Космический лифт

[Вашкевич Виктор]

http://www.telenir.net/fizika/fizika_budushego/index.php
Физика будущего
Мичио Каку
Раздел 6 глава "Космичесчкий лифт":

В 2009 г. ученые из Университета Райса объявили о важном открытии: полученные волокна не чистые, а композитные, но ими разработана достаточно гибкая технология, позволяющая создавать углеродные нанотрубки любой длины. Методом проб и ошибок исследователи обнаружили, что углеродные нанотрубки можно растворить в хлоросульфоновой кислоте, а затем выдавливать из носика, как из шприца. Таким методом можно изготовить волокно из углеродных нанотрубок любой длины, а толщина его составляет 50 микрон.
Одно из коммерческих применений волокна из углеродных нанотрубок — линии электропередач, ведь нанотрубки лучше меди проводят электричество, они легче и прочнее. Профессор инженерных дисциплин из Университета Райса Маттео Паскуали (Matteo Pasquali) говорит: «Для линий электропередач такого волокна требуются тонны, а способа сделать его пока нет. Нужно придумать всего одно чудо».

Этот способ вполне может привести к созданию технологии, когда углеродные нанотрубки будут просто-напросто вытягивать из графита.
Ведь что такое графит - это слои из материала для нановолокон. Стенки нановолокон представляют собой пчелиные соты, в узлах которых расположены атомы углерода.
Когда мы берем в руки карандаш, то мы пишем на бумаге именно стенками из углеродных волокон.
Достаточно немного модифицировать эти стенки и мы получим сверхпрочное нановолокно, которые, по некоторым данным прочнее стали даже не в 127 раз, а в 1000 раз!
А ведь для космического лифта, закрепленного на Луне и протянутого к поверхности Земли, достаточно прочности троса в 50 раз больше, чем у стали. По изобретению астронома профессор-доктора Багрова для этого достаточно космического троса длиной 400 тыс. км.
Но, на мой взгляд, лучше будет, если эту длину увеличить до 450 тыс. км и тогда мы получим возможность бесплатно перевозить вокруг Земли грузы и пассажиров за сутки. Конец этого троса будет наматываться вокруг Земли на высоте 30-40 км и всегда будет там вращаться. К этому тросу будет цепляться стратосферный самолет со скоростью 1500 км/час и дальше он будет лететь вокруг Земли не тратя топливо, так как его будет таскать Луна.
В нужном месте самолет отцепится и спланирует на аэродром.
Нетерпеливые пассажиры в свою Дрыгаловку могут спрыгнуть из самолета на стратосферном парашюте, стропы которого опять же будут изготовлены из углеродных волокон и размещаться в спичечном коробке. Нужен только стратосферный скафандр, который тоже будет сшит из углеродных нановолокон. Кислород для дыхания будет набит в миниатюрные баллончики под давлением в несколько десятков тысяч атмосфер, то есть тоже будут очень невелики по размерам.
Как пишет Багров, этот трос позволит в будущем слетать на поверхность Луны от поверхности Земли за 3,5 часа. Стратосферный самолет стартует с обычного аэродрома, поднимается на высоту 30-40 км, стыкуется с лунной капсулой, пассажиры переходят в капсулу и летят на Луну с ускорением 1 g, то есть во вполне земных условиях. На середине пути скорость достигает 60 км/сек и здесь начинается магнитное торможение на тросе.
Но, если космонавтам надо лететь на Сатурн, то в середине пути на Луну их корабль отцепляется и летит по нужному маршруту. Если у космонавтов путь будет дальше Юпитера, то они могут и 5 g выдержать.
То есть космический трос Багрова позволит не только решить проблемы перевозок на Земле, не только на Луну обедать летать, но и всю солнечную систему позволит освоить.
  

Необходимость в этом "космическом лифте" сознается потому, что человечество пользуется топливной энергетикой.
А перейдет на безтопливную энергетику, на разработки Филимоменко, и отпадет надобность в таком лифте.

[ival]

Ну, и хорошо, что растет! -  Меньше трос болтаться будет. А то в начале выпуска троса из спутника конец троса начинает колебаться. 

