Разговоры о космосе, цивилизации, будущем

[WolfRus 12,326]

20 минут назад, romarchi сказал:

В смысле??? У вас пункт назначения двигается со скоростью в пару десятков тыс. км\ч. Как же лифт туда будет работать? С земли, скорость вращения которой всего 1,6 тыс. км.

эх.. почитай, что такое геосинхронная и геостационарная орбита.  А так же как зависит линейная скорость точки окружности от ее радиуса.

 

Грубо говоря, если точка на ПОВЕРХНОСТИ земли движется со скоростью 1м/с,  то ее проекция на орбиту высотой 6370+6370 км от центра Земли будет двигаться со скоростью 2 м/с.

 

Круговая скорость точки на экваторе - примерно 1675 км/час.

Высота геостационарной орбиты примерно 35 800 км.

Изменено 10.12.2019, 12:45:51 пользователем WolfRus

[feanya 1,672]

1 час назад, WolfRus сказал:

2. использование "станции подскока" - например окололунной, куда топливо доставляется с Луны с на порядки меньшими энергозатратами.

это и сейчас чисто технически возможно

1 час назад, WolfRus сказал:

1. "орбитальный лифт" - то есть возвращаемое устройство, которому не требуется реактивного принципа движения для достижения геостационара.

из области ненаучной фантастики, на данный момент, графен для этого не подходит, а ничего более легкого и прочного у нас и близко нет.

 

[romarchi 4,287]

1 минуту назад, WolfRus сказал:

на геостационарной орбите он будет вращаться над землей с орбитальной скоростью, при этом оставаясь над одной точкой земной поверхности.

Это как вообще возможно?

Орбитальная скорость на геостационарной орбите - 3,1 км./с.

А расстояние до этой орбиты для "лифта" у вас более 30 тыс. км.

 

 

1 минуту назад, WolfRus сказал:

В том и смысл лифта - нужны две точки, относительно неподвижные, и некое средство перемещения между ними, затрачивающее на это перемещение минимум энергии.

Так нет у вас 2 точек неподвижных относительно друг друга. Вам нужна скорость якоря - равная скорости вращения земли, это 465 м/с. У вас вторая точка - за орбитой Луны примерно.

[GoooGooo 3,128]

1 час назад, romarchi сказал:

Да, но грузы пока всё равно будут на станцию подскока доставляться с Земли. А это все равно жечь топливо для достижения первой космической. А далее, уже со станции подскока нужно опять жечь топливо - преодолевать гравитацию Земли всё равно надо. В сумме получим примерно то же.

Если только - топливо с Луны удешевит эту схему. Но пользовать гелий3 полноценно как топливо - снова нужно развитие науки и технологий. 

В теме дирижаблей обсуждался проект Роскосмоса о создании тепловых воздухоплавательных аппаратов, с которые будут поднимать грузы/ракетоноситель выше плотных слоев атмосферы и уже оттуда будут производиться запуски. По сравнению с нынешними затратами топлива, которые в основном приходятся на преодоление плотных слоев, это будет практически бесплатно.

[WolfRus 12,326]

12 минуты назад, romarchi сказал:

Это как вообще возможно?

Орбитальная скорость на геостационарной орбите - 3,1 км./с.

А расстояние до этой орбиты для "лифта" у вас более 30 тыс. км.

 

 

Цитата

Так нет у вас 2 точек неподвижных относительно друг друга. Вам нужна скорость якоря - равная скорости вращения земли, это 465 м/с. У вас вторая точка - за орбитой Луны примерно.

УГЛОВАЯ скорость якоря должна быть равна УГЛОВОЙ скорости вращения земли. При этом тангенциальная скорость его должна быть равна орбитальной.

Эти условия соответствуют нахождению якоря на геостационарной орбите, ~35800 км.

 

проблема в том, чтобы подобрать достаточно массивный якорь или форму "лифта" так, чтобы его центр масс продолжал находился на геостационаре по мере "спуска" "троса". Ну и удерживать "якорь" на этой орбите, пока "трос" будет спущен и закреплен на поверхности Земли. Далее по тросу к "якорю" подается достаточно энергии для питания двигателей ориентации и поддержания орбиты.  Самое интересное в такой схеме - что "вес" (не масса, а вес) "троса" будет  отнюдь не таким большим - потому как на него будет точно так же действовать центробежная сила, тем большая, чем дальше от поверхности Земли. И на уровне "якоря" эта сила полностью компенсирует гравитацию.

