Comments 81
Кстати, огромное спасибо всем, кто помогает исправлять запятые и прочие буковки — у меня с этим совсем плохо.
Просто в детстве, меня похитили рептилоиды для бесчеловечных экспериментов, а когда они меня возвращали на Землю — они хотели стереть мне память о всех технологиях, которые я у них видел, но что-то пошло не так и вместо технологий я забыл всю арфографию (вы бы видели их технологии — я видел гравитационную электростанцию!!!).
Если рептилоиды увидят эту статью раньше чем она набирёт сто репостов — то они обязательно сотрут память мне и всем кто прочитал эту статью — поэтому обязательно сделайте репост и расскажите о статье максимальному кругу лиц — всем память не сотрут.
А какая парусность у такой конструкции? Атмосфера ненулевая, плюс "солнечный парус" в одном месте помогает, в другом мешает. Быстро его раскрывать/закрывать не получится, а скорость вращения вокруг планеты большая, т.е. 50% парус ускоряет, 50% тормозит.
Да просто кидаем трос с Луны на Землю. На Луне трос можно сматывать-разматывать, на Земле на тросе вешаем платформу, которая будет его стабилизировать в атмосфере. Вдоль троса цепляем солнечные панели и возим груз туда-сюда, как по рельсам вагонетками.
За идею миллион долларов + один процент за каждый груз в течении десяти лет с момента запуска :)
Как не странно, не вижу серьёзной проблемы.
Земная платформа подвижна и всегда находится в воздухе. Это что-то типа электрического "самолёта", который может маневрировать. Энергию он получает от солнечных панелей на тросе. С ним могут стыковаться другие "самолёты" для обмена грузами. Грузы по тросу движутся неспеша в небольших контейнерах, как на конвеере.
Единственное маленькое неудобство, придётся отказаться от спутникового интернета, спутниковой связи и может ещё от спутниковой навигации. Трос всё снесёт к чертям.
Вообще, единственное адекватное и технически доступное на данный момент решение, это строить электропушку вертикально вверх, высотой сто километров, чтобы уйти за границы атмосферы. Просто никто на это пока не решился.
полагаю энергии на удержании конструкции понадобится очень много, хватит ли солнечных парусов (если их площадь станет заметно большой, они будут разрушаться быстрее чем их будут латать с земли, проще уж топливо таскать с каждым поездом)
закономерно будет падать на землю
И что это за закономерность по которой тела теряют импульс на орбите?
его еще будет разворачивать
Из-за "поезда" его разворачивать не будет, потому что снизу (относительно тех картинок), когда "поезд" будет ехать по дороге, он будет раскручивать дорогу в одну сторону, а сверху (ближе к концу) он будет раскручивать дорогу в противоположную сторону - т.е. суммарно, вращения не будет.
А во вторых, трамплин будет находится в приливном захвате и даже если бы и были какие-то силы "вращающие" трамплин, то гравитация бы их поглощала.
Где вы в статье увидели сверхпроводящие магниты? - там всё на неодимовых построить можно.
Насчёт магнитного поля Земли, да разумеется оно будет влиять, но если бы оно могло что то уронить, то с таким же успехом его можно было использовать для разгона. Вы слышали про двигатели отталкивающиеся от магнитного поля Земли? - там совершенно не те энергии которые могут что то уронить.
почитайте что такое "приливный захват". Это совершенно не то, что вы об этом думаете. И гравитация не может чего-то "поглощать", вы ее явно с силами трения путаете. А вот магниты однозначно будут взаимодействовать и с магнитным полем Земли, и Солнца. И неважно, это магниты постоянные или электромагниты.
почитайте что такое "приливный захват". Это совершенно не то, что вы об этом думаете. И гравитация не может чего-то "поглощать", вы ее явно с силами трения путаете.
Дак вы почитали про приливной захват или нет?
В физике всем плевать кто и что о чём думает, физика строиться на экспериментах из которых выводятся формулы. А то что Луна отдаляется замедляя вращение - это научно доказанный факт и даже на Википедии есть формулы по которым это происходит. И приливные силы именно что поглощают энергию вращения и превращают её в энергию высоты (тела отдаляются)
Насчёт магнитных полей.
Я не отрицаю сам факт взаимодействия магнитов с магнитным полем Земли, просто я считал силу этого взаимодействия (и кстати магниты будут не только тормозить, но и ускоряться, а суммарная сила действия будет равна нулю)
Плохо читали, значит.
В приливном захвате дуга будет обращена выпуклостью к Земле. Кроме этого, есть еще локальный минимум выпуклостью вверх (из которого она быстро выпадет); остальные положения — переходные.
соответственно либо оно будет замедляться (маловероятно, нужно точно вектор чтобы совпал) либо вытягиваться в элипс, в любом случае без коррекции орбиты оно коснется атмосферы и упадет
а еще конструкция будет деформироваться, ее нужно выпрямлять, простыми гироскопами тут не обойдешься и маневровые двигатели должны быть по всей поверхности, на таких размерах это не монолитная ферма а тонкая гибкая ниточка, по которой будут гулять волны
Насчёт верктора, когда поезд едет в начале - он раскручивает дорогу в одну сторону, а когда он едет сверху - он раскручивает конструкцию в противоположную сторону. т.е. вытягивания в эллипс не будет, суммарно поезд толкает дорогу только в одну сторону, против её движения, ну это в теории))) при 100% КПД.
