Космический лифт

[Вашкевич Виктор]

Не-не! Не надо нам ваши хайкли лайкли. Мы тебе в гробик положим смартфон, а ты, как доберешься до Андропова, устроишь нам онлайн интервью, по "вайберу" , например, в режиме видео. Нас интересуют голые факты. С Богом. И не шарахайся там по разным местам, прямиком к Андропову.

Мало ли что вам надо. Разберемся!
Ты  бы лучше думал о том, что тебе в гробик положат.

[inj]

Мало ли что вам надо. Разберемся!
Ты  бы лучше думал о том, что тебе в гробик положат.

А это с Андропова нужно спросить - почему нету таких?

Звиняйте, не могу нарушить ваш приоритет на "спрос у мертвых". Твое предложение тебе и предоставляется почетное право показать, как это делается. Может приживется такая метода.

[Pribavkin]

http://physics.com.ua/news.php?id=2169
Химическая сварка углеродных нанотрубок
Американские ученые представили простую методику стыкового соединения одностенных углеродных нанотрубок (УНТ) [1]. Предложенной авторами стратегией “снизу-вверх”, по сути, является серия химических реакций, которая позволяет произвести управляемую стыковку-сварку торцов отдельных УНТ: образцы формируются в водном растворе в процессе самосборки. Получающиеся в итоге структуры могут быть не только линейными, но и Y-образными или даже циклическими
M Palma et al., J. Am. Chem. Soc. 135, 8440 (2013).

Возможны 2 подхода:
1. Это сидеть и стонать, как Мастеров - материалу для космического тросу нету!
2. Это изобретательский подход - начинать создавать технологию синтеза этого материала.
3. Я реализую доступный мне подход - собираю в кучу доступную информацию, рассказываю какие преимущества может дать человечеству стационарный космический трос и какие проблемы в создании этого троса имеются.
4. Рассказываю о том, что для создания динамических тросовых систем нужные тросы уже имеются и можно начинать работу прямо сейчас.

Есть шанс, что эту информацию прочитает будущий руководитель страны или руководитель правительства и начнет задавать вопросы спецам - а почему они не создают такие системы, если всё для этого уже имеется? Возможно удастся переломить хребёт мечтателям о собственной ракетус-грандиознус.
В своё время Глушко после смерти Королёва разломал лунную ракету Н-1, которая уже была почти доведена и готова.
Глушко создал свою ракетус-грандиознус - которую назвал "Энергия". Но после смерти его самого нашёлся другой главный конструктор, который угробил и эту ракетус-грандиознус. 
Сейчас Путин выделил 1,6 триллиона рублей на создание ещё одной ракетус-грандиознус.
Но, я считаю, что сейчас нет необходимости создавать эту ракету, а вполне можно использовать то, что уже имеется в наличии и очень дёшево выводить тяжёлые грузы подземным стартом. В результате можно сэкономить на минимум 1 трлн. руб. для пенсионеров и других насущных нужд.

[Ltlekz49]

Не беспокойся, всё сэкономленное, если будет, разойдётся по карманам миллиардеров и их шестёрок.
Пенсионерам, как всегда, не хватит.

[Мастеров АВ]

Возможны 2 подхода:
1. Это сидеть и стонать, как Мастеров - материалу для космического тросу нету!

Твоей квалификации не хватает на то,
чтобы провести не сложные математические расчёты.

Думаешь, что пустой твой писдёж нас приблизит к
созданию космического лифта ?

Вряд ли.

[Мастеров АВ]

Тем не менее студенты Самарского аэро-космического университета в 2007 г. использовали трос из дайнима длиной 30 км для проведения
эксперимента по безрасходному спуску капсулы весом 12 кг с орбиты. Он весил 5,4 кг при диаметре 0,5 мм.
У них опыт получился.

Давай попробуем обсчитать эту задачу
без интегралов.