 

Ну и надо будет как-то бороться с силой Кориолиса по мере подьема по тросу (и спуска самого троса).

 

 

 

_________

добавлено 2 минуты спустя

6 минут назад, GoooGooo сказал:

В теме дирижаблей обсуждался проект Роскосмоса о создании тепловых воздухоплавательных аппаратов, с которые будут поднимать грузы/ракетоноситель выше плотных слоев атмосферы и уже оттуда будут производиться запуски. По сравнению с нынешними затратами топлива, которые в основном приходятся на преодоление плотных слоев, это будет практически бесплатно.

это тоже вариант.  Кстати "воздушный старт" с самолета из веррхних слоев атмосферы у нас давно уже в проектах лежит и даже по моему пару испытаний прошел с грузогабаритными макетами.

Вся проблема в массе. Если легкую ракету-носитель еще можно так запульнуть, то для средних и тяжелых  самолеты слабоваты будут..

Изменено 10.12.2019, 12:59:25 пользователем WolfRus

[romarchi 4,287]

10 минут назад, WolfRus сказал:

УГЛОВАЯ скорость якоря должна быть равна УГЛОВОЙ скорости вращения земли. При этом тангенциальная скорость его должна быть равна орбитальной.

Эти условия соответствуют нахождению якоря на геостационарной орбите, ~35800 км.

Угловая? Относительно центра Земли? Ну если якорь с такой скоростью (465 м/с + надо прикинуть сколько даст расстояние до орбиты) будет вращаться вокруг Земли - он на неё скорее упадет. Этого мало чтоб оставаться на орбите даже в 30-40К км. 

 

Цитата

проблема в том, чтобы подобрать достаточно массивный якорь или форму "лифта" так, чтобы его центр масс продолжал находился на геостационаре по мере "спуска" "троса". Ну и удерживать "якорь" на этой орбите, пока "трос" будет спущен и закреплен на поверхности Земли. Далее по тросу к "якорю" подается достаточно энергии для питания двигателей ориентации и поддержания орбиты.  Самое интересное в такой схеме - что "вес" "троса" будет  отнюдь не таким большим - потому как на него будет точно так же действовать центробежная сила, тем большая, чем дальше от поверхности Земли. И на уровне "якоря" эта сила полностью компенсирует гравитацию.

Да у вас куча проблем - якорь должен менять скорость (или орбиту), в зависимости от изменения массы, по прибытию на него груза. И при этом как то оставаться над точкой на Земле.

Изменено 10.12.2019, 13:06:52 пользователем romarchi

[GoooGooo 3,128]

8 минут назад, WolfRus сказал:

это тоже вариант.  Кстати "воздушный старт" с самолета из веррхних слоев атмосферы у нас давно уже в проектах лежит и даже по моему пару испытаний прошел с грузогабаритными макетами.

Вся проблема в массе. Если легкую ракету-носитель еще можно так запульнуть, то для средних и тяжелых  самолеты слабоваты будут..

Там не самолёты, там дирижабли которые поднимаются на разогретом воздухе

[Че Бурашка 1,049]

22 минуты назад, GoooGooo сказал:

В теме дирижаблей обсуждался проект Роскосмоса о создании тепловых воздухоплавательных аппаратов, с которые будут поднимать грузы/ракетоноситель выше плотных слоев атмосферы и уже оттуда будут производиться запуски. По сравнению с нынешними затратами топлива, которые в основном приходятся на преодоление плотных слоев, это будет практически бесплатно.

Плюс удастся забыть о многоступенчатых ракетоносителях, которые обходятся куда дороже чем топливо.

Изменено 10.12.2019, 13:14:00 пользователем HolodGLD

[Че Бурашка 1,049]

Вспомнился анекдот по теме теории и практики.