Трос тупо утащит спутник с орбиты, и чем больше выпустишь тем скорее он грохнется и в квадратичной зависимости. Строго по ничего не ведавшему о ваших невежествах средневековому Ньютону и еще быстрее в согласии с ростом g растущей по общему закону  2,5*10^-13 от массы в секунду Земли.

[Pribavkin]

Трос тупо утащит спутник с орбиты, и чем больше выпустишь тем скорее он грохнется и в квадратичной зависимости. Строго по ничего не ведавшему о ваших невежествах средневековому Ньютону и еще быстрее в согласии с ростом g растущей по общему закону  2,5*10^-13 от массы в секунду Земли.

Вы забываете, что центр масс системы "спутник-трос" сохранит свою орбиту.
То есть чем больше мы выпускаем трос в сторону Луны, тем больше сам спутник будет сдвигаться в сторону от Луны. Причем спутник будет сдвигаться без всяких двигателей. 

[ival]

Вы забываете, что центр масс системы "спутник-трос" сохранит свою орбиту.
То есть чем больше мы выпускаем трос в сторону Луны, тем больше сам спутник будет сдвигаться в сторону от Луны. Причем спутник будет сдвигаться без всяких двигателей. 

А добавка энергии спутнику на разгон чтобы "сдвигаться в сторону от Луны" от веса троса возьмется? Или лень открыть школьный учебник, да подсчитать?

[Pribavkin]

А добавка энергии спутнику на разгон чтобы "сдвигаться в сторону от Луны" от веса троса возьмется? Или лень открыть школьный учебник, да подсчитать?

Эту добавку сам спутник и обеспечит - через работу его же лебедки.
Или Вы считаете, что электродвигатель лебедки зря трудился, опуская к Луне капсулу?
Двигатель не только капсулу опускал к Луне, но и спутник отодвигал от Луны. 

[ival]

Эту добавку сам спутник и обеспечит - через работу его же лебедки.
Или Вы считаете, что электродвигатель лебедки зря трудился, опуская к Луне капсулу?
Двигатель не только капсулу опускал к Луне, но и спутник отодвигал от Луны. 

Скорость движения объектов на орбитах  разной высоты разная - хотя бы об этом в курсе? И запас энергии движения разный. Чтобы ускориться - надо тормозить, чтобы замедлиться - поддать газу.

В школу Pribavkin, и учить ньютонову механику настоящим образом. Усложнить систему понятий можно только потом.

[Pribavkin]

Скорость движения объектов на орбитах  разной высоты разная - хотя бы об этом в курсе? И запас энергии движения разный. Чтобы ускориться - надо тормозить, чтобы замедлиться - поддать газу.
В школу Pribavkin, и учить ньютонову механику настоящим образом. Усложнить систему понятий можно только потом.

К сожалению, в школах не учат, что протяженные объекты в поле тяготения Луны имеют способность вытягиваться в направлении центра Луны. Соответственно, в поле тяготения Земли тоже.
То есть Вы можете выпускать трос в направлении Луны, то он выстроится вертикально.
Если же со спутника выпускать трос в направлении от Луны, то он тоже разместится вертикально, но в сторону от Луны. Здесь уже будут работать центробежные силы. Но центр масс будет все также вращаться по своей орбите - он не изменится.
Когда космические тросовые системы получат свое развитие, то об этом будут знать даже первоклассники.
А пока не знают даже дяди с высшим образованием, так как в школах и вузах этому не учат.
А до ival эта грамота вообще никогда не дойдет.

