Небесная удочка

Mar 18, 2018 18:31

Наша традиционная рубрика «листая страницы старых отчетов»*. Проект космического ротоватора Skyhook, 2001г. (pdf, 6МБ, англ.яз.)

Skyhook (англ. расов. «небесный крюк») - это космический лифт на минималках. Большой спутник на низкой околоземной слабоэллиптической орбите с прикрепленным длинным тросом (с зацепом на конце).

Read more... )

советы садовника, терраформирование Нептуна, научные фрики

Leave a comment

Comments 44

livejournal March 18 2018, 15:37:25 UTC
Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal волжского региона. Подробнее о рейтинге читайте в Справке.

Reply


shkslj March 18 2018, 16:54:28 UTC
Вспомнились космические яйца и пылесос для забоа атмосферы.

Reply


komprendre March 18 2018, 17:42:58 UTC
Спутник на 400 тонн...
А если мы такой трос с грузом к мкс прицепим, то космонавтов там сильно будет бултыхать?

Reply

antihydrogen March 18 2018, 18:02:20 UTC
Это по большей части масса троса (320 тонн), масса спутника-противовеса - 60 тонн.

На конце троса будет 1.5g, а на спутнике-противовесе - 0.7g. Вполне комфортная искусственная гравитация, но конкретно МКС такое не выдержит.

Reply

komprendre March 18 2018, 19:38:37 UTC
Так МКС же не 60 тонн а 400. Соответственно получается не 0.7g а меньше - 0.3 где то вроде. Но все равно многовато конечно.
А провод нельзя сделать полегче если из кевлара или нанотрубок?

Reply

antihydrogen March 19 2018, 13:13:23 UTC
Да, если из углеродных нанотрубок, то скорость конца троса можно теоретически поднять до 6 км в секунду. Но где те нанотрубки...

Reply


komprendre March 18 2018, 17:45:39 UTC
И еще непонятен вопрос момента вращения. Откуда он берется вначале, на сколько гасится после каждого «заброса» и как востанавливается

Reply

antihydrogen March 18 2018, 18:22:47 UTC
Раскручивать систему можно с помощью того же электродинамического метода. Чтобы разгонять центр масс системы, нужен медленно переменный ток с периодом, равным периоду вращения системы вокруг ЦМ (этот период у раскрученной системы равен 1100 сек). Если сделать тягу на разных фазах вращения разной, система, помимо увеличения поступательной скорости, будет раскручиваться из-за ненулевого момента сил, действующих на провод с током.

Ну а в схеме с лунным грунтом, раскручивание будет происходить при движении лунного грунта вниз. При спуске на 1260 км потенциальная энергия килограмма грунта уменьшится на 10 мегаджоулей. Вся эта энергия перейдет в увеличение скорости вращения системы.

Reply

lithovore March 19 2018, 08:39:13 UTC
Эта энергия перейдёт в подъём центра масс остального ротоватора. Высота центра масс всей системы при этом не меняется, и потенциальная энергия не переходит в энергию вращения.

Насколько я понимаю, от заброса самого по себе вращательный момент не теряется, он теряется разве что от трения об атмосферу. Если самолёт/ракета перед зацепом движется с той же скоростью, что и конец троса, то вращательный момент груза относительно центра масс системы из ротоватора и груза перед зацепом тот же самый, что сразу после отпуска.

Reply

antihydrogen March 19 2018, 13:32:56 UTC
Да, вы правы, а я ступил.

На самом деле, будет еще некоторое изменение скорости вращения из-за неоднородности гравитационного потенциала, т.е. наличия приливных сил. Наименьшая угловая скорость будет, когда трос горизонтален. Величина этого изменения будет больше, когда на конце троса находится груз. Так что при любом использовании системы не в полную силу (т.е. когда прием осуществляется в верхней или нижней точке, а сброс - в какой-то промежуточной), будь то на подъем или на спуск, скорость вращения будет слегка уменьшаться. Особенно этот эффект будет заметен для ротоватора у Луны, поскольку размер ротоватора всего в несколько раз меньше расстояния до ее центра, следовательно приливные силы велики.

Reply


komprendre March 18 2018, 19:40:22 UTC
Осталось понять в чем же подвох. Ну 20-50 миллиардов на строительство, но оно бы окупилось же. Почему схема никому не известна даже?

Reply

antihydrogen March 19 2018, 13:46:17 UTC
Почему неизвестно, вполне себе известна https://en.wikipedia.org/wiki/Space_tether

А подвохов несколько.

Во-первых, система может запускать спутники только в плоскости ее орбиты. То есть она не универсальна, и ее строительство экономически осмысленно только в том случае, если предполагается большой грузопоток на какую-то конкретную орбиту (например геостационарную).

Во-вторых, в комплект к системе нужна довольно специфическая одноступенчатая ракета, способная набрать 5 км/с. Это возможно, вторые ступени современных ракет набирают приблизительно столько же. Но вот первые ступени сейчас рассчитаны на набор всего 3-3.5 км/с, то есть просто взять первую ступень какой-то существующей ракеты не получится.

Ну и в-третьих, описанная в посте проблема восстановления орбиты системы после каждого использования. Электродинамический метод разгона еще никто не пробовал, а использование вместо него традиционных ионных двигатель потребует огромной мощности от бортовой

Reply

komprendre March 19 2018, 14:47:33 UTC
Попробую ответить на все три возражения:
1: Во первых геостационар это уже как бы не половина запусков на сегодняшний день. И большинство если считать по массе. Во вторых с одной НОО перейти на другую можно и ионными двигателями самого спутника.
2. Ну так можно же разработать. Либо в одну большую ступень, либо в две возращаемые, либо сделать вторую ступень 3.5->5 маленькой и дешевой.
3. Тогда почему не запустить умеьшенный прототип для изучения этой электродинамики? Да и ионников опять-же должно хватить, только удлинняется время между возможными пусками

Reply

komprendre March 19 2018, 14:50:17 UTC
Кстати мы ж про траспорт на луну и с луны? Значит актуальна только одна плоскость - лунная

Reply


Leave a comment

Up