Проблема дешевого вывода на LEO ( продолжение из Космического лифта..)

А еще вопрос, может кто знает. Рельсотрон - это действительно самая эффективная ЭМ система? Или просто самая простая? Например в сравнении с линейным элекродвигателем. Возможно, обычным коллекторным - то есть катушка с двумя полозьями скользит по каналу, поперек которого создается внешними магнитами или электромагнитами постоянное поле с чередующимися полюсами, а полозья скользят по соответствующим образом подключенным ламелям, напряжение на которых чередуется вдоль канала синхронно с полюсами поля, создавая пульсирующую (а если применить вторую катушку со сдвигом на 90 градусов по фазе - то и постоянную) разгоняющую силу, приложенную к катушке. Или за счет минимальной массы подвижной части рельсотрон выиграет по КПД?

все гениальное просто ( с коммерчекой точки зрения), товарищ майор!
Для космонавтики актуальна проблема "антигравиции". Если конечно, "орионцы" не будут против

чем хорощ рельсотрон? Он прост! "две железяки".

He says a satellite could charge itself up in one of two ways – either by firing a beam of charged particles into space, or simply by allowing a radioactive isotope to emit charged particles. The charged satellite would then be gently pushed by Earth's rotating magnetic field, enabling it to change orbit and even escape to interplanetary space.


заряженный с помощью полония КА отталкивается во вращающемя магнитном поле. Вот так ой странный движок. Только это похоже на бесконтактный униполярный генератор. "вращающееся" магнитное поле само по себе почему то не генерирует электрическое. А рисунок крачивый. Голубое свечение это полоний. Звездолет "Литвиненко"...

Созданы сверхпрочные длинные углеродные трубки


Нанотехнологии R&D News
19.08.08, Вт, 16:26, Мск
Созданы сверхпрочные длинные углеродные трубки

Ученые изготовили углеродный материал, прочность которого в 30 раз превосходит кевлар - полимер, применяемый в конструкциях бронежилетов.

Углеродные нанотрубки обладают высокой прочностью, как на растяжение, так и на изгиб, но из них трудно формировать волокна макроразмеров. Ученые активно работают над решением этой проблемы, так как такие волокна могли бы послужить основой для создания новых сверхлегких и сверхпрочных материалов.

Исследователям из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико удалось получить новый сверхпрочный углеродный каркасный материал, формирующий крупные волокна, и напоминающий по своему строению углеродные нанотрубки. Ученые назвали его "гигантские углеродные трубки" ("colossal carbon tubes").

"Гигантские трубки" могут достигать длины несколько сантиметров и диаметра 0,1 мм, они легко сгибаются. При этом они не являются кластерами нанотрубок, а имеют новую и необычную структуру.

Как пишет Science News, с помощью рентгеновских методов ученые обнаружили, что атомы "гигантских трубок" формируют тот же тип связи, что и в нанотрубках, и так же образуют свернутые в трубку гексагональные плоскости. Однако "гигантские трубки" представляют собой не простые цилиндрические структуры, а две концентрические трубки, соединенные симметричными перемычками шириной 100 нм, идущими по всей длине.

Новый материал по прочности несколько уступает нанотрубкам, но тем не менее в 30 раз превосходит кевлар и в 2 раза волокна из соединенных нанотрубок.




в 30 раз прочнее кевлара - это уже достаточно?

а вот еще идея (не моя).
кольцо эллиптической формы с большим радиусом более 50 км из опять же довольно прочного и гибкого материала. кольцо баллистически поддерживается в вертикальном положении и верхняя часть его - в вакууме или почти вакууме. наземная станция разгоняет (поддерживает скорость вращения ) этого кольца до положим 3/4 первой космической. устройство направляющего механизма (очевидно маглев) таково, что выходящая из него часть кольца направлена на 85 град вверх. таким макаром каждая в отдельности часть кольца запуливается в космос и благодаря действию различных сил (баллистической, упругости) возвращается опять же почти по Баллистической кривой в точку старта передавая на спуске за счет сил упругости энергию восходящей части кольца.
с помощью опять же магнитного бесконтактного устройства к колечку цепляем красивый АКС и он тихооонечко нажимая на тормоз плавно устремляется ввысь разгоняясь на конечном участке до 3/4 ПКС, а дальше - на карамельке выходит на орбиту.

сходу есть вопросы

1. как эту хреновину таки запустить?
2. не превысят ли нагрузки предел прочности существующих материалов? почти весь полет частей кольца почти по баллистике (только в верхней части разворот), собственно за счет укороченной траектории оно и держится. но все же.
3. насколько велики энергопотери на трение, и не расплавится ли кольцо?
4. достаточен ли гироскопический момент для поддержания устойчивости системы относительно вертикальной оси?

однако есть и плюсы
короче трос или там лента (по сравнению с лифтом)
нет опасности метеоритов и мусора
меньше нагрузки
нет нужды в передаче эл.энергии на КА или кабину
дешевле чем лифт
не лифт!

еще раз согласен,

но надо ценить любые конструктивные идеи. В традиционной ЭМ пушке большие потери на джоулево тепло (до 95%). Здесь простая и здравая идея минимизации.