[Pribavkin]

РИА Новости:
http://ria.ru/science/20150219/1048678410.html#ixzz3UQX4PPyx
Ученые РФ и КНР будут вместе исследовать космические тросовые системы
19.02.2015
Ученые из России и Китая будут проводить совместные исследования в области космических тросовых систем, в СГАУ им. С.П. Королёва будет создана российско-китайская лаборатория.
НИЖНИЙ НОВГОРОД, 19 фев — РИА Новости. Ученые из России и Китая займутся исследованиями в области космических тросовых систем, для этого в Самарском государственном аэрокосмическом университете имени академика С.П. Королева (СГАУ) создается совместная российско-китайская лаборатория, сообщает в четверг самарский вуз.
Партнером СГАУ стал Северо-западный политехнический университет (СЗПУ) города Сиань (КНР). Руководить лабораторией будут профессор СГАУ Сергей Ишков и профессор СЗПУ Ван Вэй. В СГАУ ученые из двух стран будут проводить совместные исследования в области космических тросовых систем, разрабатывать теоретические методы их проектирования, создавать аппаратно-программный комплекс моделирования движения элементов систем.
"Тросовые системы — достаточно интересное направление в современной космонавтике. Интерес к таким системам периодически возникает в разных странах. Одним из наглядных примеров использования троса в космосе является спуск с орбиты полезной нагрузки без использования тормозной двигательной установки", — приводятся в сообщении слова профессора Ишкова.
По его словам, имеющийся мировой опыт применения тросовых систем в космосе свидетельствует о том, что наряду с глубокими теоретическими исследованиями необходима более тщательная наземная экспериментальная отработка всех элементов системы. "Это станет основным направлением работы новой лаборатории", — отметил он.
Планируется также, что лаборатория станет базой для создания новых аспирантских и магистерских программ по этому направлению научных исследований. Сейчас в СГАУ под руководством Сергея Ишкова диссертационные исследования проводит аспирант из СЗПУ Сюй Сяое.
По инициативе профессора Игоря Белоконова ученые СГАУ с 2003 г осуществляли научное сопровождение европейского проекта YES-2 ("Молодёжный Исследовательский Спутник-2"). Его задачей стала демонстрация возможности тросовой системы по доставке груза (например, результатов космических экспериментов) на Землю без использования двигателей. Во время эксперимента использовался сверхлегкий трос из высокомолекулярного полиэтиленового волокна Dyneema массой 5,4 кг при диаметре 0,5 мм и длине 30 км.
Эксперимент проведен во время полета "Фотона-М3" в 2007 году и считается частично успешным: 30-километровый трос размотался, отделение капсулы произошло, но найти место ее приземления не удалось.

По материалам этого эксперимента была написана диссетрация на степень к.т.н.
http://www.dissercat.com/content/dinamika-kosmicheskoi-trosovoi-sistemy-dlya-dostavki-poleznoi-nagruzki-na-zemlyu#ixzz3UQxkzZW4
Стратилатов Н.Р.
Динамика космической тросовой системы для доставки полезной нагрузки на землю
Для доставки груза с орбиты на поверхность планет традиционно используются спускаемые аппараты и капсулы, переводимые на орбиту спуска с помощью реактивных двигателей. В последние десятилетия активно ведутся работы по созданию альтернативной схемы доставки груза с использованием космических тросовых систем (КТС), состоящих из космического аппарата (КА), троса и спускаемой (возвращаемой) капсулы с полезной нагрузкой (груз). Главным достоинством этой схемы является снижение стоимости осуществления маневра за счёт отказа от использования реактивного топлива, например [1,2].
Суть транспортной операции доставки груза с орбиты с помощью тросовой системы качественно можно описать следующим образом. С находящегося на орбите КА на гибком тросе в вертикальном направлении с некоторой скоростью выпускается груз. Под действием кориолисовой силы он отклоняется от местной вертикали в сторону направления движения КА. По мере увеличения длины троса высота груза над поверхностью Земли будет уменьшаться, а гравитационное ускорение, действующее на груз, будет увеличиваться по сравнению с аналогичным ускорением, действующим на КА. За счёт этого груз совершит возвратное движение. Находясь в окрестности местной вертикали КА, груз будет иметь скорость меньшую, чем скорость КА. Другими словами, за счёт возвратного движения груз получит отрицательное приращение к орбитальной скорости, эквивалентное тормозному импульсу. Если на этом этапе разорвать трос, то груз по определенной траектории совершит спуск в атмосферу.

