Comments 57
Про попадание в трубу, которая несётся по НОО, вообще молчу.
Попадание в трубу, которая несется по НОО: труба здесь для примера, возможно первый отрезок будет выглядеть как посадочная полоса аэродрома — только в нашем случае посадочная полоса движется относительно выводимого аппарата с большой скоростью. А дальше — в трубу или на рельсы.
1) Для ускорения до 2 км/с на 4g потребуется путь s=v^2/(2а) = 50 км. На 20 км при 4g скорость будет 1.26 км/с. Маловато получается. Для достижения высоты 200 км надо иметь вертикальную скорость 2 км/с минимум. И это без учета торможения в атмосфере. Если же нужна горизонтальная компонента, все становится еще грустнее.
2) В нижних слоях атмосферы, ладно, многотонный дирижабль еще будет плавать. А в верних, где давление в разы меньше? Меньше давление — больше потребный объем — больше парусность — больше вес движителей для удержания в нужной точке — больше потребный объем. Верхние дирижабли будут просто гигантские — увеличение нагрузки дирижаблей будет означать экспотенциальный рост веса и объема самого дирижабля.
3) Задача вакуумирования трубы потребует делать ее стенки очень прочными, способными противостоять схлопыванию. А это масса, огромная масса (найдите видео схлопывания ж/д цистерны и оцените толщину ее стенок). Придется поставить хитрый клапан на верхнем конце, который будет срабатывать за микросекунды при противодействии давления в тонны. И это тоже масса. Борьба с протечками воздуха также означает дополнительную массу на всем подряд. Т.е. экспотенциальный рост дирижаблей.
4) Любой порыв ветра отклонит такую трубу или ее часть в сторону, в итоге груз либо просто промахнется мимо «Дракона», либо чирканет по внутренней поверхности трубы, что на таких скоростях однозначно приведет к разрушениям.
5) Либо потребуется какая-то система, отталкивающая груз от стенок трубы (электромагнитная, например) — но это однозначное значительное утяжеление всей конструкции (с экспотенциальным ростом дирижаблей), потери части выводимой массы и проблемы с нагревом груза и с частотными резонансами в процессе пролета груза по трубе.
6) Микронные отклонения груза в процессе разгона приведут к метровым погрешностям в точке рандеву с «Драконом». К тому же приведут отклонения скорости на считанные мм/с. Т.е. просто так груз не попадет к «Дракону» в точно пасть, а наверняка ударит по нему самому, что на разнице скоростей в 7-8 км/с будет означать полное уничтожение их обоих.
7) Потому на грузе потребуются небольшие ракетные двигатели для коррекции курса и скорости, баки для топлива (и окислителя) и баллоны газа-вытеснителя. А также датчики позиционирования, гироскопы, акселерометры, бортовые компьютеры, аккумуляторы…
8) Для минимизации вероятности катастрофы «Дракон» придется делать с очень большой пастью, что означает резкий рост массы и стоимости. А еще падение эффективности работы (она обратна третьей степени размера) и возрастание аэродинамических потерь.
9) Конструкция многокилометровой длины на орбите имеет только одно устойчивое положение — по вертикали. Горизонтально она будет крайне неустойчива. Придется ставить двигатели для коррекции положения и компенсации изгибов в пределах упругости (мы же не хотим, чтобы груз задел что-то внутри?).
И на десерт:
10) Для ускорения груза на 8 км/с на 4g потребуется путь s=v^2/(2а) = 800 км. Многовато получается. МКС еле-еле за 100 м выросла, так и то — едва ли не самое дорогое сооружение в истории человечества.
11) Для ускорения груза на 8 км/с потребуется потратить 32 ГДж/т. Причем за минуты. Где мощность брать будем? Даже АЭС такую не развивают, а им, помимо прочего, пруд-охладитель обязательно нужен.
Итого: идея подкидывать груз до орбиты и ускорять уже там сама по себе неплохая. Но данный проект крайне не продуман и имеет откровенные ошибки в расчетах. Реализовать на сегодняшний день невозможно.
Разгон осуществляется цепью Драконов, постепенно: поэтому когда последний в цепочке Дракон закончит работу, первый в это время догонит аппарат и продолжит разгон. Пункты 10 и 11 разрешены?
Строить что одну орбитальную станцию длиной 800 км, что 800 длиной по 1-му км, разница не особо большая. Зато пункты 6,7 и 8 усугубляются от количества сегментов чуть ли не экспоненциально.
Пункт 11 это тоже особо не упрощает, так как вместо 32 ГДж/т в импульсном режиме, надо будет выдавать аналогичную мощность в линейном, то есть генерирующих мощностей надо будет ещё больше.
Если выводим груз 1т (что для самостоятельного пуска явно мало, ибо требуется и прочный корпус, и ракетные двигатели коррекции, и жизнеобеспечение, и еще туева хуча всякого жизненно необходимого оборудования) на ускорении 4g, время ускорения составит 200 с, мощность 160 МВт. Т.е. потребная площать панелей — 240 000 м2 = 24 га. Это на 1 т, реальные массы капсул начинаются от 3 т.