И так, трос:
диаметр 0,5 мм
вес 5,4 кг
длина 30 км
выдерживает вес 17 кг

Вычислить: параметры троса
при дине 36 000 км, который
будет способен выдержать
собственный вес.

РЕШЕНИЕ:

5,4 кг / 30 км = 0,18 кг/км - вес одного километра троса.

17 кг / 0,18 кг/км = 95 км - максимальная длина троса, способного выдержать собственный вес.

Если каждые 95 км удваивать толщину троса, то он не порвётся под собственным весом.

Какой толщины будет трос, длиной 36 000 км ?

\(s=s_o2^{\frac{36000}{95}}\approx s_o\times 10^{114}\)

Объяснять ещё нужно ?
*******************************

Допустим мы создали трос в десять раз более прочный.
\(s=s_o2^{\frac{36000}{1000}}=s_o2^{36}\approx s_o\times 10^{11}\)

Я не учитывал центрстремительное ускорение и уменьшение g(h),
которое будет понижать УСП, что уменьшит толщину троса,
но вряд ли эта толщина станет приемлемой.

[Мастеров АВ]

Та же задача, но лифт - с Луны

Длина троса (до точки Лагранжа L1): 61500 км

5,4 кг / 30 км х 0,165 = 0,03 кг/км - вес одного километра троса.

17 кг / 0,03 кг/км = 570 км - максимальная длина троса, способного выдержать собственный вес.

Если каждые 570 км удваивать толщину троса, то он не порвётся под собственным весом.

Какой толщины будет трос, длиной 61500 км ?

\(s=s_o2^{\frac{61500}{570}}\approx 2s_o\times 10^{32}\)

Тоже: материал слабоват.

Учёт того, что в точке Лагранжа вес троса обнуляется,
даст меньшую толщину троса (в разы), но уменьшение толщины
даже на порядок (или даже на два порядка) проблему не снимет.

[Pribavkin]

Давай попробуем обсчитать эту задачу
без интегралов.

И так, трос:
диаметр 0,5 мм
вес 5,4 кг
длина 30 км
выдерживает вес 17 кг

Вычислить: параметры троса
при дине 36 000 км, который
будет способен выдержать
собственный вес.

Какой смысл производить вычисления, если заранее ясно, что дайним явно не подойдёт для космического троса?
Да и прочность дайнима Вы взяли слишком маленькую.

http://www.fakel.org/page.php?id=412
15. Дайнима (dyneema) - не тонет в воде, нить толщиной 1 мм выдерживает до 240 кг, прочность в 10-15 раз выше стали. Используется Минобороны США для производства пуленепробиваемых жилетов.

[Мастеров АВ]

Возьми другие исходные данные и пересчитай.

Я тебе показал: как нужно считать.

Или даже на это ты не способен ?

[Мастеров АВ]

ЛИНЬ DYNEEMA 1,5ММ 130КГ ЗА 1 МЕТР

А сколько КГ выдержит 0,5 ММ (посчитаем):
130(0,5/1,5)²=130/9=14.(4) кг

А я взял 17 кг.

Т.е. нужно изменить ЭТО:
17 кг / 0,18 кг/км = 95 км

Правильно так:
14,5 кг / 0,18 кг/км = 80 км

\(s=s_o2^{\frac{36000}{80}}\approx 2,9s_o\times 10^{135}\)
Двадцать нулей добавилось. (даже 21,5)

[inj]

Давай попробуем обсчитать эту задачу
без интегралов.

И так, трос:
диаметр 0,5 мм
вес 5,4 кг
длина 30 км
выдерживает вес 17 кг

Вычислить: параметры троса
при дине 36 000 км, который
будет способен выдержать
собственный вес.

РЕШЕНИЕ:

5,4 кг / 30 км = 0,18 кг/км - вес одного километра троса.

...........................................................

Постараюсь быть сдержанным и на основе этого куска расчета, покажу сбои в работе головного мозга  Прибавкина и изобретателей "геостационарного лифта".

