Промежуточные конструкции вдоль космического лифта

Предполагая, что все основные препятствия при строительстве космического лифта преодолены, будет ли конструктивно возможно прикрепить промежуточные упоры по длине троса (между планетой и GSO и/или между GSO и ​​противовесом), не вызывая нестабильности?

Спасибо!

Остановка сама по себе не несет дополнительной нагрузки. Это структура, которую вы добавляете к остановке, которая приносит нагрузку. А нагрузка зависит от того, что вы планируете туда ставить. Сарай для техобслуживания? Ресторан? Гостиница?
Зависит от сложности применяемой технологии. Пример: у Кларка 3001 есть космические лифты, которые расширились до огромных аркологических башен с десятками тысяч этажей.
Под остановкой я подразумеваю многоцелевые станции, жилье, исследования, техническое обслуживание и т. Д. Таким образом, по объему может быть небольшой или средний отель, который обычно находится на североамериканском шоссе. Что касается технического уровня, я думаю, что все еще достаточно ранние дни, чтобы построить его правильно, но еще не башни Кларка (если только между ними не меньше разрыва, чем я себе представляю).
Мне всегда интересно, каковы будут пределы того, чтобы заставить части плавать? Если остановка, прикрепленная к космическому лифту, представляет собой дирижабль, который никогда не покидает свою точку привязки, будут ли у него проблемы? Могут ли эти остановки позволить космическому лифту существовать, поддерживая часть веса на каждой остановке, уменьшая общую силу, действующую на лифт? Не будет ли это мудрым выбором для жилья, исследований, отелей и т. д., так как во время проблем их «остановка» может оторваться и просто уплыть? Можно ли использовать какие-нибудь электрические двигатели на этих модулях для стабилизации лифта?
Основная проблема @Demigan заключалась бы в том, чтобы закрепить корабль посреди космического лифта, а не просто держать его там.
@RodolfoPenteado, только если дирижабли имеют классическую форму дирижабля. Теоретически дирижабли могут быть любой формы, если вы сделаете их стабильными. Я бы представил себе 2 дирижабля в форме полукруга, прикрепленных к сторонам лифта, чтобы он оставался стабильным во время подъема. Я уверен, что есть что-то, что мешает этому типу использования, потому что это слишком простое решение, которое каким-то образом рекомендовалось бы в качестве решения, но это не так. Пределы атмосферы наверное. Но возможен ли вообще лифт? Может быть решением для боковых вложений
@Demigan Возьмем, к примеру, МКС, чтобы поддерживать свою орбиту на высоте 400 км над поверхностью, совершая оборот вокруг Земли 16 раз в день. Это означает, что МКС движется в 16 раз быстрее, чем космический лифт. Как вы будете тормозить эту скорость, чтобы бросить якорь? Как только вы уменьшите скорость, упадете на планету. Чем выше высота орбиты, тем меньшая скорость требуется, чтобы удержаться на ней. Это причина того, что стационарная орбита является необходимой точкой для исследования в устройстве, похожем на лифт. Кроме того, любой корабль, зависящий от атмосферы, будет охватывать только 0,02% меньше длины лифта.
@RodolfoPenteado Я бы предположил, что название «AIRship» подскажет людям, что это такое и как оно будет прикреплено к космическому лифту. В этом случае: он был построен на упоре, а не закреплен там. Да, эта идея была исключительно для атмосферной части лифта. Нет никаких причин заставлять дирижабль двигаться с орбитальной скоростью, а затем пытаться привязать его к более медленно движущемуся космическому лифту. Хотя теперь, когда вы об этом упомянули: зачем лифт строить на высоте, на которой космические корабли разбились бы, если бы попытались точно встать на якорь? Вы бы увеличили высоту
@Demigan Назначение космического лифта - облегчить выход из гравитационного колодца Земли, позволяя увеличить общую полезную нагрузку корабля. Кроме того, на GEO начальная скорость составляет 3075 м/с, что в 6,6 раз превышает скорость вращения Земли на экваторе, что является огромным ускорением для начала любой миссии в дальний космос.

Ответы (3)

Как часть предпосылки, у нас теперь есть космический лифт, веревка из материала, по которой вы можете подняться. Вы можете взобраться на нее и внезапно оказаться на геостационарной орбите (ГСО). Мало того, что это далеко, так еще и запуск ракет стал очень дешевым. Так могут ли быть остановки вдоль лифта — «этаж», на котором можно остановиться?

Самое большое соображение:

Предел прочности

Предпосылка состоит в том, что у нас есть что-то, что решает проблему прочности на растяжение для космических лифтов, но то, насколько хорошо мы преодолели это, определяет пределы веса полов. Эти этажи поддерживаются на лифте основным тросом. Если трос оборвется, не только лифт исчезнет, ​​но и эти этажи!

Кроме того, эти дополнительные этажи способствуют еще одной вещи:

Тащить

Я знаю, что для космоса характерна глубокая нехватка вещей. Вокруг Земли, где должна работать хотя бы какая-то часть космического лифта, становится очень тесно.

Переход из атмосферы в космос — это не внезапный прыжок. Это больше похоже на плавный переход от многих частиц к некоторым, к меньшему количеству, а затем к практически полному отсутствию. Нижние концы кабеля по-прежнему будут сталкиваться с некоторым количеством частиц, которые затем (в свою очередь) будут оказывать определенное сопротивление. Добавление «пола» к лифту увеличивает сопротивление, потому что «пол» увеличивает вероятность столкновения с частицами.

