Skocz do zawartości


* * * * *

Winda kosmiczna.

Napisano KrisKat 10 listopad 2016 - 13:02

Chciałbym aby mądrzejsi ode mnie, więc pewnie zdecydowana większość na tym forum - dzień bez wazeliny jest dniem straconym :) - ustosunkowali się do takiej oto koncepcji:

 

W ostatnich miesiącach przeczytałem kilka różnych rzeczy, które według mojego mało ścisłego umysłu można połączyć.

1. Czytałem, że Kanadyjczycy planują budowę platformy o wyskości 25 kilkometrów, z której to wysokości mogły by startować pojazdy kosmiczne.

2. Dopracowywana jest technika transportu Hyperloop, a nawet techniki transportu w całkowitej próżni.

 

Wyobraźmy sobie, że tworzymy tunel próżniowy, w którym rozpędzamy ładunek do prędkości 8 km na sekundę. To podobno możliwe.

Ładunek wyskakuje na wysokości 25 kilkometrów ( 15 pewnie też by wystarczyło ) i po kilku dalszych sekundach odpala własny silnik manewrowy, który pozwala mu zadokować do stacji kosmicznej.

 

Czy taki rodzaj windy kosmicznej nie wydaje się najlepszy?

Silnik manewrowy odpalany na wysokości kilkudziesięciu kilometrów nie musiał by mieć dużej mocy.

Tego rodzaju transport można by wykorzystać do budowy dużego obiektu. Czyli wszystko, co wynosimy na orbitę zostaje i służy do budowy dużego statku.

Wychodzi z tego takie 25km działo elektromagnetyczne wystrzeliwujące pociski rakietowe z ludźmi w środku.

Teoretycznie fajny pomysł, bo na 25km atmosfera jest już wyraźnie rzadsza. Ciekawe tylko jakie będą koszty budowy tego.

 

Zastanawiam się też czemu w takich konstrukcjach chcą koniecznie stosować liny do wind zamiast właśnie napędu jak w maglevach, tylko umieszczonego w pionie. Całkowicie znika problem masy i wytrzymałości lin, trzeba mieć tylko odpowiednio mocną konstrukcję wieży, czego i tak nie dałoby się uniknąć.

 

PS: coś takiego jak całkowita próżni nie istnieje :)

    • 0

"Tunel próżniowy" kończący się na wysokości 25 km to spore wyzwanie technologiczne, ale przyjmijmy, że tematu nie ma. ;)

(jak jest "otwarty", to nie jest już "próżniowy"; jak jest "zamknięty", to mamy ogromny problem podczas jego otwierania :))

Brak oporów przy stracie zmienia trochę koszty, ale niezbyt wiele. Właśnie w kontekście windy kosmicznej. W kontekście kosztów polecam:

https://en.wikipedia...vator_economics

No właśnie nie wziąłem pod uwagę, że otwieranie tunelu może stanowić problem. Z drugiej strony chętnie zapoznał bym się z argumentami, bo według mnie poruszający się w w tunelu o bardzo małym ciśnieniu ( faktycznie to nigdy nie będzie całkowita próżnia ) wystrzeliwywany ładunek będzie wypychał te resztki powietrza i jak to się ma do ciśnienia na 25 km. Czy to ciśnienie musi się równoważyć, czy w samej wieży może być mniejsze?

Do jakiej prędkości można taki ładunek/statek rozpędzić jeśli nie będzie pełnej próżni?

Ta koncepcja wydaje mi się ciekawa, ale zupełnie nie wiem jak to się ma w kosztach.

twórcy Hyperlopu uważają, że koszty rozpędzania ładunku będą minimalne i będzie można transportować nawet wodę, czy piasek.

    • 0

"No właśnie nie wziąłem pod uwagę, że otwieranie tunelu może stanowić problem."

Szkoda, bo gdybyś wziął pod uwagę, to doszedłbyś do wniosku, że po otwarciu stracisz to, co zyskałeś. :)

 

"wystrzeliwywany ładunek będzie wypychał te resztki powietrza"

Ładunek jako tłok w tunelu? Nie chce mi się rozpisywać, ale zapomnij o tym pomyśle. ;)

 

"Czy to ciśnienie musi się równoważyć"

Jak otworzysz, to MUSI. Tako rzecze FIZYKA. :)

Jak się nie równoważy, to trzeba sypać energią.

 

"Do jakiej prędkości można taki ładunek/statek rozpędzić jeśli nie będzie pełnej próżni?"