Нафиг. (Тут была совсем бредовая идея, написанная без прикидочных расчетов. Первый же такой расчет показал что ничего не выйдет )

Ладно - в конце концов зря что ли набирал стока букаф? Да и может кого на что натолкнет. Ниже исходный текст сообщения, но по формулам из школьной физики выходит что затея требует настолько неслабых токов для поддержания системы в целости, причем токов переменных и через большие индуктивности, что вся выгода от электромагнитной системы потеряется на преобразованиях. Это при куче дополнительных проблем.

---

Подкину на рассмотрение еще одну идейку насчет дешевого вывода. Где-то в недрах этой или предыдущей темы упоминался (мной и не только) мегамонстр из Юного Техника 80-х годов, орбитальная транспортная система в виде кольца-трубы вокруг Земли, которое взлетает, растягиваясь центробежной силой (кстати, придуманная неким тогда студентом Юницким из Белоруссии, интересно - не тот ли это Юницкий, который щас транспорт свой продвигает?). Система обещала какие-то единицы баксов за килограмм на LEO, но ее суммарная стоимость и энергоемкость конечно запредельны - она хороша чтобы сразу города на орбиту выводить.

Так вот, задумался я об облегченном варианте такой системы. И решил, что нужно все выбросить и оставить только электромагнитную систему. Итак, как все выглядит? На некую круговую орбиту над экватором выводятся спутники, каждый из которых представляет собой компактно (в клубочек ) свернутое проводящее кольцо диаметром в 10-100 км и несколько энергетических станций на нем. После вывода кольцо разворачивается, станции ориентируют свои батареи на Солнце либо запускают реакторы - конечно, хотелось бы батареи, но пока не знаю хватит ли энергии. Размотавшись, кольца начинают ориентирование. Возможно, для первоначального равномерного размещения на этой круговой орбите им потребуются какие-то обычные движки малой тяги. А вот затем, когда они более-менее разместились - то, управляя током в кольцах, можно осуществлять ориентирование и даже перемещение по орбите. Конечная цель - кольца, "лежащие" паралельно поверхности Земли в двух слоях один над другим, движущиеся с разными скоростями. Верхних колец побольше, нижних - поменьше. "Волны" магнитного поля (и токов в кольцах) бегут по кругу с некой третьей скоростью, одинаковой в обоих слоях, но с разными фазами. Итак, любой ток в кольце вызывает его растягивание. Постоянная составляющая тока вызывает поворот вокруг оси, сонаправленной с орбитой - за счет взаимодействия с полем Земли. Взаимодействие колец соседних слоев, в зависимости от фазы токов в них по отношению к расположению колец - позволяет осуществлять притяжение-отталкивание, разгон-торможение (так же, как в маглев-системах), а еще наклон колец вокруг оси, поперечной орбите (четными гармониками основной частоты). Получается большой такой себе асинхронный двигатель размером с планету. Хорошего в нем то, что его плотность, а следовательно и суммарная масса может быть относительно невелика, причем он выводится еще и маленькими кусочками предположительно по нескольку тонн, максимум несколько десятков.

Естественно такая система требует комплексного согласованого управления токами во всех кольцах. Но учитывая, что движутся колечки в первом приближении по известным законам, то моделировать их движение и выбирать оптимальное управление не должно быть слишком сложно для компьютерной системы. Еще каждое кольцо (вернее каждую станцию на нем) нужно оснастить аварийными движками большой тяги - для увода неисправного кольца с рабочей орбиты, чтобы избежать столкновения с другими кольцами. Между прочим, на нижнем слое может не быть источников энергии - как в обычном роторе асихронного двигателя. Правда, полная пассивность не получится - но вполне хватит инвертора с конденсатором, способного обеспечивать запасение и отдачу некоторых количеств энергии.

А теперь о том, зачем эта красота в просторах космоса может быть полезна простым людям На кольца нижнего слоя мы подвесим тросовые системы. Такие как в любимом всеми космолифте, но только короткие - 2-3 сотни км, на высоту орбиты. Теперь, увеличивая разность скоростей слоев и компенсируя разлет слоев притяжением колец, мы можем нижний слой совсем остановить или даже заставить двигаться в обратном направлении. Зачем остановить - понятно, опустить с каждого кольца трос вниз и забрать груз. Зачем двигаться в обратном направлении? А для разгона верхнего слоя! Нижние концы тросов закреплены на земле, сообщая через электрмагнитную систему верхнему слою разгоный импульс. При добавлении импульса орбита не повышается, но увеличивается сила притяжения колец и натяжение тросов. При достижении нужного натяжения можно к тросам внизу цеплять грузы и затем тросы сматывать. После этого, снижая разность скоростей, мы разгоняем грузы до первой космической. Вообще говоря с выработкой энергии от торможения грузов и системы нижнего слоя.