С точки зрения макроконструкции, то конечно все колебания будут влиять на КПД, но с точки зрения импульса возможны 2 крайних варианта исхода
1.) Абсолютно упругое столкновение - импульс полученный поездом = импульс потерянный дорогой
2.) Абсолютно вязкое столкновение - поезд полностью останавливается на дороге и двигается вместе с ней со скоростью ~7.9 км/с, а изначальная разница скоростей полностью превращается в "тепло"/колебания/вращение (31,2 МДж*кг)
Т.е. дорога при любом исходе теряет импульса как будто поезд вылетел 11,2 км/с, а если он полностью остановится то КПД составит 50% - это физический минимум.
Ну и в целом, всё же в стабилизации ничего невозможного нет.
Сколько будет стоить первоначальный запуск всего этого добра?
Масса магнитов 600 тонн, с парусами и конструкцией получится около 2 000 тонн.
При сегодняшних ценах 62 млн за 22,8 тонны цена вывода составит ~5 миллиардов вечнозелёных.
Само орбитальное строительство будет стоить конечно... хрен его знает сколько. Ну например на Лунную программу 60-х годов потратили ~300 млрд в сегодняшних ценах.
В общем, вряд ли цена дороги будет выше чем свозить на Луну 12 обезьян на ракетах.
Почитать интересно)
Напомнило про струнный транспорт Юницкого
Да.
Нет горизонтальной скорости. А у нашего груза на высоте 400 км после одного такого "пинка" будет 0 горизонтальной скорости и 0 вертикальной скорости. И дальше груз начнет падение обратно на Землю.
Можно еще заметить, что при подбрасывании с Земли чего угодно (неважно под каким углом) - перигей будет в точке запуска. Т.е. методом выстрела с Земли в Луну/Марс можно попасть (потери на трение в нижних слоях будут огромными) - а на орбиту ничего вывести нельзя.
Если стрелять с Эвереста, то все будет получше, а для вывода на орбиту кто мешает включить в полезный груз двигатель с топливом. Другое дело, что мы вряд ли в ближайшем будущем сможем сделать туннель в Эвересте (да и учитывая сейсмоактивность, может лучше не надо), мы скорее всего не скоро сможем сделать спутники и двигатели с банками, пригодные для запуска с таких перегрузок, да и вылет даже с высоты Эвереста - крайне огромная ударная нагрузка для аппарата, на какой высоте разорвало в щепки челябинский метеорит? А он ведь монолитный булыжник, с уровня Земли вообще привет сразу. Человек падает в атмосфере со скоростью 50 м/с. Какой-нибудь очень обтекаемый аппарат мог бы падать со скоростью 300-400 м/с, считай сопротивление атмосферы = 1g для очень обтекаемого аппарата. 8 км/с по квадратичному закону сопротивления воздуха от скорости - это 400-600G перегрузки. А ещё колоссальная температура потока плазмы в 8000 градусов
Вообще, если поезд разойдется с торцем трамплина, последствий как раз не будет, если корректно отработает маглев. Но маглев с допусками в хотя бы метр и обеспечивающий 1 жэ отталкивающего ускорения — это как минимум огромные напряжения поля, не факт, что на неодимках "взлетит", как бы полноценные сверхпроводящие не потребовались на каждый метр конструкции. Естественно, ни о каких колесах говорить нельзя, или энергию растеряет, или всю структуру разнесет.
Что значит «если»? Вы в курсе, какая нынче типовая точность выведения, скажем по высоте? Насколько я знаю, у старых средств выведения, типа скажем Союза, это было порядка километров, у новых вроде порядка сотен метров (на Союз 2 не смог найти конкретные данные) — но это все равно по-идее очень далеко от того, чтобы попасть в область размером порядка метра.
Ну во первых, ракета ускоряется дольше (до 8км/с) и проходит большее расстояние в атмосфере (больше помех).
А во вторых ракета запускается с космодрома находящегося в конкретной точке Земли (нужно больше манёвров для наклона орбиты).
В случае с трамплином и предложенных 100 кг массы груза вся масса ракеты составит около 200 кг (с учётом гравпотерь) и такие ракеты можно запускать хоть со стратосферного шара, без атмосферных потерь/сноса траектории (точность гражданского GPS 1-2 метра).
Вообще, основной мой коммент ниже этой ветки, а здесь я просто предполагаю, что типа всё можно сделать "почти" идеально. Сама концепция, если присмотритесь, требует куда меньших допусков ;)
Из потенциальных проблем. Громадная длина и сопротивление. Необходимый вес в тысячи больше веса поезда, чтоб сразу за одну операцию не опустить орбиту. Безумная разница скоростей на старте(горизонтальная 0+8к, вертикальная — 1.7к-0). Необходимая точность попадания в мост ракетой. Безумный расход на поддержание всего этого на орбите(если что, даже гравитационное поле на орбите земли — неоднородно). Метеоритная угроза и космический мусор. Конструкция практически гарантировано от него очистит пространство. Отутствие расчета приливных сил и сил Кариолиса на конструкцию.
Праща далеко не реальна. А чтобы метеорит пригнать 2000 тонн хватит? Почитайте про SkyHook Роберта Зубрина, её с полулабараторными материалами до 4,5 км/с можно раскрутить - верёвка вывод на орбиту не осиливает.