Zależy na ile masz paszy. ;)

 

"Ta koncepcja wydaje mi się ciekawa, ale zupełnie nie wiem jak to się ma w kosztach."

Też nie wiem, ale zdecydowanie będą kosmiczne. Nie jest to ciekawa koncepcja według mnie.

 

"twórcy Hyperlopu uważają, że koszty rozpędzania ładunku będą minimalne i będzie można transportować nawet wodę, czy piasek."

Też uważam, że twórcy Hyperloopa uważają (może niezbyt jednak ;)).

Astro, rany, ale jesteś mondry. Dzięki za merytoryczną odpowiedź.

Chciałbym mieć taka wiedzę. Powalasz, stary :)

    • 0

Dla ścisłości to technologia jest już głęboko zaawansowana:

https://www.youtube....h?v=T7k00C83dB0

 

Poważniej, to warto poczytać (i poklikać) tu:

https://en.wikipedia...ket_spacelaunch

Choć nie jestem technikiem, tylko pisarzem - uwielbiam logikę.

Jeśli 99 procent masy atmosfery znajduje się w odległości do 35 km od poziomu morza, to zakładam, że ciśnienie na 25 km będzie co najmniej dwudziestokrotnie mniejsze, niż na poziomie morza.

W całej rurze może więc być takie ciśnienie, jak na wysokości 25 km.

Gigantyczne koszty związane są z budową tego typu instalacji, ale jeśli chcemy zbudować flotę dużych jednostek, czy założyć kolonię na księżycu, to trzeba zainwestować w taki system, który pozwoli na masową wysyłkę ładunków w kosmos.

 

W obecnej fazie bardziej opłaca się projektować rakiety wielokrotnego użytku, bo nawet kilkaset takich rakiet to mniejszy koszt, niż budowa instalacji do wystrzeliwywania ładunków. Ale jeśli taka instalacja powstanie to na dobę będzie można wysyłać kilkadziesiąt pojazdów o wadze przykładowo dziesięć ton każdy.

 

Nie wiem, czy bardziej mnie smuci, czy śmieszy, że na specjalistycznym forum na którym powinni być pasjonaci wszystkiego co nowe i niesprawdzone, jedyne na co stać autorów to hasła: "dosypać energii, więcej paszy, czy powalam z liścia :) Ale w sumie rozumiem już dlaczego nikt nie zadaje panom fachowcom pytań... :) żółwik, hehe

 

Nie oczekuję, że ktoś tutaj będzie wstanie policzyć koszty, czy przedstawić problem w liczbach i to z logicznymi opisami dla laików, ale...

 

Ciekawy jestem, czy w takiej wieży może być segmentacja.

Przykładowo: Zaczynamy rozpędzać pojazd przy bardzo niskim ciśnieniu zbliżonym do próżni. Pojazd ma własny silnik, dodatkowo prędkość wspomagana jest elektromagnesami. Mamy przykładowo 6 segmentów, gdzie pierwszy to "prawie próżnia" a ostatni to poziom ciśnienia występujący na 25 km. Komputer otwiera każdy segment w milisekundzie i co wtedy? Rozumiem, że pojazd mówiąc obrazowo zderza się z większym ciśnieniem, ale te różnice są niewielkie, bo przecież już na samym wyjściu mamy  maksymalnie 5 procent tego, co na poziomie morza. W ten sposób już w samej rurze nadamy pojazdowi prędkość zbliżoną do pierwszej prędkości kosmicznej, a to co zabraknie osiągniemy odpalając dodatkowy napęd, gdy pojazd wyskoczy już z wieży.

    • 0

"uwielbiam logikę"

Ja również, zatem od niej zacznijmy i na niej skończmy:

"W całej rurze może więc być takie ciśnienie, jak na wysokości 25 km"

NIE. To idiotyzm czystej wody, gdyż fizyka w Twojej rurze jest dokładnie TAKA SAMA jak w całej atmosferze. Przykładowo (takie tam uproszczenie):

http://hyperphysics....tic/barfor.html

Nieważne ile powietrza zamkniesz w swojej "rurze", to ciśnienie przy powierzchni Ziemi będzie zdecydowanie wyższe, niż u jej szczytu. Jeśli wykombinowałeś sobie, by ciśnienia na zewnątrz i wewnątrz rury u szczytu były sobie równe, to przykro mi, ale będą również równe u podstawy. W takim wypadku rura to naprawdę zbędny wydatek. ;)