Спойлер

Сын подходит к папе :
- Папа, а что такое "теоретически" и "практически" ?
- Пошли объясню, сынок.
Подходят к сестре. Папаша спрашивает:
- Слушай, Свет, а ты бы отдалась за лимон баксов?
- Конечно, такая куча денег!
Подходят к матери:
- А ты бы, Мань, отдалась бы за лимон баксов?
- Ну, наверно, столько денег не помешает.
Отец поворачивается к сыну:
- Ну, понял?
- Что?
- Теоретически - мы с тобой миллионеры, а практически - живем
под одной крышей с двумя бл*дями !

 

[WolfRus 12,326]

7 часов назад, antiximik сказал:

Fixed. 

неверно. Нефть с момента образования не участвует в тепловом балансе.

[feanya 1,672]

22 минуты назад, WolfRus сказал:

проблема в том, чтобы подобрать достаточно массивный якорь или форму "лифта" так, чтобы его центр масс продолжал находился на геостационаре по мере "спуска" "троса". Ну и удерживать "якорь" на этой орбите, пока "трос" будет спущен и закреплен на поверхности Земли.

трос должен обладать низкой плотностью. Самое подходящее сейчас - графен, но соотношения его прочности/плотности - пока недостаточно.

 

 

[WolfRus 12,326]

 

37 минут назад, romarchi сказал:

Угловая? Относительно центра Земли? Ну если якорь с такой скоростью (465 м/с + надо прикинуть сколько даст расстояние до орбиты) будет вращаться вокруг Земли - он на неё скорее упадет. Этого мало чтоб оставаться на орбите даже в 30-40К км. 

хех. Уже все давно посчитано и используется на практике. На геостационарах висят множество спутников связи. В том числе и спутникового телевидения. Орбитальная скорость НЕ ЗАВИСИТ от массы тела. И на высоте грубо в ~35800км  угловая орбитальная скорость (для круговой орбиты, естественно) тела равна угловой скорости точки земной поверхности. Так что "якорь" никуда не "упадет" - если его не затормозить так, что перигей орбиты  будет в атмосфере или под поверхностью Земли.

А с коррекциями возмущений вполне справятся небольшие локальные движки, например ионные - у которых не будет проблем "где брать энергию".

 

 

Цитата

Да у вас куча проблем - якорь должен менять скорость (или орбиту), в зависимости от изменения массы, по прибытию на него груза. И при этом как то оставаться над точкой на Земле.

Зачем ему менять скорость ?  Орбитальная скорость и высота геостационара практически НЕ ЗАВИСИТ от массы тела, если эта масса ничтожна по сравнению с массой Земли и его собственной силой притяжения можно пренебречь.

_________

добавлено 2 минуты спустя

12 минуты назад, feanya сказал:

трос должен обладать низкой плотностью. Самое подходящее сейчас - графен, но соотношения его прочности/плотности - пока недостаточно.

зачем ему "низкая плотность" ?   Ему нужна высокая удельная прочность "на растяжение", да и то не по всей длине.  В пределах атмосферы его вес можно компенсировать подерживающими устройствами (аэростатическими например), а по мере удаления от Земли   вес  троса будет все больше компенсироваться центробежной силой.

_________

добавлено 4 минуты спустя

33 минуты назад, GoooGooo сказал:

Там не самолёты, там дирижабли которые поднимаются на разогретом воздухе

про самолеты я привел пример реальных разработок.

 

С дирижаблями и аэростатами помимо очевидных выигрышей есть проблемы - одна из которых их низкая управляемость по горизонтали и особенно по вертикали.  Например надо как-то избежать того, что сразу после старта ракеты облегченный на пару сотен тонн аэростат ее "догонит" и даст пинка под сопла..

Изменено 10.12.2019, 13:39:11 пользователем WolfRus

[feanya 1,672]

14 минуты назад, WolfRus сказал:

хех. Уже все давно посчитано и используется на практике. На геостационарах висят множество спутников связи. Орбитальная скорость НЕ ЗАВИСИТ от массы тела.

не то чтобы совсем не зависит, просто зависимость слишком незначительна (M+m же, пока m незначительна по сравнению с массой Земли ей можно пренебречь)

14 минуты назад, WolfRus сказал:

зачем ему "низкая плотность" ?   Ему нужна высокая удельная прочность "на растяжение", да и то не по всей длине.  В пределах атмосферы его вес можно компенсировать подерживающими устройствами (аэростатическими например), а по мере удаления от Земли   вес  троса будет все больше компенсироваться центробежной силой.