 Прибавкин, вы отменили закон:             F  =  m*a   (1)                  ?!

 Да или нет?

Если нет, то согласно утверждению Мастерова, у которого один км вашего тросса имеет массу 180г , т.е. 180кг для тросса длинной всего лишь 1000км. Не буду даже заморачиваться с необходимым, по утверждению Мастерова, прочностным утолщением. Будем считать, для устного счета, массу 1000км тросса, равной 180кг. 
Спутник находящийся на ГСО, можно считать изолированной системой. И вот к нему вы присобачиваете гирьку массой 180кг, которая в поле гравитации Земли, на высоте  36 000км, с ускорением 4м/с², будет тянуть спутник к центру земли, с силой, согласно ф(1), равной      f = 180кг*4м/с²=720Н.
По той причине,  что спутник на ГСО, находится в условиях равновесия, мы условно приняли систему изолированной. В этой системе, на спутник выведенный например "протоном", имеющий массу 3300кг(кстати большая часть ее приходится на систему корректировки орбиты), будет действовать вес 1000км каната, с постоянной силой 720Н, как мы определили ранее. определим ускорение, которое полйчит спутник, под воздействием веса каната, из  той же ф(1): 
                                                                       
                                                                  a  = f/M =720H/3300кг =0.2 м/с²

т.е. через 10с, с момента подвески каната, спутник со скоростью 2м/с будет лететь к земле. А через 100с она составит 20м/с, а через 1час(3600с), эта скорость будет равна 720м/с! . Посчитать время когда спутник упадет на ГОЛОВЫ ИЗОБРЕТАТЕЛЯМ ГЕОСТАЦИОНАРНОГО ЛИФТА, ВСЕГО ЛИШЬ С 1000КМ ОБРУБКОМ КАНАТА Я ОСТАВЛЯЮ ПРАВО ИМ САМИМ.



                       

[Pribavkin]

Я ранее показывал, как Ньютон смошенничал с табличными дифференциалами (производными и интегралами).
Ньютону надо было выложить 4 стандартные таблицы, то есть при решении одного дифференциального уравнения (производной, интеграла) можно получить 4 разных ответа. Причем нет никакой возможности узнать - какой из этих ответов правильный.
Но Ньютон предложил только одну таблицу дифференциалов (производных, интегралов), которая была возведена в ранг математического закона. И сотни тысяч математиков в последующие века слепо следовали Ньютону, так как боялись поправлять его.
 
А здесь Мастеров пытается мошенничать, манипулируя арифметикой.   

[Pribavkin]

. 
Спутник находящийся на ГСО, можно считать изолированной системой. И вот к нему вы присобачиваете гирьку массой 180кг, которая в поле гравитации Земли, на высоте  36 000км, с ускорением 4м/с², будет тянуть спутник к центру земли, с силой, согласно ф(1), равной      f = 180кг*4м/с²=720Н.

Вот ещё один мошенник нарисовалси!
Потому как, раз спутник находится на ГСО и мы присобачиваем к нему гирю массой 180 кг, то спутник даже не шелохнется - он даже знать не будет, что рядом с ним появился какой-то сосед. 
С какой стати этот сосед начнет тянуть спутник в сторону Земли? 
Каждый из этих объектов будет двигаться по какой-то своей орбите.
Если же сосед будет привязан к спутнику, то появится новый центр масс, который и будет двигаться по какой-то орбите.
Для того, чтобы сосед начал тянуть спутник - надо соседа пнуть назад по ходу движения - тогда он перейдёт на более низкую орбиту.
Но во время пинка сам спутник получит импульс и перейдёт на более высокую орбиту.  А в целом центр масс системы спутник-сосед так и останется не прежнем месте и ничего не изменится.
Если сосед получит свободу и полетит в сторону Земли (например, за счёт микрогравитации), то центр масс системы всё равно будет двигаться по той же орбите, что и раньше, а спутник без всякой коррекции передвинется выше.