 

"Nie wiem, czy bardziej mnie smuci, czy śmieszy, że na specjalistycznym forum na którym powinni być pasjonaci wszystkiego co nowe i niesprawdzone, jedyne na co stać autorów to hasła: "dosypać energii, więcej paszy, czy powalam z liścia :)"

 

Ponieważ bardzo mnie rozbawiłeś, to zapytam. W czym jeszcze mogę Ci pomóc drogi "pisarzu"? Z FIZYKĄ nie wygrasz. ;) :D

Oczywiście, jeśli Twoja "rura" będzie zmieniać wewnątrz ziemską grawitację, to dać się może. Tymczasem do tego bardzo daleko. :)

Można to zrobić w następujący sposób. Przed statkiem pędzi taki tłok wygarniający powietrze. Startuje na tyle wcześniej żeby zdążył wypaść przez otwór zanim dogoni go statek. Na boku ma ładunek który po opuszczeniu rury wybucha i spycha go z kursu kolizyjnego.

Inna metoda to:

podzielić tunel na sekcje, z sekcji usuwać powietrze. Sekcje w odpowiedni sposób otwierać i zamykać w czasie przelotu.

Ciśnienie na dole wprawdzie będzie dążyć do 1 atm ale to zważywszy na niskie ciśnienie na górze potrwa, długo potrwa.

Jak zaczniemy budować w Tybecie to zostanie z 19 km :D. Ale czy lokalizacja dobra? Niech się Astro wypowie, może jakieś złe duszki tam są :D

    • 0

Fajny pomysł Thikim, ale masz jakieś oszacowanie energetyczne? Na mój chłopski rozum klasyczna rakieta jest znacznie tańsza. ;) :D

PS. Tunel dość łatwo można wydłużyć o 1 km w dół ;)

    • 0

Zupełnie nie rozumiem skąd u Ciebie taka mania wywyższania się i traktowania innych jak upośledzone dzieci, ale z braku laku jestem wstanie to zaakceptować. Widocznie tak musisz :)

 

Przyjmuje argument, że "nie ważne ile powietrza zamkniesz, to ciśnienie na dole będzie wyższe".

Jednak podążając Twoją logiką nie dało by się na ziemi w ogóle stworzyć transportu z obniżonym ciśnieniem, bo ono zawsze na styku rura/wyjście z rury musiało by się równoważyć. Według wikipedii próżnia w sensie technicznym to stan wysokiego rozrzedzenia gazu. Zakładam więc, że nie mylę pojęć :)

Jeśli jednak tak czysto teoretycznie założymy, że ludzie mający takie plany nie są debilami i że można stworzyć rurę transportową w poziomie, to pewnie można też w pionie.

Gdybyś podał jakiś logiczny argument typu "konieczna śluza", to jeszcze mógłbym uznać, że coś wiesz i się znasz, ale jak tylko ironizujesz, to zastanawiam się czym ta Twoja złośliwość jest spowodowana. Zresztą śluzy uwzględniam, bo przecież to mam na myśli pisząc o segmentacji.

 

Łopatologicznie again :)

Stawiamy rurę. Taką na 25 km w pionie. Pewnie napędzanie pojazdu w pionie może być problematyczne, bo takie elektromagnesy sporo ważą. Więc elektromagnesy dał bym w poziomie i dopiero ostatni fragment był by w pionie. Całość miała by pewnie od 50 do 100 km.

Wewnątrz rury było by od kilku do kilkunastu śluz, które w ułamku sekundy otwierały by się tuż przed pojazdem. Powietrze cały czas było by odpompowywane. Na pierwszym etapie w "prawie próżni" pojazd byłby rozpędzany do olbrzymiej prędkości ( mówimy o transporcie towarów a nie ludzi ) i potem pewnie na poszczególnych śluzach by tracił ( efekt zderzenia z większą gęstością powietrza ) ale prędkość wyjściowa nadal mogła by być wystarczająca.

 

Dlatego na przykład pytałem do jakiej prędkości można pojazd rozpędzić w (prawie próżni )

 

Byłbym Ci wdzięczny geniuszu, gdybyś wytłumaczył dlaczego według Ciebie to jest niemożliwe?

A bardzo byś mi zaimponował - i tak wiem, że nie dasz rady :) - jakbyś policzył jaka musi być prędkość początkowa i jakie straty na poszczególnych śluzach, aby prędkość wyjściowa była zbliżona do pierwszej prędkości kosmicznej.