кхм, его толщина - штука переменная, чем ниже плотность - тем меньше будет этот перепад, а то в случае со сталью там при диаметре в 1м на земле, на орбите он за гугол будет

 

Изменено 10.12.2019, 13:49:44 пользователем feanya

[WolfRus 12,326]

2 минуты назад, feanya сказал:

не то чтобы совсем не зависит, просто зависимость слишком незначительна (M+m же, пока m незначительна по сравнению с массой Земли ей можно пренебречь)

 

21 минуту назад, WolfRus сказал:

Зачем ему менять скорость ?  Орбитальная скорость и высота геостационара практически НЕ ЗАВИСИТ от массы тела, если эта масса ничтожна по сравнению с массой Земли и его собственной силой притяжения можно пренебречь.

 

2 минуты назад, feanya сказал:

кхм, его толщина - штука переменная, чем ниже плотность - тем меньше будет этот перепад, а то в случае со сталью там при диаметре в 1м на земле, на орбите он за гугол будет

 

Все зависит от свойств конкретного материала и примененых инженерных решений. Существует туева хуча материалов, в том числе композитов, куда более прочных на растяжение чем сталь.

Опять же все зависит от конкретных конструктивных решений, а так же  от способа движения "подъемника", наличия промежуточных элементов и прочего.   Естетсвенно конструкция не будет исчерпываться одним "силовым элементом".  Сперва просто связать якорь и землю, а потом используя эту связь для доставки энергии и как точку опоры,  уже нарастить ее толщину, структуру и прочее до заданных эксплуатационных параметров.

 

 

 

[feanya 1,672]

Только что, WolfRus сказал:

Все зависит от свойств конкретного материала и примененых инженерных решений. Существует туева хуча материалов, в том числе композитов, куда более прочных на растяжение чем сталь.

так это понятно, с современным лабораторным максимум, емнип, там при диаметре 1м на земле, на орбите будет 10 в 10 метров., сталь просто для наглядности.

 

1 минуту назад, WolfRus сказал:

Сперва просто связать якорь и землю, а потом используя эту связь для доставки энергии и как точку опоры,  уже нарастить ее толщину, структуру и прочее до заданных эксплуатационных параметров.

это чисто для самоподдерживающейся конструкции, без рабочих грузов.

 

[GoooGooo 3,128]

42 минуты назад, WolfRus сказал:

про самолеты я привел пример реальных разработок.

 

С дирижаблями и аэростатами помимо очевидных выигрышей есть проблемы - одна из которых их низкая управляемость по горизонтали и особенно по вертикали.  Например надо как-то избежать того, что сразу после старта ракеты облегченный на пару сотен тонн аэростат ее "догонит" и даст пинка под сопла..

Насколько я понял, в этом проекте управляемость по горизонтали им не очень нужна. Они будут работать как лифты вверх-вниз.

 

Насчёт пинка, если Вы пишите, что есть материалы позволяющие создавать трос для космического лифта, возможно их жёстко принайтовать к земле когда они достигнут заданной высоты. Хотя, конечно, импульс будет не маленьким.

Или же крепить ракетоноситель к воздухоплавательных аппаратам так, чтоб после старта части "лифта" не находились/переставали находиться в одной плоскости с ракетой и при подскоке не давали бы ей пинка.

[WolfRus 12,326]

2 минуты назад, feanya сказал:

так это понятно, с современным лабораторным максимум, емнип, там при диаметре 1м на земле, на орбите будет 10 в 10 метров., сталь просто для наглядности.

не на орбите.  На орбите вообще она может быть  толщиной в волос, там вес нулевой.   Максимум растягивающего усилия будет (для равномерного сечения, если я правильно помню расчеты из сопромата)  примерно  на трети расстояния от Земли до орбиты - там имеет максимум функция суммы интеграла от притяжения Земли по длине троса и интеграла центробежной силы по длине троса.

 

2 минуты назад, feanya сказал:

это чисто для самоподдерживающейся конструкции, без рабочих грузов.

смотря что мы используем для ускорения/замедления груза. Если сцепление с тросом - то да, надо учитывать соответсвующие локальные нагрузки и колебания, ими вызванные.