"Расход поддержания"
А верёвка бесплатно поддерживается? - да и о каких расходах вы говорите, большинство воздейстий на орбите меняют лишь траекторию, но не энергию - там нет никаких расходов. Даже МКС на ракетных двигателях сжигает около 1% "своей массы" в ГОД, даже если ракетами орбиту держать, то такая дорога будет сжигать 20 тонн в ГОД, да и паруса с этим справятся.
Метеоритная угроза и космический мусор.
А как с этим справится верёвка? - никак - вообще никак - верёвка невозможна
А у трамплина, основную конструктивную нагрузку будут создавать приливные силы, и у него крепления будут идти от нижнего края к верхнему, по конструкции - это будет больше на подвесной мост похоже, верхняя часть "висит" на нижней, и метеорит попавший в дорогу на конструкцию целиком слабо повлияет (ну придется заменить пару сотен метров дороги).
Приливные силы при разнице высот 320 км составят 0,76 м/с^2, обычный крановый трос легко выдержит высоту 640 км
Ваш мост тоже невозможен. Даже не говоря о магнитах работающих на 8к разницы скоростей просто прикиньте необходимую жесткость конструкции. С теми прикидками, что у вас есть, на каждом!!! 6м отрезке он должен весить больше разгоняемого груза.
Я вам больше скажу, проекты вроде орбитального фонтана и пращи в разы проще вашего.
Вообще классный подход. Веревка не справится с метеоритами, значит мы не будем решать как с ними справится тысячетонная фиксированная конструкция из магнитов километры в длину. Вам «прийдется заменять» метры дороги каждые несколько часов с таким походом. Метеорит, который может уничтожить «пару сотен метров» разнесет это все в клочки. У вас нет упора, это все висит.
МКС - 420 тонн))) Вот и поинтересуйтесь какой процент массы она сжигает в год.
"работающих на 8к разницы скоростей просто прикиньте необходимую жесткость конструкции."
Дак я разбирался с этими вопросами, причём тут жесткость? Скорость для магнитов значения не имеет - важно только ускорение.
0,76 м/с - это существенная нагрузка - и длину 600 км я как раз подбирал под прочность стального троса - такие силы выдержит обычный крановый трос.
И эти существенные приливные силы будут не "гнуть и выкручивать" а как раз удерживать конструкцию от любых отклонений от приливного захвата.
Вы выносы на кране видели? Ну вот те распорки, которые отходят на 20м кране в сторону на 4-5 метров. Ну так это в условиях постоянной силы тяжести, а у вас будет невесомость и всю конструкцию легко может бубликом свернуть.
Я не знаю, где вы на Земле можете посмотреть конструкцию в 600км, но мосты в 10+км вроде как есть, на них можно посмотреть какие там боковые силы и какой перерасход материала на их преодоление в условиях наличия опор. А у вас опор — нет.
Я понимаю что вы имеете ввиду, но почитайте про приливной захват.
Если взять трос длиной 600 км и вывести его на орбиту - то приливные силы повернут его вертикально и будут удерживать в этом положении. Даже если вы его качнёте - он НЕ будет качаться вечно как маятник - приливной захват - это захват.
На самом деле приливные силы - это даже не проблема, а скорее возможность по стабилизации. Для больших объектов орбита - это далеко не невесомость, у разных частей конструкции в прямом смысле будет вес, и стальные тросы будут натянуты.
А в чём проблема поглощать колебания? - что тут не возможного? И самый главный вопрос - а откуда возьмутся то эти колебания в вакууме?
Откуда вы взяли ширину 50 метров? Я писал про 5 рядов магнитиков шириной 10 миллиметров - если так тупо экстраполировать - то ширина конструкции 50 миллиметров. Ну максимум метр может получится с учётом креплений.
А про магнитное поле почитайте Роберта Зубрина с его вращающейся верёвкой, да, он эту верёвку от магнитного поля ускорять предлагал. Но я думаю парус будет лучше, он еще и маневрировать позволит.
Нет никакой проблемы поглощать колебания. Просто колебание даже в метр на разнице скоростей в 8к и магнитах(сколько там они метров вообще будут хоть как-то ощущаться? хотя какие метры, там сантиметры) это путь к разбитому мосту.
Даже 50м конструкция данной формы на орбите будет неустойчива. 50мм конструкция это фактически трос, вы никак не обеспечите ее положение относительно плоскости орбиты ракеты еще и под разными углами к лучу минимальнй энергии(приливного захвата).
50мм конструкция из магнитов обменивающаяся с нагрузкой в 1т энергией за счет натяжения тросов — это даже не фантастика, это фикция. Не забываем, что скорости проскальзывания конструкции по нагрузке у вас километры в секунду, а форма конструкции — не линия.
Просто колебание даже в метр
Дак откуда колебания в метр? Что будет колебать дорогу в вакууме? Магнитное поле и неоднородность гравитации - это совершенно не те энергии которые могут что то внезапно заколебать.
Насчёт устойчивости конструкции.
Да, тут вы правы, чисто такая форма не устойчива, приливной захват - это когда центр массы, центр веса и центр планеты образуют прямую линию. Нужны либо противовесы, либо придётся достраивать до полукруга - в общем тут нет ничего невозможного - это главное.
Вам «прийдется достраивать» до прямой линии. У вас вообще какие-то странные знания по орбитальной механике. Какие противовесы при толщине конструкции 50мм и длине в 600км? Плоский круг и даже полый шар не будет двигаться по орбите устойчиво. Гуглите расчеты сферы дайсона, там обьясняется почему.