    • 0

Właściwie jaki to problem pociągnąć jakieś 6400 km w dół? ;)

Wyjdzie na to samo. ;) :D

A pisząc o energetyce masz na myśli paliwo? Czy też koszty ogólne konstrukcji?

Zauważ że tu chodzi o wielokrotne wykorzystanie.

Jeszcze jakby wylądować mogła w tym tunelu ;)

 

Mimo iż uważam pomysł za możliwy to nie uważam go za efektywny ekonomicznie. Prędzej zaczniemy budować rakiety na Księżycu albo w przestrzeni kosmicznej:) Atmosfera odpadnie. Przyciąganie słabsze. Itd.

    • 0

Z tym ciśnieniem w wieży to bym nie przesadzał.

Robimy ją hermetyczną i maksymalnie obniżamy ciśnienie.

Na górze robimy coś a'la przesłona w aparacie, która otwiera się niemal równo z momentem gdy nasz ładunek przez to przelatuje i natychmiast za nim zamyka się. Usunięcie powietrza, które się wówczas dostało do środka to minimalny koszt.

Jedyny problem jaki widzę, to zderzenie się naszego ładunku z atmosferą i związany z tym potężny wstrząs wewnątrz kapsuły. Zakładam jednak, że będzie to bardziej nieprzyjemne niż niebezpieczne.

 

Wewnątrz wieży nie ma sensu zużywać paliwa z kapsuły. To zwiększa masę całości i podnosi koszty. Lepiej użyć mocniejszych elektromagnesów.

 

 

Przez chwilę zastanawiałem się czy pomysł budowy takiej wieży może się opłacać, a potem pomyślałem, że od pierwszych lotów w kosmos wciąż bazujemy na pomyśle by wsadzać człowieka lub inny ładunek na wierzchołek gigantycznej petardy. 

Koszt budowy tego będzie ogromny, ale tak na moje wyczucie, to ma szansę się zwrócić w ok 10 lat jeśli będzie miało jedno wystrzelenie tygodniowo.

    • 0

Pogo, co do pomysłu z przesłoną masz rację ;)

 

 640px-Startramgeneration2.jpg

 

Zauważ jednak, że na końcu rury dodali takie ustrojstwo jak:

https://en.wikipedia...i/Plasma_window

(skoro tak fantazjujemy :))

Zastanawiam się tylko nad jednym. Co będzie, gdy przyjdzie jakieś słabe nawet tornado? ;)

Fajny rysunek :)

 

W projekcie wieża była by pionowa i w trakcie silnych wiatrów zachowywała by się pewnie tak, jak najwyższe wieżowce. Ładunek po wystrzeleniu włączał by własny silnik manewrowy, który służył by tylko do wejścia na odpowiednią orbitę i potem do zacumowania na stacji.

Jeśli są już start upy ( a są ) które planują ekonomiczne wykorzystanie zasobów księżyca, to aby taki pomysł zrealizować będzie potrzebne wysłanie setek tysięcy ton ładunków. Począwszy od budowy stacji kosmicznej, ale takiej o charakterze montowni. Były by na nią dowożone ładunki i na niej budowano by statki kosmiczne. Na księżycu musi powstać infrastruktura i to nie tylko moduły mieszkalne bo to pikuś, ale techniczna. To wszystko było by budowane na opisanej wcześniej stacji montowni i dowożone statkami na księżyc.

 

Oglądałem ostatnio film z lądowania pierwszej rakiety przystosowanej do wielokrotnego użytku. Fajnie, że się wszystko udało i trzymam kciuki, ale założę się o duże piwo ( o więcej nie, bo chciałbym przegrać ) że jak rakieta zacznie być poddawana ekstremalnym warunkom podczas powrotu w atmosferę, to od czasu do czasu coś zawiedzie. Ale sukces w tej materii jest nam potrzebny, bo musimy mieć różne alternatywy.

 

Tego rodzaju winda kosmiczna, lub raczej wyrzutnia mogła by wyrzucać ładunki z częstotliwością być może nawet kilku na dobę.

Całość powinna być zaprojektowana w taki sposób, że ładunki będą modułami z których będziemy budować najpierw pierwszą kosmiczną fabrykę (montownię), a potem w tej montowni roboty będą już kolejne ładunki przerabiać na wszystko inne co będzie potrzebne.

    • 0