Космический лифт и проблема дешевого вывода на LEO

S.I.> Ну и что нам какие-то километры? Да мы тут десятками тысяч занимаемся!

да не. последние километры важны. Кольцо троса движется равномерно. Чтобы не терять энергию на разгон-торможения довольно массивной конструкции. И движется достаточно быстро, чтоб пассажиры не сдохли от голода в ожидании лифтера Однако соударение с землей или верхней станции на таких скоростях ... мнэ... не желательно. Чтобы ускориться без резких рывков мы потихоничку притормаживаем колеса на кабине. А вот тормозить - вверху о неподвихный трос - а внизу - парашютом - растормаживая колеса разумеется

foogoo> На такой длине углеволоконный трос будет как пружина. Причем поскольку время распространения возмущений будет достаточно большим, вся эта конструкция заиграет как гитара.
foogoo> А там где волновые эффекты, там и резонансные явления...

простейший способ парировать резонансные явления - поместить на струну чего-нибудь компактное и тяжелое. А лучше несколько. Виброгаситель называется. А блоки и кабины как раз выполняют эту функцию. И потом, при нашей длине струны частота тоже будет немалая - а занчит и ускорения. Хотя пассажиров м.б. и уболтало бы, если б не виброгасители.

foogoo>> как только вы начнете один трос двигать вверх а другой вниз, силой Кориолиса эти два троса растянет друг от друга на километры в средней части...
kost2> это уж фигушки! при таком то натяжении троса силой кориолиса можно пренебречь.
"это уж фигушки!" При такой длине троса вам ничем не удастся пренебречь. Что такое отклонение тросса на 0.1% для такого троса? - Это 36 км.

kost2> максимальное ускорение на поверхности Земли при скорости движения 1 м/сек составит всего лишь 0,0231 мм/сек. да и если чуток растянет - чем плохо -то?
Представьте себе, что у вас не трос, а пружина. Представили? Так вот на такой длине любой трос - пружина.

foogoo>> А парашют поможет лишь нижние 100 км из 36000.
kost2> а он нужен только чтобы тормозить перед приземлением. Вполне ничего себе решение. Скорость кабины много ниже первой космической.
"это уж фигушки!"
Посчитайте например скорость входа в атмосферу с высоты 1000 км?
Грубо v=sqrt(2gh); h=1000000 m, g=9.8 m/s² ; v=4427 m/s ~ 16000 км/ч

foogoo>> На такой длине углеволоконный трос будет как пружина. Причем поскольку время распространения возмущений будет достаточно большим, вся эта конструкция заиграет как гитара.
foogoo>> А там где волновые эффекты, там и резонансные явления...
kost2> простейший способ парировать резонансные явления - поместить на струну чего-нибудь компактное и тяжелое. А лучше несколько. Виброгаситель называется. А блоки и кабины как раз выполняют эту функцию. И потом, при нашей длине струны частота тоже будет немалая - а занчит и ускорения. Хотя пассажиров м.б. и уболтало бы, если б не виброгасители.

Я бы не стал без расчетов рассуждать на эту тему.

foogoo>>> как только вы начнете один трос двигать вверх а другой вниз, силой Кориолиса эти два троса растянет друг от друга на километры в средней части...
kost2>> это уж фигушки! при таком то натяжении троса силой кориолиса можно пренебречь.
foogoo> "это уж фигушки!" При такой длине троса вам ничем не удастся пренебречь. Что такое отклонение тросса на 0.1% для такого троса? - Это 36 км.

Стоит учитывать силу натяжения троса а не длину. Сила довольно значительная - сотни или тысячи тонн. При этом 0.0231mm/cек - это свободное тело. мм- заметьте а не м. т.е. следуя вашей логике не 0.1% а 0.0001%. Т.ч. пренебречь можно.

foogoo> Представьте себе, что у вас не трос, а пружина. Представили? Так вот на такой длине любой трос - пружина.
не надо раскачивать - и все будет тип-топ.


foogoo> foogoo>> А парашют поможет лишь нижние 100 км из 36000.
kost2>> а он нужен только чтобы тормозить перед приземлением. Вполне ничего себе решение. Скорость кабины много ниже первой космической.
foogoo> "это уж фигушки!"
foogoo> Посчитайте например скорость входа в атмосферу с высоты 1000 км?
foogoo> Грубо v=sqrt(2gh); h=1000000 m, g=9.8 m/s² ; v=4427 m/s ~ 16000 км/ч