[Pribavkin]

http://www.iki.rssi.ru/books/2013veselova2167.pdf
ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
(ИКИ РАН)
И.М. Сидоров, Г.В. Веселова "О возможности развёртывания орбитальной тросовой системы на базе Международной космической станции".  Москва 2013.
При увеличении длины троса (>100 км) появляется возможность создания нового способа доставки грузов на МКС.

Существует несколько методов доставки грузов на МКС, один из них такой.
На околоземную орбиту высотой около 300 км выводят спутник, с которого в сторону центра Земли опускают
трос длиной 260-270 км, на конце которого капсула с крюком и солнечными батареями, работающими на ионный двигатель с запасом рабочего тела. Капсула раскручивается вокруг спутника.
Когда необходимо поднять груз, то с аэродрома стартует стратосферный самолет, который поднимается до высоты 30-40 км и там разгоняется до нужной скорости, допустим, до 1,5-2,0 км/с. При уравнивании скоростей  крюк капсулы захватывает на самолете груз и самолет садится на аэродром.
Стратосферный самолет не является какой-то диковинкой. Летчик А.Федоров на самолете МИГ-25 в августе 1977 г. достиг высоты 37,65 км.
Европейское космическое агентство сейчас планирует создать пассажирский самолет проекта Zehst, который будет летать на высоте 32 км.
То есть человек постепенно осваивает стратосферу. В стратосфере еще есть кислород, то есть нет нужды возить его с собой, как это делается на ракете. Сопротивление воздуха в стратосфере меньше, поэтому в погоне за скоростью человек стремится в стратосферу.
Сейчас конструкторы пытаются достичь скоростей 10 Маха, то есть скорость стратосферного самолета может достигнуть более 3 км/с, а это со временем позволит и человека выводить на орбиту с помощью тросовой системы.       

[Lons]

Суть транспортной операции доставки груза с орбиты с помощью тросовой системы качественно можно описать следующим образом. С находящегося на орбите КА на гибком тросе в вертикальном направлении с некоторой скоростью выпускается груз. Под действием кориолисовой силы он отклоняется от местной вертикали в сторону направления движения КА. По мере увеличения длины троса высота груза над поверхностью Земли будет уменьшаться, а гравитационное ускорение, действующее на груз, будет увеличиваться по сравнению с аналогичным ускорением, действующим на КА. За счёт этого груз совершит возвратное движение. Находясь в окрестности местной вертикали КА, груз будет иметь скорость меньшую, чем скорость КА. Другими словами, за счёт возвратного движения груз получит отрицательное приращение к орбитальной скорости, эквивалентное тормозному импульсу. Если на этом этапе разорвать трос, то груз по определенной траектории совершит спуск в атмосферу.[/i]

Очень туманное "описание"! Кориолисова сила ни к селу, ни к городу приплетена. Например, идёт спуск с орбиты, лежащей в плоскости экватора, -- какая там к хренам сила Кориолиса?
         Pribavkin, скажите одной фразой: куда девается энергия (потенциальная и кинетическая) спускаемого на тросе груза? В обычном варианте баллистического спуска она тратится на преодоление сопротивления воздуха, то есть в конечном счёте -- переходит в тепловую форму.

[Pribavkin]

Pribavkin, скажите одной фразой: куда девается энергия (потенциальная и кинетическая) спускаемого на тросе груза? В обычном варианте баллистического спуска она тратится на преодоление сопротивления воздуха, то есть в конечном счёте -- переходит в тепловую форму.

Никуда не девается, если идет спуск груза, так как система "спутник-груз" является единой и ее центр тяжести движется по прежней орбите. Просто относительно этого центра груз сдвинут к Земле, а спутник от Земли. А вот если отцепить трос, то груз полетит к Земле, поскольку уже ничего его не будет удерживать, а спутник окажется на новой, более высокой орбите.
Таким образом, груз сошел с орбиты не тратя топлива, а спутник одновременно вышел на новую, более высокую орбиту, тоже не затрачивая топлива.   