Реально получить хоть что-то похожее только если это будут кусочки каждый из которых со своим двигателем, но точность и затраты поистине недостижимы на данном этапе.
Еще раз, у вас разница скоростей в 8к. Это значит, что неточность позиционирования любой части в 1-10см приведет к тому, что нагрузка в нее влетит на скорости в 8к и вы получите кинетический взрыв.
Вообщу поймите, с необходимой вам точностью орбита даже точечного тела НЕ является эллипсом. Смотрите спутники поиска гравитационных аномалий.
У вас конструкция занимает 300км по высоте. Посчитайте разницу орбитальных скоростей и подумайте, чем вы ее собралися компенсировать. Противовесами?
У меня весьма точные представления об орбитальной механике.
Вам «прийдется достраивать» до прямой линии
Дак полукруг и будет состоять из "вертикальных линий" - как спицы в колесе.
Дак вы энергию этих колебаний посчитайте сначала - это совершенно не то что может взять и внезапно сдвинуть что то на миллиметр, а медленно нарастающие колебания можно "медленно" гасить.
Еще раз, у вас разница скоростей в 8к. Это значит, что неточность позиционирования любой части в 1-10см приведет к тому, что нагрузка в нее влетит на скорости в 10к и вы получите кинетический взрыв.
"Поезд" не обязательно должен "ехать" по дороге сверху, он с таким же успехом может цепляться к ней с низу (как на канатных дорогах), и тогда при аварии - ну разнесёт пару сотен метров (все осколки полетят тоже "вниз" под дорогой) а что на Земле дороги ремонтировать не надо?
Ну хорошо. Берем для упрощения дорогу из трех точек, одну сверху, одну снизу, одну по средине.
У вас же «длина неважна».
Посчитайте их орбитальную скорость. Каждой. Угловая скорость с увеличением высоты ПАДАЕТ.
Забудьте про формулы для точечных обьектов, у вас орбита нижней части 400 и длина 2000.
Забудьте про физику 16 века (кеплерова механика)
И возьмите учебник физики 17 века (ньютоновская физика)
И вы поймёте что такое приливные силы
"Я не вижу ничего"
Вот почитайте учебник физики 17 века и всё увидите.
Так ладно. Попробуем с другой стороны.
Вот есть спутник на орбите Х км между 400 и 1400.
Орбита его 100% вероятностью дважды пересекает орбиту вашего проекта. Какова вероятность попадания в спутник полоской в 50мм? А в 10тыс спутников? А за 5лет? Ну возьмите МКС, она на 407 и у нее 16 витков в день(11тыс пересечений в год, длина орбиты 2,557, размер ~0.085). Лично у меня вероятность за год превышает полпроцента только для МКС. А есть еще спутники, 7800+ и почти все на этих орбитах.
Подсказка — расчеты есть в теме про интернет старлинк.
Все, на этом хватит.
А когда разогнуть не получается — хотя бы погнуть(ибо магниты установлены не идеально).
Чего только не придумывают чтобы выкинуть аппарат за пределы атмосферы. По рельсам разогнать, из пушки палить, из последнего — вообще раскрутить и отпустить :)
Не зря Маск говорил что многоразовый бустер позволит срезать до 70% костов
Да, причем этот многоразовый бустер должен быть на гиперзвуковых движках, а не ракетой. Т.е. брать кислород для горения из атмосферы (до 25-30 км высоты). 2 км/с - это примерно 6 Махов. В теории и в виде экспериментов такие движки уже есть.
А учитывая, что в ракете где-то на 1 часть керосина нужно 3 части кислорода = экономия будет существенной. Не нужно будет тащить до высоты 30 км запас кислорода на борту.
И криотехника не нужна для такого бустера. Керосин жидкий и так, кислород берем из воздуха (из остатков воздуха на 30 км высоты).
Тут конечно есть интересный момент.
Если смотреть на цифры Безоса - то его Блю Орижн на высоте 40 км имеет всего ~1,2 км/с (дальше по инерции до 100 км высоты), из-за ограничений по перегрузкам (неравномерно, на старте мало, до начала разделения там до 3G в пике).
Т.е. при вертикальном старте на высоте 30 км мы всего получаем порядка 900 м/с (иначе перегрузки большие будут) - мало. Хочется атмосферу подольше использовать как источник кислорода.
Итого задача - получить 2 км/с скорости до высоты 30 км (где еще есть кислород - условно, может меньше). И мы смотрим на Маска - он что-то для Старшипа отлаживает горизонтальный полет ракеты при первоначальном вертикальном старте :)
Может он как две задачи решает вместо одной? И Старшип сделать и набрать опыта в проектировании горизонтального участка полета после вертикального старта. И потом внезапно появятся гиперзвуковые бустеры (с заправкой только керосином) с таким хитрым профилем полета.
Вертикальный старт - горизонтальный полет - разгон до 2 км/с с использованием кислорода атмосферы - переход на вертикальный полет - разделение на высоте 30 км - гиперзвуковые бустеры на посадку - вторая ракетная ступень работает дальше.
Может отсюда -70% на косты?
Может отсюда -70% на косты?То была речь про реюз первой ступени.
По циклограмме разделение на 80 км. Почти у линии Кармана.
