Гравитационные / центробежные эффекты ощущаются в космическом лифте.

Я понимаю, что длина космического лифта должна быть не меньше геосинхронной орбиты (22 236 миль), потому что только за ее пределами центробежная сила от вращения Земли больше, чем действие ее гравитации.

В то же время космонавты на космической станции на низкой околоземной орбите испытывают невесомость даже при том, что гравитация составляет около 90% силы, как на поверхности. Я понимаю, что это из-за того, что они находятся в свободном падении, но остаются на орбите из-за высокой скорости, на которую изначально была выведена космическая станция.

Допустим, у вас есть космический лифт на экваторе длиной 40 000 миль, и в нем есть подъемник, в котором пассажиры привязаны к креслам. Если я правильно понимаю, если бы вы остановили альпинист и задержали бы его там или затормозили, то в...

  • На расстоянии 4000 миль (примерно радиус Земли) пассажиры ощутят примерно 1/4 эффекта земного притяжения. Так что если бы они держали объект и отпускали, он бы падал, но медленнее, чем на Земле.

  • 22 236 миль (GEO), пассажиры будут чувствовать себя невесомыми. Если бы они держали объект и отпускали его, он бы парил (теоретически).

  • На расстоянии более 22 236 миль пассажиров будет тянуть к потолку. Если они отпустят объект, он поднимется и ударится о потолок с некоторой скоростью, пропорциональной тому, насколько больше ГСО они остановились.

У меня это правильно?

Отредактировано. Теперь это просто вопрос физики, верно?
Все, что вы говорите, верно, за исключением того, что я получил около 26 200 миль для точки, в которой вы были бы невесомы на космическом лифте. Это не та точка, где вы находитесь на геостационарной орбите. Но по стечению обстоятельств, это не так далеко.
Нет, это неправильно. Я сделал арифметическую ошибку?

Ответы (2)

Я согласен с вашими цифрами. Я полагаю, вы уже знаете следующее:

г р а в я т у "=" мю / р 2
где мю - гравитационная постоянная, умноженная на массу Земли.

С е н т р я ф ты г а л Ф о р с е "=" ю 2 * р
Где ю представляет собой угловую скорость 2 пи радиана в звездные сутки.

Н е т А с с е л е р а т я о н "=" ( мю / р 2 ) ( ю 2 * р )

Если r больше 42 161 150 метров, то ю 2 * р превышает мю / р 2 и чистое ускорение далеко от земли.

Вот снимок экрана из электронной таблицы, которую я набрал :

введите описание изображения здесь

Не стесняйтесь играть с этой электронной таблицей.

На Space Stack Exchange я нарисовал различные орбиты, по которым пойдут полезные грузы, выпущенные из разных точек лифта. Я сделал те же иллюстрации более подробно в General Template for Space Elevators.

Космический лифт должен достигать значительно большего расстояния, чем геостационарная орбита. Причина в том, что конструкция может поддерживаться только натяжением. Нет даже отдаленно правдоподобного способа построить башню достаточно высокой, чтобы достичь даже низкой околоземной орбиты, которая была бы способна выдержать собственный вес.

Космический лифт в основном представляет собой большую скалу, привязанную к Земле «кабелем» и совершающую оборот вокруг Земли один раз в день, но где-то за пределами геостационарной высоты. Центробежная сила хочет отбросить камень, но трос останавливает его.

Практическая система космического лифта будет иметь станцию, прикрепленную к кабелю на геостационарной высоте, с которой космический корабль можно будет удобно запускать, и у нее будет некоторое количество «краулеров», которые могут подниматься и спускаться по кабелю.

Это долгое путешествие, поэтому краулерам придется «ползти» со скоростью от сотен до тысяч миль в час, когда они над атмосферой.

Как можно поддерживать такую ​​большую башню натяжением? Космические лифты — хорошая идея, но непрактичная.
Это не "башня" (т.е. она не поддерживает собственный вес). Это веревка , которая удерживает большой камень (например, захваченный астероид) от полета в космос. Я не утверждаю, что кто-то действительно может это финансировать. Но мы знаем, как сделать материалы, которые могут быть достаточно прочными, чтобы это работало. С другой стороны, мы понятия не имеем, как сделать любой материал достаточно прочным при сжатии, чтобы выдержать вес отдельно стоящей башни даже высотой в милю, не говоря уже о сотнях, тысячах или десятках тысяч. миль высотой.