию).

Катапульта в виде троса-линейного двигателя - спрашивается, а нафига трос? Чтобы кольцо, которое по нему движется, мешало подводить провода часто по длине конструкции и требовало запитки с конца? Не, ИМХО на луне ЭМ катапульта в вакууме не имеет конкурентов в виде тросовых систем, каких бы то ни было.

Трос хоть 10, хоть в 100км длиной -- это принесли и бросили "с воздуха" два конца. Полчаса работы одной ракеты. Представьте, сколько -- месяцев? лет? вы будете строить жесткую стационарную конструкцию такого размера. Сколько земляных работ, стройматериалов, техники, топлива, и рабочих рук. На Луне, блин.

Катапульта кстати тоже масштабируется легко вниз - вплоть до устройства весом в несколько тонн для разгона "жесткой" ПН массой граммов 100-200 с ускорениями в несколько тысяч g, что-то наподобие дарповской ЭМ-пушки.

Но нам-то не граммы нужны, а тонны. Да еще и живые!

[Lamort]

Наиболее выгодно эту скорость получить в виде разгона у Земли, а потом "нечто пролетающее" подцепить тросом.
 ( Только не спрашивайте как это реализовать. )

Можно при торможении у Луны, после коррекций, чтобы уже сразу в правильной плоскости. Выпустили трос "вверх", слегка натянули малым импульсом; тормозим станцию -- трос закручивается на линейную 800+. Останется еще столько же добрать.

То есть, относительно Луны -- сбросить. Значит, бросаем конец на поверхность, пусть сам тормозится. На конец прицепим якорь, какой не жалко -- все равно оторвется. Можно несколько штук, для нескольких заходов.

Действительно, как я об этом не подумал, можно же сперва запустить эту штуковину без вращения, а уже потом раскрутить торможением о Луну или захватом полезной нагрузки с Земли.
 Всё довольно просто.

Когда мы прыгаем на нижний конец, оно должно увеличиться и станция дёрнуться вниз. Вы имеете в виду то, что возникнут колебания троса?

Не только. В момент присоединения груза, уменьшится и линейная, и угловая скорость конца относительно станции. Вращаясь медленнее, чем станция, трос начнет на нее наматываться, одновременно тормозя и ее вращение. Если трос один, то в принципе, так должно само и разрулиться. Только предусмотреть намотку в конструкции. А в оригинальной схеме было два противоположно направленных троса, вот там я не знаю, как они выкручивались. Особо не вникал, может и придумали чего.

Да, но при захвате нагрузки с Луны сместится центр масс в сторону Луны, так что станция тоже будет вращаться медленнее.
 Мне казалось, что это и сбалансирует всё, но теперь уже так не кажется...

 Вы у меня вызвали ещё одно сомнение, - какой размерности нужен противовес? Ведь чудес не бывает и кинетическая энергия станции просто передаётся полезной нагрузке, получится вообще что-то при таком коротком тросе - около 100 километров и относительно небольшом противовесе?
 Или тут будет переход вращательной энергии станции относительно центра масс в энергию движения по орбите, не соображу.

Как "запрыгивать", - наверно нужно "нечто низко летающее вспомогательное" или что-то ещё.

Да, вот это однозначно.

Луна всё упрощает, даже тупое висение в воздухе не слишком много ХС стоит.

Эта тросовая штуковина вообще ничего не разгоняет, в момент когда груз "разгоняется" происходит кратковременный рывок троса равный весу груза на Земле и всё.

Как-то пропустил раньше это место... На конце в наличии центробежное ускорение. Для 100-километрового троса и и низкой лунной орбиты -- 28 м/с^2. Эту перегрузку получит и груз, с момента подхвата в нулевой точке. Если груз самоходный ("самолетный"), и цепляется к концу на скорости 300м/с, то ускорение можно снизить до 19м/с. Или длину троса уменьшить до 68км.

Я вообще, взял "для ровного счёта" радиус "лунного конца троса" в 100 километров, возможно ещё иметь второй конец с противовесом.
 Тогда на "лунном конце" будет около 1g.

...

Некстати вспомнилось, в статьях про эти дела иногда поминается американская система подхвата с земли самолетом. А ведь это и на Луне будет работать. Допустим, там кто-то потерпел аварию. С орбитального корабля отправляется зонд, разматывая за собой трос. Тормозится у заданного места, цепляет спасательную "беседку", и ОП! мы подняли груз, не спуская вниз топливо на взлет. Саму "беседку", если потерпевшие ее не прихватили, нужно сбросить раньше, чтобы они туда залезть спокойно успели.

Знаете, я это тоже обдумывал, но тут напрямую стоит проблема "с орбиты сдёрнуть".

[Reentrant]

Вы у меня вызвали ещё одно сомнение, - какой размерности нужен противовес? Ведь чудес не бывает и кинетическая энергия станции просто передаётся полезной нагрузке, получится вообще что-то при таком коротком тросе - около 100 километров и относительно небольшом противовесе?