То есть, на 30 недостаточно поднять только вторую ступень и ПН — надо еще притащить, грубо, треть-четверть первой ступени.
закон кулона говорит нам, что при увеличении расстояния в 2 раза сила уменьшается в 4 раза, хотя это для точечных зарядов и в случае с диполями по формулам всё сильно усложняется, но по результату разница небольшая.
Мне кажется, по сравнению с единичным зарядом, для диполя степень расстояния, стоящего в знаменателе формулы увеличивается на единичку. Если будет не диполь, а квадруполь - еще на единичку.... хотя не, вру, уже для диполя в знаменателе 4я степень. Это называется небольшая разница?
Плюс, использовать формулы электрического поля для магнитного как-то странно.
Одному мне непонятно почему у автора разные части многокиллометрового "трамплина" имеют одинаковую скорость?
Смешная штука. Я даже молчу о том, что первичное касание разгоняемого девайса с этим сектором будет требовать схождения до сантиметров при относительной скорости 8-16 км/с (вряд ли всё-таки разгоняемый модуль удастся точно подвесить в точке рандеву с нулевой вертикальной скоростью в момент, когда неуправляемая многотонная дура будет тут пролетать, придется выводить на орбиту и потом сводить для разгона), в противном случае будет ускорение космического мусора из обеих штук. Заявленное ускорение в 9.8м/с2 потребует для 16 км/с относительной скорости длину дороги в...
v^2/R=9.8
v=16000
R=16000^2/9.8 ~= 2.56e7 (м)
L=R*PI/2 ~= 4.02e7 (м)
40000 км. ЦЕЛЫЙ экватор железа вывести в космос! И это только в длину. Зависимость от ускорения (ограничение) в минус первой степени, т.е. 4000 км такого трамплина нужно, чтобы отправлять поезда с ускорением в 10 жэ, 8000 для пяти жэ, что возможно уже люди будут выдерживать в течение времени ускорения. Предположим, даже вывели. Сколько топлива потребуется на стабилизацию этой дуры в пространстве в единицу времени? Противодействующих сил прорва — гравитационные приливные явления, торможение о магнитосферу — хрень будет содержать проводку, в которой будут наводиться токи Фарадея, сами ускоряемые дуры будут передавать импульс, его тоже придется компенсировать, иначе весь трамплин шмякнется обратно на Землю, столкновения с микро (и не очень микро) метеоритами и космическим мусором, солнечный ветер, может ещё что забыл, а парусность у 8000+ км плоскости не менее чем с "Буран" шириной о-го-го какая. Не получится ли так, что просто на поддержку работы этой дуры уходить будет больше, чем мы можем себе позволить выводить в космос? И это только земной, солнечный "трамплин" будет в квадрат отношения скоростей (в 16 раз) больше.
А ещё автор напортачил в расчетах импульса, передаваемого на трамплин. Автор пишет:
по возвращении обратно вам нужно будет тормозить и проделав всё то же самое, что и при ускорении, только в обратном порядке — вы вернёте импульс трамплину — и по сути, цена такой поездки будет около нуля.
На деле при отправлении "с Земли на Луну" импульс на трамплин будет направлен назад по орбите и в сторону Земли, при принятии возвращающегося, даже если прием будет на вторую сторону, т.е. трамплин в форме этакой буквы Л из двух четверть-кругов, импульс будет направлен вперед по орбите и опять-таки вниз в сторону Земли, вот вторую часть таки придется постоянно компенсировать, иначе будет БУМ. Ну и дальше вычисления в сферическом вакууме.
Противодействующих сил прорва… может ещё что забыл
Поперечные силы Кориолиса, нагрев металла вихревыми токами, а кроме торможения о магнитосферу силы Ампера будут еще и деформировать конструкцию, и вращать (ведь угол между магнитным полем Земли и элементами конструкции разный у разных концов "катапульты").
В общем, у автора учтено практически ничего :-)
Да я пытался автору объяснить, что нужная точность за пределами достижимой, получил ответ вот, что для меня пока означает отсутствие проработки вопроса. И заметьте, что если вы хотите вернуться, то вам нужно будет попасть с такой же точностью — но при этом вы летите с Луны. Что тоже задача нифига не решенная.
> ещё автор напортачил в расчетах импульса, передаваемого на трамплин.
Погодите, а давайте еще проще: если автор не собирается нарушать закон сохранения импульса, то импульс, передаваемый трамплину, строго равен по модулю импульсу, переданному полезной нагрузке, ведь так же? А он вертикален, и равен скажем 11 км/сек * 1 тонна, для простоты. Такой же импульс получит трамплин, только вниз. Точка контакта станет примерно новым апогеем орбиты трамплина.
Чтобы он не сошел с орбиты (мы на 400 км, напомню), нужно будет это компенсировать. То есть, разогнав полезный груз как-бы «даром» (на самом деле — использовав импульс, который имел трамплин, потому что его кто-то ранее запустил на эти 400 км с первой космической), мы по факту затормозили трамплин, на новый разгон которого потребуется, на первый взгляд, все тоже самое количество топлива. Дельта V меньше, а масса больше.
Я нигде не ошибся сильно? И если нет, то в чем же профит?
что для меня пока означает отсутствие проработки вопроса
Это "пока" на горизонте 50 лет не разглядеть)
Я не знаю стоило ли автору в своих статьях указывать что технологии еще достигли необходимого уровня, и не понятно когда достигнут, что бы реализовать его предложение, но это и так понятно.