[Pribavkin]

Не беспокойся, всё сэкономленное, если будет, разойдётся по карманам миллиардеров и их шестёрок.
Пенсионерам, как всегда, не хватит.

Вы думаете, что, если троса не будет, то миллиардеры не найдут способа обчистить карманы пенсионеров?

[Pribavkin]

А это только потому, что интеллигенция не мозг, а говно нации.

Поскольку Вашкевича трудно отнести к числу рабочих и крестьян, то он и есть гавно нации!

[Вашкевич Виктор]

Поскольку Вашкевича трудно отнести к числу рабочих и крестьян, то он и есть гавно нации!

Хуже! Я говночист:


https://www.youtube.com/watch?v=PRMG99bcuWE

[Мастеров АВ]

раз спутник находится на ГСО и мы присобачиваем к нему гирю массой 180 кг, то спутник даже не шелохнется - он даже знать не будет, что рядом с ним появился какой-то сосед. 
С какой стати этот сосед начнет тянуть спутник в сторону Земли? 

Если "присобачить", то - ты прав - не заметит.
А вот если спутник гирю тросом поднимать станет,
очень даже заметит.

Прибавкин, ты - где учился ?
(если бы ты учился в ПТУ, то
тебе об этом сказали бы)

[Мастеров АВ]

Попробую решить задачу с интегралом.
К тросу прикреплён груз \(m_o\)
\(s_o=\frac{m_og}{p}\)
\(p\) - прочность троса.
Вспомним, что трос, сечением 0,5 мм, выдерживает нагрузку 14,4 кг.
\(p=\frac{m_og}{s_o}=\frac{14,4\times 9,81}{\pi (0,0005)^2}=2,17\times 10^{8}\) кг/(мс²)

Сечение троса растёт по высоте \(s=s(h)\)
\(s(h)=\frac{m(h)g}{p}=\frac{g}{p}\left(m_o+\rho V(h)\right)=\frac{g}{p}\left(m_o+\rho\int\limits_o^hs(h)dh\right)\)
\(\rho\) - плотность материала троса.

Вспомним, что трос, сечением 0,5 мм и длиной 30 км, весил 5,4 кг.
\(\rho=5,4\pi(0,0005)^230\times10^3=0,127\) кг/м³

Я знаю, что: \(s(h)=s_o+Ae^{\lambda h}\)
Подставим.

\(s_o+Ae^{\lambda h}=\frac{g}{p}\left(m_o+\rho\int\limits_o^h\left(s_o+Ae^{\lambda h}\right)dh\right)\)

\(s_o+Ae^{\lambda h}=\frac{g}{p}\left(m_o+\rho s_oh+\rho A\int\limits_o^he^{\lambda h}dh\right)\)

\(s_o+Ae^{\lambda h}=\frac{g}{p}\left(m_o+\rho s_oh+\frac{\rho A}{\lambda}\left(e^{\lambda h}-1\right)\right)\)

\(\frac{pA}{g}e^{\lambda h}=\rho s_oh-\frac{\rho A}{\lambda}+\frac{\rho A}{\lambda}e^{\lambda h}\)

\(\begin{cases}
   \rho s_oh-\frac{\rho A}{\lambda}=0\\
  \frac{pA}{g}=\frac{\rho A}{\lambda}
 \end{cases}\)

\(\begin{cases}
   A=s_oh\lambda=s_oh\frac{\rho g}{p}\\
  \lambda=\frac{\rho g}{p}
 \end{cases}\)

\(s(h)=s_o\left(1+h\frac{\rho g}{p}e^{\frac{\rho g}{p}h}\right)\)

\(s(h)=s_o\left(1+\frac{s_o\rho}{m_o}he^{\frac{s_o\rho}{m_o}h}\right)\)

\(\begin{cases}
   s(h)=s_o\left(1+xe^x\right)\\
  x=\frac{s_o\rho}{m_o}h
 \end{cases}\)