[romarchi 4,287]

40 минут назад, WolfRus сказал:

 

хех. Уже все давно посчитано и используется на практике. На геостационарах висят множество спутников связи. В том числе и спутникового телевидения. Орбитальная скорость НЕ ЗАВИСИТ от массы тела. И на высоте грубо в ~35800км  угловая орбитальная скорость (для круговой орбиты, естественно) тела равна угловой скорости точки земной поверхности. Так что "якорь" никуда не "упадет" - если его не затормозить так, что перигей орбиты  будет в атмосфере или под поверхностью Земли.

А с коррекциями возмущений вполне справятся небольшие локальные движки, например ионные - у которых не будет проблем "где брать энергию".

Ну ок. Вы берете точку с орбитой\скоростью. Чья проекция на поверхность Земли - равна скорости её вращения.

Но даже у текущих геостационарных спутников - есть деградация орбиты. 

Движки - им придется почти постоянно работать. А мы начали с экономии на топливе.

 

40 минут назад, WolfRus сказал:

 

Зачем ему менять скорость ?  Орбитальная скорость и высота геостационара практически НЕ ЗАВИСИТ от массы тела, если эта масса ничтожна по сравнению с массой Земли и его собственной силой притяжения можно пренебречь.

Это с массой на орбите. А что делать с массой конструкции длиной в 30К км? Особенно с той частью, что идет сквозь атмосферу, имеет хорошее сопротивление с ней. Какие там примерно будут нагрузки на разрыв... Как она будет тормозить якорь?

А "внизу" эта масса конструкции уже будет тяготеть к Земле.  Вот уже эти нагрузки, по самой конструкции передадутся к якорю. И потащат его вниз. 

 

 

[WolfRus 12,326]

11 минуту назад, GoooGooo сказал:

Насколько я понял, в этом проекте управляемость по горизонтали им не очень нужна. Они будут работать как лифты вверх-вниз.

боковые ускорения стартовой платформы очень плохо влияют на точность выведения.

 

11 минуту назад, GoooGooo сказал:

Насчёт пинка, если Вы пишите, что есть материалы позволяющие создавать трос для космического лифта, возможно их жёстко принайтовать к земле когда они достигнут заданной высоты. Хотя, конечно, импульс будет не маленьким.

Или же крепить ракетоноситель к воздухоплавательных аппаратам так, чтоб после старта части "лифта" не находились/переставали находиться в одной плоскости с ракетой и при подскоке не давали бы ей пинка.

все верно, только нет слова "ракетоноситель", оно придумано журналистами.  Есть слова "ракета-носитель чего-либо" (например космических аппаратов) и  транспортное средство-"ракетоносец",  например "самолет-ракетоносец", или "корабль-ракетоносец".

 

По поводу "пинка" - чисто теоретически его можно использовать для уменьшения энергозатрат и "облегчения разгона" ракеты.  То есть после включения двигателей ракеты ее  "вес"  снижается, и аэростат начинает подниматься вместе с ней, добавляя избыток подъемной силы к тяге двигателя.  Ну а когда его ускорение  окажется меньше, чем ускорение за счет "чистой тяги" ракеты, он просто отстанет от нее.

 

Получится этакая гибридная многоразовая "нулевая ступень", которая не тратит топлива.

 

Просто чисто технически, для ракеты с ракетным двигателем энергетически выгоднее  иметь вертикальную стартовую скорость, чем высоту старта.

[GoooGooo 3,128]

1 час назад, WolfRus сказал:

про самолеты я привел пример реальных разработок.

 

С дирижаблями и аэростатами помимо очевидных выигрышей есть проблемы - одна из которых их низкая управляемость по горизонтали и особенно по вертикали.  Например надо как-то избежать того, что сразу после старта ракеты облегченный на пару сотен тонн аэростат ее "догонит" и даст пинка под сопла..

Или третий вариант, разгонять ракету плавно и использовать сам эффект снижения массы нагрузки дирижабля для разгона ракетоносителя. Сейчас ракетоносителю требуется огромный импульс для того, чтоб оторваться от земли. Тут, при включении двигателей и постепенном разгоне можно сбалансировать так, чтоб архимедова сила и подъемная сила двигателей не создавали импульса, который сложно контролировать