дык мы ж не падать собираемся а спускаться со скоростью троса - т.е. с какой захотим.

foogoo>>> На такой длине углеволоконный трос будет как пружина. Причем поскольку время распространения возмущений будет достаточно большим, вся эта конструкция заиграет как гитара.
foogoo> foogoo>> А там где волновые эффекты, там и резонансные явления...
kost2>> простейший способ парировать резонансные явления - поместить на струну чего-нибудь компактное и тяжелое. А лучше несколько. Виброгаситель называется. А блоки и кабины как раз выполняют эту функцию. И потом, при нашей длине струны частота тоже будет немалая - а занчит и ускорения. Хотя пассажиров м.б. и уболтало бы, если б не виброгасители.
foogoo> Я бы не стал без расчетов рассуждать на эту тему.

тут и без расчетов ясно, что вместо одной волны будем иметь несколько, столько, сколько отрезков. Мало того, что они отделены блоками, так еще и разной толщины и разной длины. Резонанс возможен только в случае полного или кратного совпадения частот. Иначе волны взаимогасятся. И чего тут считать прикажете?

foogoo> Я бы не стал без расчетов рассуждать на эту тему.

А я бы и с расчетами не стал

foogoo>> foogoo>> А парашют поможет лишь нижние 100 км из 36000.
kost2> kost2>> а он нужен только чтобы тормозить перед приземлением. Вполне ничего себе решение. Скорость кабины много ниже первой космической.
foogoo>> "это уж фигушки!"
foogoo>> Посчитайте например скорость входа в атмосферу с высоты 1000 км?
foogoo>> Грубо v=sqrt(2gh); h=1000000 m, g=9.8 m/s² ; v=4427 m/s ~ 16000 км/ч
kost2> дык мы ж не падать собираемся а спускаться со скоростью троса - т.е. с какой захотим.

Речь шла вроде бы про спасение при разрыве троса?

Во всех лифтах тросы как минимум дублированы...

kost2>> дык мы ж не падать собираемся а спускаться со скоростью троса - т.е. с какой захотим.
foogoo> Речь шла вроде бы про спасение при разрыве троса?

речь шла о торможении капсулы без остановки троса

S.I.>>>> Как так?! Центр масс системы ушел вверх! Да хотяб из соображений симметрии процесса...
kost2> kost2>> это с чего это он вверх ушел? Пружиной оттолкнулись что-ли. От троса оттолкнуться проблематично - он ведь согнется и все.
S.I.>> Я так тупо рассуждаю, что если часть массы отделили (груз) и эта часть находилась не в центре масс, то он т.е. центр должен сместиться.. Извините.
kost2> ЭЭЭ...
kost2> центр масс вообще-то смещается только при приложении импульса. Т.е. как бы вы руками и ногами в полете не дрыгали - все равно упадете на землю. Только если плавки бросите с силой в сторону земли - немного замедлите падение. А вот представьте, что прыгнули вы с гирей на веревочке - попробуйте оттолкнуть эту гирю толкая веревку вниз ... А от того, что вы ее просто отцепите - никакого доп. импульса вы не приобретете.
Я тут в Автокаде слепил гантелю. Средсвами Акада определил координаты центра масс. Потом отрезал нижнюю часть гантели (сброс груза) и снова определил координаты центра масс. Вы не поверите! Но они здорово изменились..

S.I.>>>>> Как так?! Центр масс системы ушел вверх! Да хотяб из соображений симметрии процесса...
kost2>> kost2>> это с чего это он вверх ушел? Пружиной оттолкнулись что-ли. От троса оттолкнуться проблематично - он ведь согнется и все.
S.I.> S.I.>> Я так тупо рассуждаю, что если часть массы отделили (груз) и эта часть находилась не в центре масс, то он т.е. центр должен сместиться.. Извините.
kost2>> ЭЭЭ...
kost2>> центр масс вообще-то смещается только при приложении импульса. Т.е. как бы вы руками и ногами в полете не дрыгали - все равно упадете на землю. Только если плавки бросите с силой в сторону земли - немного замедлите падение. А вот представьте, что прыгнули вы с гирей на веревочке - попробуйте оттолкнуть эту гирю толкая веревку вниз ... А от того, что вы ее просто отцепите - никакого доп. импульса вы не приобретете.
S.I.> Я тут в Автокаде слепил гантелю. Средсвами Акада определил координаты центра масс. Потом отрезал нижнюю часть гантели (сброс груза) и снова определил координаты центра масс. Вы не поверите! Но они здорово изменились..

