Kérdés:
Űrlift - a vezeték vastagsága - miért jelent problémát az erő és a tömeg aránya?
Chandran Goodchild
2016-09-10 12:47:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Megértésem szerint az űrliftekkel az a fő probléma, hogy az erősség és a tömeg arány nem elég magas a kábel súlyának megtartásához. Természetesen az első gondolat eszembe jut, hogy változó vastagságú zsinórt kell használni. Azaz. a zsinór elvékonyodik, ahogy közelebb kerül a földhöz. Miért jelent még mindig problémát az erő és a tömeg aránya?

Idézet a wikipédiából: Artsutanov ötletét az orosz ajkú közönség ismertette a Komsomolskaya Pravda 1960-as vasárnapi mellékletében közzétett interjúban [10], de csak jóval később érhető el angolul. Javasolta továbbá a kábel vastagságának csökkentését, hogy a kábel feszültsége állandó legyen. Ez egy vékonyabb kábelt adott a talajon, amely a geostacionárius pálya szintjén lett a legvastagabb.

Azt hiszem, valószínűleg azért, mert akkor is, ha elvékonyodik a kábel, a jelenlegi technológiai szintünk nem elegendő ahhoz, hogy elegendő szilárdságú és könnyű kábelt állítsunk elő egy űrlifthez.
A kábel kúpjának exponenciálisnak kell lennie az állandó feszültséghez; modern anyagok esetében a jellegzetes hosszúság (szilárdság-tömeg arány osztva a gravitációs gyorsulással) kicsi a geostacionárius pálya magasságához képest, ami azt jelenti, hogy a kábel teteje túl vastag lenne.
Az egyik probléma a gyártástechnológia. Nem tudtunk hosszú "húrokat" gyártani hibák vagy hibák nélkül molekuláris / kristályos szinten. Minél hosszabb a "húr", annál több hibája lesz, és minden egyes hiba gyengeséget okoz, ami csökkenti az általános erőt.
Nincs elég háttérinformációm ahhoz, hogy megbízhatóan válaszolhassak, de nem jelent-e enyhe problémát egy lift kabinjának a kábelhez történő rögzítése, hogy ezzel bármi hasznos is legyen?
Egy válasz:
SF.
2016-09-10 17:25:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ez az egyenlet exponenciális jellege határozza meg a vastagságot.

Diskretizáljuk a problémát, hogy egyszerűbb legyen a kép: van egy nagyon erős anyagú szál, amelynek önbontó hossza két kilométer. Ez azt jelenti, hogy ha több mint két kilométert kötél magára, akkor az saját súlya alatt elszakad.

Vágjuk fel kilométer hosszú darabokra, hogy minden darab más alkalommal megtarthassa a súlyát. Ezután próbáljuk meg meghosszabbítani.

Az első két szegmens egyetlen húr, mindegyik egy kilométer hosszú, az egyik 50% -os redundanciával, a másik a töréshatárnál.

A harmadik kilométernek két hossz súlyát kell megtartania - tehát két ilyen darabnak kell lennie párhuzamosan.

A negyedik kilométer négy hosszú súlyt (az első kettőt és a kettő), tehát négy kötél párhuzamosan.

Ötödik - a vastagság nyolcszorosa. Hatodik - tizenhat. Hetedik - harminckettő. A tizenkettedik kilométer hozzáadásához a vastagságnak 1024-szeresnek kell lennie a kezdeti értéknél.

Ez valójában nem is olyan rossz, mivel a magasságban a gravitáció a központi test távolságával és az orbitális sebesség töredékével is csökken. De hosszú idő és hatalmas stressz, mire odaérünk, és a vastagság stabilizálódni kezd, majd csökken, amikor a GEO mellett halad. Ennek ellenére a jelenlegi anyagtechnikával a szükséges anyagmennyiség hatalmas - és a nanocsöveknél kevésbé tartós anyagok esetén az exponenciális robbanás azt jelenti, hogy a Földön nincs elegendő anyag az építéséhez, mivel gyorsan kontinensnyi vastagságba kerül ..

A nanocsövek használatára vonatkozó korábbi becslések egyike 1 tonna vastagságot adott a GEO körül 1 tonna hasznos terhelésre. Vannak olyan újabbak, amelyek ígéretesebb becsléseket adnak, de ennek nyomot kell adnia, hogy ez miért probléma.

A jó hír az, hogy mivel csökkenti a földi bolygók nyers erőforrásait, most kisebb a gravitációnk és kevesebb anyagra van szükségünk! A rossz hír az, hogy most nagyon furcsa pálya-mintánk van.
@Antzi: Mivel a lift geostacionárius, a gravitációs anomáliákhoz képest mozdulatlan marad, az orbitális mintázata nem változik - és a GEO magasságában az eltérések csak megszűntek; a probléma csak a LEO-ra érvényes - és ha megvan a lift, kit érdekel a LEO?


ⓘ
Ezt a kérdést és választ automatikusan lefordították angol nyelvről.Az eredeti tartalom elérhető a stackexchange oldalon, amelyet köszönünk az cc by-sa 3.0 licencért, amely alatt terjesztik.
Loading...