Про массу всех батарей, массу их опорных конструкций, проводов, преобразователей и т.д. даже думать страшно. Аэродинамическое торможение будет такое, что движители на сегментах будут работать постоянно (но зато можно какие-нибудь электростатические поставить). Микрометеориты, космический мусор и неизбежные в таких массивах постоянные поломки заставят таскать с собой еще целый склад запасных панелей и заниматься их обслуживанием.
Ну, астроинженерные конструкции — они такие. Никто и не ожидает, что будет легко.
Во-вторых, приращение скорости груза означает соответствующее снижение скорости «Дракона». Т.е. пропустив через себя груз, «Дракон» начнет падать на Землю. Физику не обманешь, если для вывода на орбиту нужно потратить 32 ГДж/т — их придется потратить. Причем придется потратить много больше — «Драконы» возвращаться на свою орбиту будут на ракетных двигателях, а они большую часть энергии передают в выхлоп, а только малую — кораблю.
В-третьих, вектор ускорения груза должен быть направлен не только по горизонтали, но и сильно вверх — иначе груз до следующего сегмента цепочки просто не долетит, упав обратно на Землю. Отработавший сегмент, в итоге, будет иметь не только сниженную горизонтальную скорость, но и вертикальную, направленную вниз. Что усугубит проблемы возвращения на прежнюю орбиту — либо мы возвращаемся за минуты, либо уже никто никуда не летит.
В-четвертых, путь груза в такой цепочке будет напоминать «прыг-скок» детского мячика: к очередному сегменту-«Дракону» подлетаем падая вниз, после него летим уже вверх. Т.е. помимо продольных нагрузок на капсулу-груз будут действовать еще и поперечные. Перспектива стать фаршем для пассажиров значительно приблизилась, инженеры-конструкторы перечерчивают все свои чертежи, добавляя прочность по всех мыслимых направлениях. Масса капсулы резко растет. Ускорение по требованию медиков падает.
В-пятых, сегмент-«Дракон» больше не напоминает прямую трубу. Теперь это что-то хитро изогнутое (причем кривизна каждого сегмента индивидуальна).
Про массу, которую придется вывести на орбиту для простройки всего этого чуда, уже все давным-давно забыли. Цена и самоокупаемость тоже не важны. Астроинженерные сооружения не терпят мелочности, они призваны быть великими.
P.S. Присоединяюсь к просьбе отключить инерцию мышления. По возможности также стоит открыть учебник физики.
Чтобы первый "Дракон" догнал аппарат, необходимо, чтобы его скорость движения была выше. Различная скорость — различные орбиты. Для того, чтобы иметь возможность "подхватывать" аппарат следующим драконом, нужна либо очень большая их плотность на орбите, а тогда уже проще сразу строить цельное кольцо вокруг планеты, либо искать способ маневрировать капсулой или самими драконами. В случае маневрирования капсулой дешевле сразу влепить на нее тяговые двигатели, в случае маневрирования драконами — я даже метафору подобрать не могу. Конструкцией, масса которой несколько десятков тысяч тонн, сильно не поманеврируешь.
Просьба все-таки открыть учебник физики.
Теперь немного фактов. Факт 1. Воздушный шар BU60-1 достиг высоты 53 км в 2002 году.
Факт 2. В СССР была разработана методика т. н. «скользящего» спуска, при котором при первичном входе в атмосферу происходит частичное гашение скорости, и затем происходит отскок (рикошетирование) аппарата за пределы атмосферы, за время которого аппарат также успевает достаточно остыть, чтобы потом вновь погрузиться в плотные слои.
Таким образом, цепочка Драконов может временно «нырять» в атмосферу, подхватывая выводимый аппарат (заодно пополняя запасы рабочего тела для двигателей в передней части).
Последнее у «Драконов» с их пастью будет как у кирпича, если не хуже. Кроме того, торможение происходит только передней частью и с ускорениями в несколько g. Предлагаю мысленно поставить «Дракона» на землю вертикально, эдакой башенкой километровой высоты — долго он простоит так, прежде чем сложиться? А ведь на него надо будет навесить еще и термозащиту — не говоря уже про огромный термоизоляционный экран на морде (стандартный абляционный не пойдет, он одноразовый).
Короче говоря, это будет путь в один конец.
Имеем: 160-20=140 км — это необходимое расстояние, которое должен преодолеть аппрарат по вертикали с момента выхода из наземной части системы.
Это я к чему: стабильных орбит с перигеем 160 км нет. Сегменты на таких орбитах будут вынуждены постоянно восстанавливать свою скорость, что при их габаритах, массе и конфигурации будет не самым легким занятием. Да и при нестабильных параметрах атмосферы гарантировать точное прибытие сегмента в точку рандеву будет весьма сложно. А груз ведь ждать не будет, достигнув пика 160 км, он начнет падать обратно с ускорением 9,8 м/с2.