Все это сопротивление воздействует на космический лифт еще больше , увеличивая требования к прочности на растяжение. Перетаскивание также может изменить орбиту или вызвать небольшой крутящий момент: это тоже нехорошо. (Есть и другие схемы, такие как Skyhooks , которым это может понравиться.)

Центр масс и орбитальной механики

Космические лифты представляют собой достаточно большие конструкции, поэтому смещение центра масс становится проблемой. Если ЦМ для всей системы лифт/этажи/люди изменится слишком сильно, это изменит орбиту. Это плохая новость для того, кто пытается остаться в GSO.

Добавление этажей, а затем размещение на этих этажах большого количества вещей может быть слишком сложным! Конечно, более тяжелый противовес может быть ключом к предотвращению этого, но это просто отодвигает эту проблему так далеко вниз по пути загрузки космического лифта, что это не проблема.

Все это действительно сводится к одному и единственно верному ответу на Worldbuilding SE: это зависит от . Прочность на растяжение, вероятно, является самым важным фактором, за которым следуют размер этих этажей и орбитальная механика.

Спасибо за всю информацию, это очень помогает! Что касается центра масс, помимо трудностей, связанных с фактическим созданием или приобретением массы, необходимой для противовеса, будет ли большая проблема начать с гораздо большего противовеса, чем требуется исходной конструкции? В принципе, есть куда расти. Предполагая, что любая построенная конструкция имеет прочность на растяжение, чтобы удерживать противовес.
@Расти, нет. Чем больше тело в центре масс, тем устойчивее будет космический лифт в процессе строительства и при запуске в эксплуатацию. В большинстве научно-фантастических работ и даже концепций используется идея размещения одного массивного астероида в качестве противовеса и основного источника материала. В целях марсианского космического лифта широко используются даже «спутники» Фобоса и Деймоса.

Вопреки распространенному мнению, возможно, мы сможем построить космический лифт из существующих материалов. Дело в том, что мы не думаем о том, как правильно построить эту структуру, как утверждают авторы этой или другой статьи .

Конструкция должна обладать эластичностью, чтобы противостоять приливным силам Луны, которая будет иметь какую-то замену из-за нападения микрометеороидов, щиты для защиты от радиации, защиту от действия атмосферы, поддержку солнечных батарей по всей конструкции , трубопроводы для воды, кислорода, азота [1], основной конструкционный материал, а также эксклюзивные сервисные рельсы для машин, управляемых ИИ, которые позаботятся о ремонте, различные пути для входа и выхода, которые на самом деле не должны быть разными для груза. и пассажиров, в дополнение к возможному расширению конструкции для строительства новых путей.

В любом случае, это сооружение само по себе будет огромным, даже без остановки станций.

Вы не собираетесь делать космический лифт экономически интересным, пока объем груза можно доставить в космос или доставить на Землю другими путями [2], поэтому, если вы достигли точки строительства одного или нескольких космических лифты, это потому, что ваше общество имеет большую торговлю между сторонами атмосферы.

Все эти нагрузки, движущиеся вверх и вниз по лифту, создают силы, которым кабель должен противостоять и балансировать, что требует, чтобы его размеры были намного больше, чем просто цепочка алмазных нанотрубок, графена, карбина, клейкой ленты или любого другого материала. суперматериал.

Вот интересный момент: если груз движется слишком быстро, много промежуточных станций вам не понадобится, но силы всего этого движения потребуют переразмера тросов. Если нагрузка движется медленно, вам потребуется больше промежуточных станций, и для них также потребуется больше кабелей.

В заключение , любой тип промежуточной станции, какой-либо отель с панорамным видом, техническое обслуживание автомобилей, аварийно-спасательные службы, спасательные капсулы, рестораны и т. д. не будут представлять значительных усилий в конструкции лифта, если только вы не хотите сделать маленький город.

[1] Я действительно не понимаю, почему большинство научно-фантастических рассказов или предложений по терраформированию Марса игнорируют важность азота в составе атмосферы.

[2] методов, которые уже используются и будут использоваться обществом, то предложение о космическом лифте всегда будет выглядеть как радикальное, пока его строительство не станет неизбежной необходимостью.

[3] user535733 заслуживает всех голосов за упоминание последней книги Кларка «Космическая одиссея».

[4] Мне не удалось научиться делать здесь приличные сноски, кто-нибудь, отредактируйте, пожалуйста.

+1 Сноски и академические статьи! Кроме того, html-теги «sup» и «sub»! По крайней мере, так я поступал в прошлом.

Конечно, но вы бы уменьшили грузоподъемность

Используя доступные в настоящее время материалы, невозможно построить космический лифт. Есть исследования материалов, которые могут подойти для этой задачи, но никто не придумал, как сделать достаточно длинные куски, чтобы добраться до космоса. Итак, в своей истории вы начинаете с реальности, отличной от реального мира. Если вы создадите прочный, легкий и простой в производстве материал, вы сможете сделать его достаточно прочным, чтобы поддерживать промежуточные упоры. Вы даже можете построить их, используя такой же материал, как кабель, чтобы уменьшить вес. Помните, что любой вес, который вы наденете на трос, уменьшит грузоподъемность космического лифта.

Промежуточные конструкции вдоль космического лифта
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v