Технически профит в том, что мы не ускоряем двигатели и топливо до 11.2 км/с, а "только" его придется вывести на орбиту и сжечь в двигателях трамплина, т.е. экономим как минимум расходуемые движки и топливные баки ускоряемого "поезда". Теряем при этом необходимость перезаправлять трамплин, стыковку с ним заправщиков и топливо, потраченное на них, и кто его знает, что из этого больше. И это если сам трамплин уже на орбите, но с размером в 8000 км ещё ХЗ что тут вокруг чего обращается (сарказм — понятно что трамплин вокруг планеты из-за разницы масс).
И импульс не совсем вертикален — ускорение вперед по орбите трамплина "поезд" также получит, не факт что все 7.9 км/с будут набраны, и не факт что больше — девайс-то солидных размеров, но с точки зрения компенсации дельты ничего не меняется.
Ну да, когда я говорю «а в чем профит» — мне кажется, что профит по сути никто еще и не просчитал. И не прикинул, при каких условиях он вообще достижим (одно очевидное условие — наличие возврата грузов в обратную сторону — сразу делает понятным временнные границы реализуемости решения).
Более того, я не особо заметил в этом тексте недостатки — а это обычно плохой признак, недостатки есть почти у каждого решения. Решение без недостатков — чаще голый полет фантазии. Это не значит, что фантазировать не стоит — это значит, что до практики решению как до луны. Пешком :)
Чтобы он не сошел с орбиты (мы на 400 км, напомню), нужно будет это компенсировать. То есть, разогнав полезный груз как-бы «даром» (на самом деле — использовав импульс, который имел трамплин, потому что его кто-то ранее запустил на эти 400 км с первой космической), мы по факту затормозили трамплин, на новый разгон которого потребуется, на первый взгляд, все тоже самое количество топлива.
Наксолько я понял, упомянутая в статье лазейка состоит в том, чтобы сделать регулярный двунаправленный поток грузов.
Грубо говоря, трамплин из-за ускорения груза а) получает скорость вниз, б) тормозится (магниты, вроде, дают нормальную к рельсам силу, которая не сможет ускорять поезд только вверх).
Тогда, если мы правильно повернём трамплин на приём груза, он сможет снова разогнаться и побороть эффект торможения. Но, казалось бы, у нас опять остаётся компонента, направленная в сторону Земли, как быть с этим? Лазейка есть в предыдущем посте автора. Дело в том, что утверждение
Точка контакта станет примерно новым апогеем орбиты трамплина.
неверно. Да, трамплин получил импульс в сторону Земли, но орбита циклична и эта точка не может быть апогеем. Когда трамплин будет проходить её в следующий раз, он будет падать в ней с какой-то ещё большей высоты. (См. также сюжет на стр. 38 в "Математическом понимании природы" https://math.ru/lib/files/pdf/via/VIA-mpp.pdf)
Из-за симметрии, на орбите есть другая точка на той же высоте. И в ней вертикальная компонента скорости такая же, только направлена вверх. Если нам удастся ловить аналогичный груз именно в этой точке, то проблема с импульсом решится.
Ну, а как вы думаете, почему не летает скажем Шаттл? В частности потому, что нет этого самого потока, который делал бы его существование осмысленным. Нечего оттуда возить. Нет потребности.
>эта точка не может быть апогеем
Я поэтому и написал что примерно. Даже если бы это были материальные точки — все уже не было бы так уж просто, а тут здоровенная конструкция, которая от точки очень далека, да и само взаимодействие груза с трамплинов далеко не мгновенное.
Главная мысль тут в том, что перигей будет ниже, и не очевидно, насколько ниже. При этом и на 400 км нельзя считать, что атмосферы полностью нет, а что будет ниже — уже далеко не очевидно. То есть, разгонять возможно придется, и возможно быстро.
>Если нам удастся ловить аналогичный груз именно в этой точке, то проблема с импульсом решится.
Чтобы поймать его в этой точке, он должен не просто попасть в эту точку пространства, но еще и попасть в нее в тот же момент, что и трамплин. Т.е. это задача стыковки двух тел, при этом скорости у обоих минимум порядка первой космической, и плоскости орбиты не факт что совпадают. Вы уверены, что эта задача решаема, даже не сегодня, а скажем в ближайшие лет 50? Что вы можете запустить аппарат с Луны (а оттуда лететь не минуты, как на орбиту Земли, а несколько суток), и при этом попасть в нужную точку с нужной точностью в пространстве-времени? На мой взгляд — это чистая фантастика.
Я не пытаюсь защищать автора, но если мы не ограничены во времени и у нас есть двигатели, то нет необходимости попадать в конструкцию на первом же витке. Можно выйти на примерно необходимую орбиту и постепенно ее корректировать, медленно но верно приближаясь к точке рандеву. Думаю, что на коррекцию потратить можно сильно меньше, чем на полноценное торможение. Каждый виток высокоэллиптической орбиты будет занимать целую тьму времени. А попадать с луны в нужную точку и время системой без обратной связи - это конечно фантастика.
Я же правильно понял, что автор хочет с луны выйти на высокоэллиптическую орбиту земли и с это орбиты в перигее ловить груз своей конструкцией?
Ну, вообще это хорошо бы подтвердить расчетами. И потом, время — деньги. Вы понимаете, сколько времени занимает такой виток? Я отчего-то подозреваю, что порядка недели (чисто интуитивное предположение, могу ошибаться).