[ival]

Никуда не девается, если идет спуск груза, так как система "спутник-груз" является единой и ее центр тяжести движется по прежней орбите. Просто относительно этого центра груз сдвинут к Земле, а спутник от Земли. А вот если отцепить трос, то груз полетит к Земле, поскольку уже ничего его не будет удерживать, а спутник окажется на новой, более высокой орбите.
Таким образом, груз сошел с орбиты не тратя топлива, а спутник одновременно вышел на новую, более высокую орбиту, тоже не затрачивая топлива.   

Ты еще не сообразил, что летящий к Земле груз требуется затормозить сжиганием топлива чтобы он к ней ускорился, а чтобы "спутник окажется на новой, более высокой орбите" с замедлением орбитальной скорости его надо ускорить  сжиганием топлива да ещё с учетом роста g?

У меня вообще большие сомнения что большинство здешних физиков-теоретиков хоть немного учились в школе.

[Вашкевич Виктор]

Ты еще не сообразил, что летящий к Земле груз требуется затормозить сжиганием топлива чтобы он к ней ускорился, а чтобы "спутник окажется на новой, более высокой орбите" с замедлением орбитальной скорости его надо ускорить  сжиганием топлива да ещё с учетом роста g?

У меня вообще большие сомнения что большинство здешних физиков-теоретиков хоть немного учились в школе.

А у меня подозрение, что форум забит спецназом комиссии по лженауке.
Недобитая белогвардейщина тут рулит.

[Pribavkin]

Ты еще не сообразил, что летящий к Земле груз требуется затормозить сжиганием топлива чтобы он к ней ускорился, а чтобы "спутник окажется на новой, более высокой орбите" с замедлением орбитальной скорости его надо ускорить  сжиганием топлива да ещё с учетом роста g?

У меня вообще большие сомнения что большинство здешних физиков-теоретиков хоть немного учились в школе.

http://bankpatentov.ru/node/436201
МПК: B64G
Патент на изобретение № 2497729
Авторы: Щербаков Валерий Иванович, Софьин Алексей Петрович
Патентообладатель: Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Способ доставки с орбитальной станции на землю спускаемого аппарата на основе использования пассивного развертывания космической тросовой системы

[Ltlekz49]

http://bankpatentov.ru/node/436201
МПК: B64G
Патент на изобретение № 2497729
Авторы: Щербаков Валерий Иванович, Софьин Алексей Петрович
Патентообладатель: Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Способ доставки с орбитальной станции на землю спускаемого аппарата на основе использования пассивного развертывания космической тросовой системы

При выпускании троса с грузом вниз, этот груз будет переходить на более низкую орбиту с более высокой линейной скорость, что приведёт в итоге к его закрутке вокруг спутника в вертикальной плоскости, вместо спуска.
И патент не поможет.

[Pribavkin]

При выпускании троса с грузом вниз, этот груз будет переходить на более низкую орбиту с более высокой линейной скорость, что приведёт в итоге к его закрутке вокруг спутника в вертикальной плоскости, вместо спуска.
И патент не поможет.

Закрутка и намотка троса на спутник бывает в самом начале выпуска троса, но при достаточной длине троса сама Земля вытягивает трос вертикально. Есть приемы для предотвращения намотки. 

[Lons]

При выпускании троса с грузом вниз, этот груз будет переходить на более низкую орбиту с более высокой линейной скорость, 

C какого это бодуна груз вдруг ни с того и с сего начнёт спускаться на более низкую орбиту??  На космической станции, как известно, господствует НЕВЕСОМОСТЬ, так что выпускай-не выпускай трос, а груз как летел так и будет продолжать лететь рядом со станцией. 

[Pribavkin]

C какого это бодуна груз вдруг ни с того и с сего начнёт спускаться на более низкую орбиту??   На космической станции, как известно, господствует НЕВЕСОМОСТЬ, так что выпускай-не выпускай трос, а груз как летел так и будет продолжать лететь рядом со станцией.  