\(\begin{cases}
   s(h)=\frac{m_og}{p}\left(1+xe^x\right)\\
  x=\frac{g\rho}{p}h
 \end{cases}\)


Для Луны: \(\begin{cases}
   s(h)=0,165\frac{m_og}{p}\left(1+xe^x\right)\\
  x=0,165\frac{g\rho}{p}h
 \end{cases}\)


Эта задача решена для УСП не зависящего от высота,
а ведь это не так:

\(g(h)=g_o\frac{R^2}{(R+h)^2}\)

Учтём это.
В следующий раз.
Завтра.
Может быть.

\(s(h)=\frac{1}{p}\left(m_og_o+\rho\int\limits_o^hs(h)g(h)dh\right)\)

\(s(h)=\frac{1}{p}\left(m_og_o+\rho g_oR^2\int\limits_o^h\frac{s(h)dh}{(R+h)^2}\right)\)

\(\frac{ds}{s}=\frac{\rho g_oR^2}{p}\frac{h)dh}{(R+h)^2}\)

\(ln\left(\frac{s(h)}{s_o}\right)=\frac{\rho g_oR^2}{p}\int\limits_o^h\frac{dh}{(R+h)^2}=\frac{\rho g_oR^2}{p}\left(\frac{1}{R}-\frac{1}{R+h}\right)=\frac{\rho g_oRh}{p(R+h)}\)

\(\begin{cases}
   s(h)=s_oe^x\\
  x=\frac{\rho g_oRh}{p(R+h)}
 \end{cases}\)


Для Луны: \(\begin{cases}
   s(h)=0,165s_oe^x\\
  x=0,165\frac{\rho g_oR_{moon}h}{p(R_{moon}+h)}
 \end{cases}\)


Не утерпел.
(а ведь столько неотложных дел)

Я не учитывал тот факт, то на ГСО присутствует ЦСУ,
которое компенсирует притяжение Земли.
\(g_o\frac{R^2}{(R+H)^2}=\left(\frac{2\pi}{T}\right)^2(R+H)\)

\(\left(\frac{2\pi}{T}\right)^2=g_o\frac{R^2}{(R+H)^3}\)

\(H=g_o^{1/3}\left(\frac{RT}{2\pi}\right)^{2/3}-R\)

\(g(h)=g_o\frac{R^2}{(R+h)^2}-\left(\frac{2\pi}{T}\right)^2(R+h)\)

\(g(h)=g_oR^2\left(\frac{1}{(R+h)^2}-\frac{R+h}{(R+H)^3}\right)\)

\(s(h)=\frac{1}{p}\left(m_og_o+\rho\int\limits_o^hs(h)g(h)dh\right)\)

\(\frac{ds}{s}=\frac{\rho}{p}g(h)dh\)

\(\frac{ds}{s}=\frac{\rho g_oR^2}{p}\left(\frac{1}{(R+h)^2}-\frac{R+h}{(R+H)^3}\right)dh\)

\(ln\left(\frac{s(H)}{s_o}\right)=\frac{\rho g_oR^2}{p}\left(-\frac{1}{R+h}-\frac{(R+h)^2}{2(R+H)^3}\right)|_o^H\)

\(ln\left(\frac{s(H)}{s_o}\right)=\frac{\rho g_oR}{p}\left(1+\frac{R^3}{2(R+H)^3}-\frac{3R}{2(R+H)}\right)\)

\(ln\left(\frac{s(H)}{s_o}\right)=\frac{\rho g_oR}{2p(R+H)}\left(\frac{R^3}{(R+H)^2}+2H-R\right)\)

\(R+H=42 164\) км
\(R=6371\) км

На потом оставлю ЭТО.

[Pribavkin]

Если "присобачить", то - ты прав - не заметит.
А вот если спутник гирю тросом поднимать станет,
очень даже заметит.