А вообще разница с классической схемой, с которой автор в начале сравнивает свою идеею, как раз в том, что выведя груз на орбиту мы имеем более-менее стабильное состояние, и можем корректировать орбиту постепенно. А подбросив груз вверх вертикально, у нас не будет этой стабильности, и точность по времени должна быть на уровне доли секунды (причем скорее всего — микросекунды, потому что 1 с — это уже промах в 8 километров).
>Я же правильно понял, что автор хочет с луны выйти на высокоэллиптическую орбиту земли и с это орбиты в перигее ловить груз своей конструкцией?
Я понял так же. Причем если этого не делать, то весь эффект идеи скорее всего пропадает.
>Вы понимаете, сколько времени занимает такой виток?
Ну я так и написал, что "будет занимать целую тьму времени"
>А подбросив груз вверх вертикально, у нас не будет этой стабильности, и точность по времени должна быть на уровне доли секунды (причем скорее всего — микросекунды, потому что 1 с — это уже промах в 8 километров).
Ну тоже, можно потратить топлива и зависнуть в верхней точке совершив любые коррекции. Обычное висение на двигателе, как у Маска. Просто время будет стоить дорого, двигатель нужен такой, чтобы 1g создать и т.д.
Еще раз подчеркну: я полностью согласен, что идея бесконечно далека от практики :)
Не нужны ни какие магниты и все эти сложности.
Нужно просто кольцо из троса радиусом 300 км расположенное перпендикулярно земной поверхности раскрученное до линейной скорости движения троса 8 км/сек таким образом, что его нижняя точка находится в покое относительно поверхности земли, если говорить про тангенциальное движение)
Прицеливаться надо не в торец трамплина, а на нижний край кольца. Если вывести ракету в точку в районе 1км до 100м от точки встречи с кольцом, то по мере приближения конструкции, ориентируясь на радар можно точно подвести ракету к краю кольца, при этом трос будет приближаться к ракете, но не будет двигаться относительно неё.
Кажется не реалистичным? Подумайте о том, что кольцо гигантское, и время его "пролета" мимо ракеты заметное. Кольцо диаметром 600км будет двигаться относительно ракеты со скоростью 8 км/сек около минуты! При этом если мы достаточно хорошо прицелились на его край, время когда трос будет в окрестности 10 метров (предположим такая точность выведения и нацеливания с учетом всех коррекций), т.е. это "высота хорды" кольца 10м, будет около 0.1 сек. Достаточно для захвата троса специализированным манипулятором. Не забывайте что система управления будет отслеживать край кольца и корректировать положение с помощью реактивных двигателей.
А на сколько это эффективно, подводить к заданной точке реактивными двигателями, достижима ли сантиметровая точность? Да она уже достигнута. Посмотрите видео испытаний модуля нацеливания для перехвата ракет https://www.youtube.com/watch?v=KBMU6l6GsdM
Если взять кольцо не 300км радиуса, а 3 000 км, то центробежное ускорение будет всего 2G, а время на захват троса в пределах 10 метров будет 1-2 секунды. Это не проблема не только для специализированного захвата, но и даже при хорошей удаче, для подкинутого вверх космонавта в скафандре!
Обратите внимание, трос приближается к грузу радиально, но не проскальзывает относительно него в тангенциальном направлении, при правильном выборе направления вращения кольца. А значит, при захвате троса не возникает тангенциального ускорения. Т.е. при максимальном сближении, мы просто хватаем неподвижный трос и он начинает нас ускорять. Это может проделать даже астронавт в скафандре. Если он немного промахнется, его не размажет по тросу и не разорвет на мелкие части. Он просто слегка наткнется на неподвижный трос, который толкнет астронавта и если астронавт его не успеет схватить рукой, начнет быстро удаляться от него.
Для кольца радиусом 300 км, уловия более жесткие, но реалистичные для автоматики. Достаточно захватить трос манипулятором, на это будет время около 0.2 секунды (можно просто примагнитить тросс), и "поезд" начнет ускорение вместе с тросом с ускорением около 20G. Даже люди могут быть в подобных модулях. Космонавты могут выдерживать кратковременные перегрузки до 20G.
А для спутников и космического груза, можно взять кольцо не 300км, а 30км. Да 200G не шутка и попадать на границу надо словно в баллистическую ракету, но и это не выглядит не физичным. Вспомним, что головка серверного жесткого диска может позиционироваться с микронной точностью аж 400 раз в секунду на блине радиусом 5-7см.
Надо ли говорить, что выбирая время отцепления мы может выбрать направление траектории. А если кольцо наклонить, оно будет испытывать нутации и выбор направлений расширится.
В момент как твое кольцо поймает и зацепит корабль с земли, этот корабль начнет на нее падать, стягивая конструкцию вниз, меняя ее геометрию, до ее разрушения
Чтобы это исключить, трос-кольцо должен к примеру вращаться с огромной скоростью, больше первой космической, чтобы центрабежная сила удерживала его форму (причем скорость во столько же раз больше, во сколько масса локального узла кольца меньше космического корабля) а прочность тросса — запредельной, плюс, раскрутив выше первой космической (это если вращать вокруг центра земли), мы лишаемся автоматической системы удержания орбиты, т.е. положение конструкции станет нестабильной, и на ее удержание понадобится топливо.