Я не знаю в каком классе Вы учитесь, но возражать авторам изобретения вряд ли Вам стоит.
Например, Валерий Иванович Щербаков является кандидатом технических наук, заведующим
кафедрой теоретической механики и теории механизмов и машин, Военно-космической
академии имени А.Ф.Можайского Министерства Обороны.
В 2009 г. издательством «Лань» было выпущено учебное пособие «Основы математической статистики и теории случайных процессов», написанное В. И. Щербаковым в соавторстве с И. В. Хрущевой и Д. С. Левановой. Изложение материала учебного пособия, его содержание, логическое построение, а также глубина и строгость обусловлены требованиями учебных программ по наукоемким специальностям политехнического вуза и научно-педагогическим опытом и методическими разработками его авторов.
А теперь о сути их изобретения в колхозном изложении:
1. Летит спутник, из которого со скоростью 1-15 м/сек назад по ходу полета выталкивают спускаемый аппарат. Любому колхознику понятно, что при этом спутник получит некоторый импульс вперед, а спускаемый аппарат, наоборот, потеряет некоторую скорость, то есть он перейдет на более низкую орбиту, окажется ниже спутника и даже перегонит его.
2. Одновременно выпускают трос, причем так, чтобы он не тормозил движение спускаемого аппарата. То есть трос стравливают.
3. Когда трос стравлен на всю длину, ситуация оказалась какой? Спутник летит себе, спускаемый аппарат оказался ниже него и даже впереди. Но трос кончился и в результате произошел рывок, из-за чего спутник получил еще один ускоряющий импульс, а спускаемый аппарат еще больше тормознул, то есть потерял немного скорости.
4. В таком положении спускаемый аппарат повиснет на спутнике и будет колебаться как маятник в поле тяготения Земли довольно долго, так как воздуха почти нет.
5. Но авторы сделали так - как только спускаемый аппарат начал своё первое колебательное движение, они отстреливают спускаемый аппарат в самой нижней точке. В этой точке спускаемый аппарат имеет скорость, направленную назад относительно спутника. Поскольку трос отстрелен, то спутник получает дополнительный ускоряющий импульс и выходит на более высокую орбиту, а спускаемый аппарат получил тормозящий импульс (так как его скорость еще больше уменьшилась относительно той, какая была). То есть он войдет в плотные слои атмосферы и начнет тормозится атмосферой.
Вот и получается, что спускаемый аппарат сошел с орбиты без ракетного движка, а спутник без движка вышел на более высокую орбиту.
Этот эксперимент спецы давно предлагают провести на системе МКС-"Прогресс", но кто-то тормозит его.
Скорее всего америкосы - они хотят быть впереди в области космических тросовых систем, а другим всячески мешают. Тем более России.  

[ival]

Этот эксперимент спецы давно предлагают провести на системе МКС-"Прогресс", но кто-то тормозит его.
Скорее всего америкосы - они хотят быть впереди в области космических тросовых систем, а другим всячески мешают. Тем более России.  

Этот "кто-то" читал в розовой юности учебник Перышкина. Спецам не повезло учиться в советской средней школе, в этом всё дело.

[Ltlekz49]

Закрутка и намотка троса на спутник бывает в самом начале выпуска троса, но при достаточной длине троса сама Земля вытягивает трос вертикально. Есть приемы для предотвращения намотки.  

У двух тел, находящихся на разновысотных круговых орбитах разная и линейная и угловая скорости.
Поэтому, оттолкнутый назад груз переходит на эллиптическую орбиту с тем же апогеем, но меньшим перигеем, и меньшим периодом обращения. Впереди спутника он окажется почти через полный виток, но дёрнуть спутник вперёд не сможет (его линейная скорость в этой точке на те самые 1-15 м/с меньше скорости спутника) - это небесная механика говорит.
Придётся таки использовать тормозной двигатель, правильнее это делать  в нижней точке давая импульс приводящий к выравниванию угловой скорости, выпуская трос дальше и регулярно повторяя работу тормозного двигателя.
Когда груз достигнет верхней атмосферы, обеспечивающей торможение груза до равных угловых скоростей - вот тогда тормозной двигатель становится не нужен, но у спутника будет регулярно отбираться энергия - это крах идеи.