Есть конечно подозрение что система с тросами аж до земли будет неэффективной. На висение этих тросов нужно будет тратить бОльшую часть электроэнергии для ЭМ подвеса. Хорошо, у товарища Брэнсона можно ненадлго одолжить суборбитальный космолет Ну в общем понятно - на то, чтобы забросить груз вверх без придания ему космических скоростей, энергии и топлива нужно всяко меньше, чем на честный вывод на орбиту. А доразгон верхнего слоя осуществлять парашютами, привязанными к нижнему слою и опущенными хоть в какую-то атмосферу, трос длиной не более сотни км. Нижний слой разогнан до скорости в несколько км/с в обратную сторону.

А - еще я забыл про одно направление коррекции положения колец, перемещение влево-вправо поперек орбиты. Да, такую силу никаким током получить нельзя. Но и не нужно, если мы не используем отталкивания между слоями. При притяжении "убежавшее" вбок кольцо вернется назад само, система должна получиться устойчивой.

Короче, 2 самых главных вопроса - устойчивость самих колец (не свернутся ли они в процессе взаимодействия друг с другом) и энергозатраты. В частности, можно ли применить обычную медь или нужны сверхпроводники. Особых проблем со сверхпроводниками тоже не должно быть, поскольку напряженность магнитного поля будет не такая уж большая, а термоизоляцию в вакууме можно обеспечить. Но сложность возрастет. Особенно в связи с метеоритами. То что колечки будут повреждаться метеоритами - очевидно. Поэтому необходима система контроля и восстановления повреждений. Предлагается кольца составлять из большого количества последовательных секций из параллельных проводников на разъемах. И на каждое кольцо посадить пару небольших роботов, способных по проводам лазить и вместо оборванных проводов втыкать новые, запас которых пополняется с земли. Ну и как я уже писал - при катастрофе типа полного обрыва кольца восстановить его уже нельзя, поэтому оно уводится с орбиты аварийными движками и сгорает в атмосфере или падает на землю если оно имело низкую скорость. Кольца верхего слоя должны иметь более мощные движки, поскольку уводить их надо сначала вверх, а потом еще и в сторону.

Эта технология где-то на уровне антигравитации. Такая же сказка. Из двух сказок мне больше нравится антигравитация. А заодно и нуль-трансортировка.
Кстати, на досуге, подумайте вот о чём. На Земле живет болееп 6 млрд. людей. Прирост населения - более 10 млн. в день. Предположим, Мы уменьшаем прирост населения Земли в 10 раз. До 1 млн в день.
Какое должно быть транспортное средство, чтоб высылать с Земли по 1 млн. чел. в день? Чтоб решать проблемы развития человечества?
Никаким способом космос не поможет решить земные проблемы. Земные проблемы будут решаться на Земле. А экспансия в космос, запасная планета типа Марса - заклинания дилетантов и неучей.

Да я тоже согласен, что проблему перенаселения земли отправкой людей в космос не решить, не стоит и пытаться. Но это совершенно не означает что человечеству не нужны средства дешевого вывода! Есть много других задач, постройка орбитальных станций-городов больших размеров с искусственной тяжестью, та же сборка и запуск из таких "городов" различных зондов и станций - межпланетных, околоземных - сверхлегких, сверх-непрочных, с высокоимпульсными движками малой тяги, паруса солнечные, объекты больших габаритов - в общем то что с Земли ракетой не запустишь. Чтобы фраза "сборка на орбите" стала обозначать способ удешевления больших космических объектов, а не сверхсложную и часто нецелесообразную задачу, как это обстоит сейчас.

А насчет пользы от этого космоса землянам - ну во-первых, возможно космическая солнечная энергетика станет рентабельной. В космосе много положительного для солнечных электростанций - облаков нет, ночи нет, зеркала протирать не надо . Может туризм космический станет именно туризмом, ну как на те же Гавайи съездить. Может спутниковый интернет станет дешевле проводного, если к примеру запустить миллионы низкоорбитальных микроспутников связи. Может получится еще что-то, чего сейчас и представить сложно, как сложно было представить в прошлом, что города не будут завалены по второй этаж лошадиным навозом, не все девушки мира будут телефонистками, а на мировом рынке можно будет продать больше 5 компьютеров

В общем, не надо отказываться от космоса только потому, что в нем не растет трава и нельзя дышать

Идея по бредовости на уровне космолифта, но не такая гигантская. Возникоа в процессе опровержения подобной же идеи.
Проект изложен в романе Маккдевитта - "Обреченная"

Итак, у нас проблема разгона до 8 КМ\сек груза. Подъем до 100 км без разгона на порядки менее затратен.
Разгоняем в плоскости экватора на высоте 600 км трубу вращающуюся вокруг оси перпендикулярной плоскости орбиты. Начинаем удлиннять эту трубу, так, что бы ось вращения оставалась на прежней орбите. Направление вращения такое, что бы нижний конец трубы двигался против направления движения по орбите.
Груз забрасываем вдогон опускающемуся концу. Суборбитальной или даже Авиационной системой, способной сделать горку на высоту зацепа.
На высоте километров 200 где скорость движения конца трубы сравняется со скоростью вращения Земли есть время подцепить полезный груз. Груз смещается к оси вращения и восстанавливает центровку девайса.

Блин, НК, что ли мало?! Давайте здесь всю эту фигню не плодить!!!