Про динамические системы — если 'кольцо' будет вращаться вокруг центра своей оси, то можно добиться некоторой жесткости, но конструкция становится очень сложной. Например это что то типа толстой замкнутой вокруг земли трубы (тор), вращающейся вокруг своей оси (очень очень быстро, центрабежная сила будет удерживать трубу от свертывания, тут скорость так же зависит от соотношения массы корабля к текущему узлу трубы), в местах отлова корабля и по всей длине разгонного блока, специальные фермы на магнитных держателях. Таких колец придется делать много чтобы шаг за шагом поднимать орбиту (количество определяется пределом системы отлова корабля и мощности удержания разгонной дороги).
Но даже если это и будет работать, никуда не денется система коррекции орбиты, каждый запуск будет так же менять ее параметры и понадобится ровно столько же топлива для возврата ее на место, сколько потрачено было бы обычным ракетным запуском (минус затраты на сопротивление воздуху). Теоритически, если запуски кораблей будут постоянными и строго синхронизированными, дающими импульс по всему радиусу кольца, орбиту можно будет выравнивать этими запусками, но объемы грузов, которые должны в этом случае быть поднимаемыми в космос будут сравнимы с массой всей конструкции, но на постоянной основе а не разово, это дикие объемы и кошмарные энергетические затраты, какие цели под это подойдут — планету разбирать что ли?
Нужно просто кольцо из троса радиусом 300 км расположенное перпендикулярно земной поверхности раскрученное до линейной скорости движения троса 8 км/сек таким образом
Но возможно ли технически сделать тросс, выдерживающий вращение в данных условиях?
Проблема в том, что натяжение тросса должно быть каким-то нереально большим, чтобы практически прямые куски тросса получали достаточное ускорение в перпендикулярном направлении. Посмотрим на небольшой участок тросса, километров в 10. Он находится в примерно таких же условиях, как тросс, натянутый между двумя точками в 10 км друг от друга. На планете с 20-кратной земной силой тяжести. И провисший при этом не более чем на 40 метров.
Не нужны ни какие магниты и все эти сложности.
Нужно просто кольцо из троса радиусом 300 км расположенное перпендикулярно земной поверхности раскрученное до линейной скорости движения троса 8 км/сек таким образом, что его нижняя точка находится в покое относительно поверхности земли, если говорить про тангенциальное движение)
Прицеливаться надо не в торец трамплина, а на нижний край кольца. Если вывести ракету в точку в районе 1км до 100м от точки встречи с кольцом, то по мере приближения конструкции, ориентируясь на радар можно точно подвести ракету к краю кольца, при этом трос будет приближаться к ракете, но не будет двигаться относительно неё.
Кажется не реалистичным? Подумайте о том, что кольцо гигантское, и время его "пролета" мимо ракеты заметное. Кольцо диаметром 600км будет двигаться относительно ракеты со скоростью 8 км/сек около минуты! При этом если мы достаточно хорошо прицелились на его край, время когда трос будет в окрестности 10 метров (предположим такая точность выведения и нацеливания с учетом всех коррекций), т.е. это "высота хорды" кольца 10м, будет около 0.1 сек. Достаточно для захвата троса специализированным манипулятором. Не забывайте что система управления будет отслеживать край кольца и корректировать положение с помощью реактивных двигателей.
А на сколько это эффективно, подводить к заданной точке реактивными двигателями, достижима ли сантиметровая точность? Да она уже достигнута. Посмотрите видео испытаний модуля нацеливания для перехвата ракет https://www.youtube.com/watch?v=KBMU6l6GsdM
Если взять кольцо не 300км радиуса, а 3 000 км, то центробежное ускорение будет всего 2G, а время на захват троса в пределах 10 метров будет 1-2 секунды. Это не проблема не только для специализированного захвата, но и даже при хорошей удаче, для подкинутого вверх космонавта в скафандре!
Обратите внимание, трос приближается к грузу радиально, но не проскальзывает относительно него в тангенциальном направлении, при правильном выборе направления вращения кольца. А значит, при захвате троса не возникает тангенциального ускорения. Т.е. при максимальном сближении, мы просто хватаем неподвижный трос и он начинает нас ускорять. Это может проделать даже астронавт в скафандре. Если он немного промахнется, его не размажет по тросу и не разорвет на мелкие части. Он просто слегка наткнется на неподвижный трос, который толкнет астронавта и если астронавт его не успеет схватить рукой, начнет быстро удаляться от него.
Для кольца радиусом 300 км, уловия более жесткие, но реалистичные для автоматики. Достаточно захватить трос манипулятором, на это будет время около 0.2 секунды (можно просто примагнитить тросс), и "поезд" начнет ускорение вместе с тросом с ускорением около 20G. Даже люди могут быть в подобных модулях. Космонавты могут выдерживать кратковременные перегрузки до 20G.
А для спутников и космического груза, можно взять кольцо не 300км, а 30км. Да 200G не шутка и попадать на границу надо словно в баллистическую ракету, но и это не выглядит не физичным. Вспомним, что головка серверного жесткого диска может позиционироваться с микронной точностью аж 400 раз в секунду на блине радиусом 5-7см.
Надо ли говорить, что выбирая время отцепления мы может выбрать направление траектории. А если кольцо наклонить, оно будет испытывать нутации и выбор направлений расширится.
Безракетный запуск в космос: орбитальный магнитный трамплин