Видел где-то в сети расчеты таких систем, там еще НАСА что-то спонсирует. Думаю, можно найти в более-менее готовом виде.

Я вообще, взял "для ровного счёта" радиус "лунного конца троса" в 100 километров, возможно ещё иметь второй конец с противовесом. Тогда на "лунном конце" будет около 1g.

Не, что-то не то. 28 м/с^2 при 1700 м/c линейной и 100км радиуса вращения. Если станция легкая, то полная длина троса будет больше, но меньше некуда. Чтобы получить 1g, нужен радиус 300км. А "лунный же", который в 6 раз меньше -- 1738км, соответственно

Знаете, я это тоже обдумывал, но тут напрямую стоит проблема "с орбиты сдёрнуть".

Так мы ж его движками станции наверх и тянем. Правда, спасаемому надо отдельно вертикальную скорость придать, чтоб его по Луне не волокло. Это должна спасательная ракетка сделать, которая трос привезет. И тросу натяжение обеспечить, без рывка.

[Lamort]

Вы у меня вызвали ещё одно сомнение, - какой размерности нужен противовес? Ведь чудес не бывает и кинетическая энергия станции просто передаётся полезной нагрузке, получится вообще что-то при таком коротком тросе - около 100 километров и относительно небольшом противовесе?

Видел где-то в сети расчеты таких систем, там еще НАСА что-то спонсирует. Думаю, можно найти в более-менее готовом виде.

Поищу однако, да и сам ближе к выходным "побалуюсь механикой", интересно стало.

Я вообще, взял "для ровного счёта" радиус "лунного конца троса" в 100 километров, возможно ещё иметь второй конец с противовесом. Тогда на "лунном конце" будет около 1g.

Не, что-то не то. 28 м/с^2 при 1700 м/c линейной и 100км радиуса вращения. Если станция легкая, то полная длина троса будет больше, но меньше некуда. Чтобы получить 1g, нужен радиус 300км. А "лунный же", который в 6 раз меньше -- 1738км, соответственно

Ну вот, вы правы, я перепутал орбитальную скорость САМОЙ Луны с орбитальной скоростью У Луны. :lol:
 Тогда 300, тоже не особо много, 100 километров при 1g на конце в принципе должен держать просто кевларовый автомобильный трос, 300 надо будет что-то похитрее.

Знаете, я это тоже обдумывал, но тут напрямую стоит проблема "с орбиты сдёрнуть".

Так мы ж его движками станции наверх и тянем. Правда, спасаемому надо отдельно вертикальную скорость придать, чтоб его по Луне не волокло. Это должна спасательная ракетка сделать, которая трос привезет. И тросу натяжение обеспечить, без рывка.

Тогда видимо надо трос разматывать заранее.

[Lamort]

Ещё идейка в рамках тросовых систем возле Луны.

 Для свода с лунной орбиты сбрасываем на поверхность трос который волочится по поверхности Луны и гасит орбитальную скорость.

[Lamort]

Ещё один вариант на ту же тему.

 С Земли запускается два аппарата, которые выходят на одинаковую орбиту Луны в противоположных направлениях.
 Пролетая один мимо другого они зацепляются тросом и гасят скорость, таким образом нам не нужна ХС для гашения орбитальной скорости при посадке на Луну.

[Иван57]

Ещё один вариант на ту же тему.

 С Земли запускается два аппарата, которые выходят на одинаковую орбиту Луны в противоположных направлениях.
 Пролетая один мимо другого они зацепляются тросом и гасят скорость, таким образом нам не нужна ХС для гашения орбитальной скорости при посадке на Луну.

Есть хороший способ порвать нитку. Обычную. Трикотажную.

Берешь в одну руку один конец, в другую - другой. Руки сводишь, чтобы нитка провисла, а потом быстро разводишь руки. Нитка с легкостью рвется.

А в вашем примере еще сложности с зацеплением канатов будут...

[Lamort]

Ещё один вариант на ту же тему.

 С Земли запускается два аппарата, которые выходят на одинаковую орбиту Луны в противоположных направлениях.
 Пролетая один мимо другого они зацепляются тросом и гасят скорость, таким образом нам не нужна ХС для гашения орбитальной скорости при посадке на Луну.

Есть хороший способ порвать нитку. Обычную. Трикотажную.

Берешь в одну руку один конец, в другую - другой. Руки сводишь, чтобы нитка провисла, а потом быстро разводишь руки. Нитка с легкостью рвется.

А в вашем примере еще сложности с зацеплением канатов будут...

Вы не оценили главную сложность, она будет не с зацеплением, его-то реализовать просто, но для того, чтобы гасить скорость не порвав трос надо будет его разматывать со скоростью равной двойной орбитальной, - около 4 км/с.
 Вот как это сделать, я не знаю.

 Единственный более-менее "вразумительный" вариант это всё та же вращающаяся система с выравниванием скорости.