по идее он сдвинется вверх в пределах оставшейся части гантели либо опустится вниз на половину расстояния до отделенной части. Все остальное это глюк.
Проведите опыт с настоящей гантелей, если отпустив в свободное падение один из блинов вы взлетите - готовьте карман для нобелевки

S.I.>>>>>> Как так?! Центр масс системы ушел вверх! Да хотяб из соображений симметрии процесса...
kost2> kost2>> kost2>> это с чего это он вверх ушел? Пружиной оттолкнулись что-ли. От троса оттолкнуться проблематично - он ведь согнется и все.
S.I.>> S.I.>> Я так тупо рассуждаю, что если часть массы отделили (груз) и эта часть находилась не в центре масс, то он т.е. центр должен сместиться.. Извините.
kost2> kost2>> ЭЭЭ...
kost2> kost2>> центр масс вообще-то смещается только при приложении импульса. Т.е. как бы вы руками и ногами в полете не дрыгали - все равно упадете на землю. Только если плавки бросите с силой в сторону земли - немного замедлите падение. А вот представьте, что прыгнули вы с гирей на веревочке - попробуйте оттолкнуть эту гирю толкая веревку вниз ... А от того, что вы ее просто отцепите - никакого доп. импульса вы не приобретете.
S.I.>> Я тут в Автокаде слепил гантелю. Средсвами Акада определил координаты центра масс. Потом отрезал нижнюю часть гантели (сброс груза) и снова определил координаты центра масс. Вы не поверите! Но они здорово изменились..
kost2> по идее он сдвинется вверх в пределах оставшейся части гантели либо опустится вниз на половину расстояния до отделенной части. Все остальное это глюк.
kost2> Проведите опыт с настоящей гантелей, если отпустив в свободное падение один из блинов вы взлетите - готовьте карман для нобелевки
Я думал само собой понятно, что сдвинется вверх. :-(
Не, нобелевку не дадут. Жюри понимает, что если гантеля подвешена за центр масс на ПРУЖИНЕ, то она пойдет вверх.
А Вы думаете, что спутник на веревке к небесам привязан- ошибаетесь, на пружине.

Короче - лифт возможен и его построят. Может с тележкой, может кольцом.
Никто не доказал обратного, спасибо за дискуссию.

Не доказал или не смог переубедить?

Доказательство на поверхности: материал троса деградирует еще до окончания постройки лифта.

Опять за рыбу грОши..
А вот ежели вокруг Земли соорудить кольцо на высоте 100км, неподвижное относительно Земли. Упадет оно или нет?

Прочность на сжатие понадобится офигенная. Проще уж в нем закрутить тележку тогда со сверхорбитальной скоростью - ну, там, километров 50 в секунду А еще эротишнее - зацепить за тележки, которые по кольцу бегут со скоростью порядка 2 км/c, ЛИфты, с тем расчетом чтобы на их конце достигалась параболическая скорость. Получится порт для стыковки КК с транспланетарных траекторий.

foogoo> Не доказал или не смог переубедить?
foogoo> Доказательство на поверхности: материал троса деградирует еще до окончания постройки лифта.

Это мелочи

hcube> Прочность на сжатие понадобится офигенная.

А посчитать?

foogoo> Не доказал или не смог переубедить?

ни первое ни второе

foogoo> Доказательство на поверхности: материал троса деградирует еще до окончания постройки лифта.

может да, а может и нет
т.к. данных по скорости деградации нет. Вот будут - тогда убедите, что из этого конкретного материала и таким вот конкретным способом в таком конкретном виде построить лифт нельзя. Для этого и исследования материалов проводят и модельные эксперименты, экспонируют там на МКС.
Да и учтите, что трос движется и на земле штопается, т.е. в опасной зоне долго не экспонируется, а микроразрывы починить можно. Кроме того, он ведь не на экваторе, где основная масса мусора.