А вот использовать крылья на таких высотах еще бесполезно. Линия Кармана (на которой самолет будет вынужден лететь с первой космической, чтобы его крылья давали достаточную подъемную силу, что в принципе обесценивает их смысл) проходит где-то на 100 км. Практический смысл в крыльях заканчивается где-то на 40 км — самолет, способный летать там, уже больше напоминает ракету, чем обычный самолет. На 160 км крылья будут представлять собой только лишнюю массу, которую придется ускорять ракетными двигателями.
Как внизу уже написали, справочник физики и калькулятор очень жестоки. Они убивают даже самые светлые замыслы.
Так что напряжения снимать некуда. «Наддува» на дирижаблях принципиально нет.
Также должна быть разработана информационная система для поддержания наземной части в стабильном состоянии (датчики, система управления двигателями и т.п.). Это, кстати, еще один из законов ТРИЗ: необходимым условием принципиальной жизнеспособности системы является сквозной проход энергии и информации по всем частям системы.
Таким образом, наземная часть будет собираться на несколько дней перед запусками, а затем разбираться для проведения техобслуживания / ремонта и дозаправки модулей.
Разгон с поверхности до высот 10-20 км осуществляется в безвоздушном пространстве (внутри трубы). При выходе из трубы аппарат, конечно, будет испытывать воздействие атмосферы, но это решаемо, смотрите StarTram проект.
Кроме этого, данная система (орбитальная часть) позволит частным компаниям осуществлять доразгон своих аппаратов до орбитальной скорости, даже если используются многоразовые ракеты типа Blue Origin или «самолетный старт» Virgin Galactic.
К тому-же жрать энергии, гелия и причих расходников такая система будет очень прилично. Причем не только в момент запуска, а все время, чтоб дирижабль не унесло ветром вместе с трубой.
Мне вообще кажется наиболее перспективным морской или воздушный пуск с теж же дирижаблей. Во всяком случае с нынешними технологиями.
Идея с «драконом» — интересна, но, как в начале своей статьи, вы подбирали аналогии из развития транспорта, найдите аналог «дракона», может это поможет аудитории воспринять вашу идею.
А знаете, почему ТРИЗ несостоятелен? Да потому что никто из его адептов не способен внятно изложить ни основную идею ТРИЗа, ни даже свои собственные мысли.
Ок, спасибо за поддержку. Могу предложить следующее.
Раньше посадка сверхзвуковых самолетов на авианесущий крейсер тоже казалась невыполнимой задачей. Сейчас это работает.
Цель моей статьи было не предоставление готового решения, а направление мышления в сторону ИКР.
Конечная техническая реализация, конечно, будет отличаться от изложенного — таким же образом, как рисунки Циолковского отличаются от чертежей современных ракет.
:( заминусовали меня конкретно, сложно даже комментарии оставлять. Поэтому остановлюсь, хотя могу идеи генерировать бесконечно.
Еще пример. Если бы нам 100 лет назад скзали, что на бочках с керосином и жидком! кислороде можно долететь до Луны, какая последовала бы реакция?
Цель моей статьи было не предоставление готового решения, а направление мышления в сторону ИКР.Ниже уже предложили натянуть трос между Землей и Луной. Считайте это тоже эскизным проектом. О практической реализуемости пускай думают потомки.
Конечная техническая реализация, конечно, будет отличаться от изложенного — таким же образом, как рисунки Циолковского отличаются от чертежей современных ракет.Циолковский предложил не только эскизные чертежи, он еще неплохо подтянул теорию и обосновал принципиальную осуществимость ракетных полетов. А знаменитая формула Циолковского используется до сих пор.
Если бы нам 100 лет назад скзали, что на бочках с керосином и жидком! кислороде можно долететь до Луны, какая последовала бы реакция?Весьма положительная. Ракеты известны еще с Х века, а Циолковский начал думать про реактивное движение с 1883 г., т.е. 134 года назад.
…
Profit!
Окей. Аналогия: зачем нам нужны мосты? Давайте будем поезда перед рекой ускорять на рельсотроне, а там они должны будут попасть ровно на рельсы с другой стороны. Допустимый промах — 0.3 мм. Примерно вот так звучит ваша идея. Никаких разводных мостов, никакой лишней траты энергии! А то что это мы пользуемся мостами как в древнем Риме? Пора уже развивать технологии!
Как реализовывать — вопрос другой.
всё-таки космический лифт куда реальнее построить.
Избегать «сборки» системы во время штормов в атмосфере? Погоду на несколько дней вперед предсказывать уже умеем.
Наземная часть собирается на несколько дней, на время запусков. После запусков отдельные дирижабли могут быть использованы по другому назначению — транспортировка грузов, туризм, реклама и т.п.
Драконы на околоземной орбите