А какой дурак начнет поднимать тросом гирю, когда находится на орбите?
Вот когда трос опущен до Земли, там привязан, а спутник отведен далеко за синхронную орбиту и превращён в противовес - вот тогда и поднимай гирю по тросу.
Чтобы дураки не оказались на космическом тросе, японцы начали в университетах уже сейчас обучать специалистов по космическим тросам.

http://www.kp.ru/daily/25853/2822036/
В космос - на лифте и на поезде
20 Марта 2012, Светлана КУЗИНА
Японские ученые обещают такие путешествия уже в этом веке.
Японские инженеры пообещали построить уникальную транспортную систему через 38 лет, а американские - через 19. Неужели получится?

ВАМ КАКОЙ ЭТАЖ?
О намерении построить космический лифт на днях сообщила японская компания «Обаяси» (Obayashi Corp). Ввод в эксплуатацию намечен на 2050 год.
По словам руководителя проекта - главного «лифтера» Сатоми Катсуяма, со специального противовеса, находящегося на высоте 96 000 километров, на Землю скинут трос - своеобразный монорельс, который в натянутом состоянии соединит планету и противовес в жесткую систему. По канату поедет в небо подъемник - своего рода лифт. Причем большую часть пути он будет подниматься за счет центробежной силы вращения Земли, и никакой энергии тратить не придется. Выше 36 тысяч километров челнок сам покатится к станции. Центр тяжести этой системы все время будет оставаться на геосинхронной орбите, так что вся конструкция будет двигаться вместе с Землей, точно с ее скоростью.
Трос создадут из углеродных нанотрубок, которые в 100 раз прочнее стали и в сотни раз легче. С помощью линейного электродвигателя небольшая кабина, рассчитанная на 30 человек, будет подниматься со скоростью 200 километров в час. Поэтому геостационарной орбиты лифт достигнет через неделю.
- Там, на высоте 36 тысяч километров, расположится орбитальная станция, - рисует будущее «лифтер». - Она станет конечным пунктом для космических туристов. А научные специалисты или астронавты смогут продолжать двигаться дальше. Не исключено, что позже мы доведем трос и до самой Луны.
- По самым скромным оценкам, лифт может стоить 12 миллиардов долларов, - предполагает Катсуяма. - А одно из возможных мест расположения стартовой платформы лифта - в Тихом океане недалеко от Эквадора. Этот район экватора находится за сотни километров от маршрутов коммерческих авиарейсов. Кроме того, известно, что ураганы никогда не пересекают экватор и здесь почти не бывает молний, что важно для безопасности лифта.
Но, помимо японцев, не летать в космос, а подниматься туда, хотят и американцы.

СЛЕДУЮЩАЯ ОСТАНОВКА - ЛУНА
В США с 2005 года NASA вместе с компанией Space Elevator Games проводят соревнования в двух номинациях: «лучший трос» и «лучший подъемник». И энтузиасты из всех стран мира, представляя модели космического лифта, борются за общий призовой фонд в 4 миллиона долларов. Собственные эксперименты проводит и компания LiftPort Inc. Она даже дважды объявляла дату запуска своего космического лифта: сначала 12 апреля 2018 года, потом - 2031 года.
- Для туристов путешествие на нашем лифте будет сродни круизу, - расписывает перспективы доктор Брэдли Эдвардс из лаборатории в Лос-Аламосе. - К услугам пассажиров - небольшие спальни, кухоньки и другие удобства, а также, разумеется, иллюминаторы, через которые можно будет наблюдать потрясающие виды Солнечной системы.
Американцы планируют, что в отдаленном будущем лифт станет стартовой площадкой для межпланетных полетов. В этом случае на «последнем этаже» кабина не останавливается - наоборот, продолжает разгоняться. И улетает. Например, к Марсу.

[Мастеров АВ]

А какой дурак начнет поднимать тросом гирю, когда находится на орбите?

В зеркало посмотри.
(там дурака этого увидишь)

Или ты забыл, что сам про трос нам рассказывал ?