З.Ы.Это как про паровозы в свое время говорили что куры перестанут нестись в радиусе 10 миль от дороги и котлы будут взрываться.
А мало ли что говорили про ракеты? Мне до сих пор странно, что ЭТО летает вполне надежно.

hcube>> Прочность на сжатие понадобится офигенная.
S.I.> А посчитать?
А можно и не считать- из нанотрубок всё можно.

foogoo>> Не доказал или не смог переубедить?
kost2> ни первое ни второе
Первое.

foogoo>> Доказательство на поверхности: материал троса деградирует еще до окончания постройки лифта.
kost2> может да, а может и нет
kost2> т.к. данных по скорости деградации нет.

Есть. Микрометеориты постоянно изучаются с первого запуска искуственного спутника Земли. Данных по этим исслелованиям море.

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.

 

foogoo>>> Не доказал или не смог переубедить?
kost2>> ни первое ни второе
foogoo> Первое.
foogoo> foogoo>> Доказательство на поверхности: материал троса деградирует еще до окончания постройки лифта.
kost2>> может да, а может и нет
kost2>> т.к. данных по скорости деградации нет.
foogoo> Есть. Микрометеориты постоянно изучаются с первого запуска искуственного спутника Земли. Данных по этим исслелованиям море.


ну дык 5мм дырка за 5 лет!


А у нас время экспонирования - дни!

Да и бороться с этим можно разными способами.
1. Формой троса. Цилиндр.- снижение плотности упаковки волокон. Одна дырка много не порвет. Цилиндр в цилиндре - на манер противокумулятивных экранов.
2. Запас прочности
3. место лифта - подальше от основных потоков MM - распределение не равновероятное наверняка.
4. движущееся кольцо - инспекция и ремонт троса на земле каждый участок раз в несколько дней.
5. маневр верхней станции для уворачивания от больших обломков.
6. Минимум два троса в случае кольца, а лучше несколько пар.
7. Да и мусор убирать за собой

hcube>>> Прочность на сжатие понадобится офигенная.
S.I.>> А посчитать?
S.I.> А можно и не считать- из нанотрубок всё можно.

а вот и нет - максимум прочности нанотрубок - на разрыв.

foogoo>>>> Не доказал или не смог переубедить?
kost2> kost2>> ни первое ни второе
foogoo>> Первое.
foogoo>> foogoo>> Доказательство на поверхности: материал троса деградирует еще до окончания постройки лифта.
kost2> kost2>> может да, а может и нет
kost2> kost2>> т.к. данных по скорости деградации нет.
foogoo>> Есть. Микрометеориты постоянно изучаются с первого запуска искуственного спутника Земли. Данных по этим исслелованиям море.
kost2> ну дык 5мм дырка за 5 лет!
kost2> А у нас время экспонирования - дни!
kost2> Да и бороться с этим можно разными способами.
kost2> 1. Формой троса. Цилиндр.- снижение плотности упаковки волокон. Одна дырка много не порвет. Цилиндр в цилиндре - на манер противокумулятивных экранов.
kost2> 2. Запас прочности
kost2> 3. место лифта - подальше от основных потоков MM - распределение не равновероятное наверняка.
kost2> 4. движущееся кольцо - инспекция и ремонт троса на земле каждый участок раз в несколько дней.
kost2> 5. маневр верхней станции для уворачивания от больших обломков.
kost2> 6. Минимум два троса в случае кольца, а лучше несколько пар.
kost2> 7. Да и мусор убирать за собой

Вы наверное совсем не понимаете сколько трос весит, сколько его надо возить на ГСО и сколько нужно времени, чтобы трос размотать и построить лифт. Вы так же совершенно не понимаете какова суммарная полщадь поверхности троса и какова вероятность пролета через эту площадь метеорита, способного привезти к разрыву троса.

Минимальная длина троса 36000 км. Если сделать трос в виде лески диаметром 1 мм, то площадь поверхности троса будет 226000 квадратных метра. Если один приличных размеров микрометеорит пролетает через 5 кв метров раз в 5 лет, то через трос диаметром 1 мм 9000 метеоритов в год.

Если сделать трос в виде плоской ленты шириной метр, как это предлагается, то площадь поверхности будет уже 36 миллионов квадратных метров, то через этот трос в год будет пролетать уже полтора миллиона таких метеоритов, а еще будут прилетать метеориты покрупнее.

Для разматывания этого троса со скоростью, например, 50 км в час, понадобится месяц.

Трос порвется еще до того, как будет размотан.