Космический лифт

[Мастеров АВ]

Я уже писал о том, что Александр Багров рассчитал диаметр троса из углеродного нановолокна - у него получился диаметр 5 мм.

Трос должен иметь переменное сечение, поскольку
ему нужно поднимать не только груз, но и самого себя.

Такой трос (длиной 1000 км) будет весить под 300 тонн.
Трос из нанотрубки (диаметром 5 мм) выдержит нагрузку в 300 тонн ?

Конечно -  нет.

А ведь на расстоянии в 1000 км УСП уменьшится только на четверть.
Сколько будет весить трос, длиной 2000 км ?
Там УСП = 0.58 от g.

УСП на 3000 км = 0.46 от g.
УСП на 4000 км = 0.38 от g.
УСП на 5000 км = 0.32 от g.
УСП на 6400 км = 0.25 от g.
УСП на 9356 км = 0.165 от g. как на Луне.

[vamin]

  не знаю когда человечество свяжет тросом Землю и Луну но думаю искусственное кольцо на геостационарной орбите построит первым.  И уже от него будут спущены тросы на Землю и с него будут стартовать ракеты на другие планеты.

[Мастеров АВ]

  не знаю когда человечество свяжет тросом Землю и Луну но думаю искусственное кольцо на геостационарной орбите построит первым.  И уже от него будут спущены тросы на Землю и с него будут стартовать ракеты на другие планеты.

Не будет этого.
Экономически выгоднее грузы доставлять с Луны,
и главный груз - вода.

Расщепляя воду на водород и кислород на Луне,
эти газы (по трубам, под собственным давлением)
можно поставлять в точку Лагранжа, где и
заправлять ракеты.

А геостационарная орбита...
Какую выгоду даст ?
Да никакой !

[vamin]

А геостационарная орбита...
Какую выгоду даст ?
Да никакой ![/size]

  Выгод целый вагон....

торос с кольца имеет нулевую скорость относительно поверхностности Земли.
  По тросу реально поднять  любой груз на орбиту и оттуда отправить хоть на марс хоть на юпитер.  Уже сейчас за каждой страной закреплен свой участок орбиты, вот там она и будет строить свой участок сплошного кольца.  Поначалу это будет тысячу километров легких конструкций, потом жесткость участков будет увеличиваться, грузоподъемность лифтов рости.  Ну а там на кольце масса корабля уже не имеет значения хоть тысячи хоть миллионы тон. Вот на таких кораблях и будет осваиваться солнечная система.   На других планетах тоже будут построены такие кольца.  Путешествия между планетами станут практически бесплатными. Хозяйственная деятельность экономически оправданной.

[Мастеров АВ]

Из закона сохранения энергии и момента импульса следует:
стоит поднять на геостационарную орбиту массивное тело -
станция сойдёт с геостационарной орбиты.

Ну кто тебе сказал, что ты физику понимаешь ?

Ты (наверно) чинуша из сРАНой синагоги.
Там начальники сплошь - самонадеянные ослы-троечники.

Нихрена не знают, понимают и умеют ещё меньше,
но писдят уверенно, с апломбом несут откровенную чушь.

сРАНь нужно чистить от мусора.

[vamin]

Из закона сохранения энергии и момента импульса следует:
стоит поднять на геостационарную орбиту массивное тело -
станция сойдёт с геостационарной орбиты.

Ну кто тебе сказал, что ты физику понимаешь ?

Ты (наверно) чинуша из сРАНой синагоги.
Там начальники сплошь - самонадеянные ослы-троечники.

Нихрена не знают, понимают и умеют ещё меньше,
но писдят уверенно, с апломбом несут откровенную чушь.

сРАНь нужно чистить от мусора.

   Вот поэтому тебя и выгнали с НИИ что ты не можешь мыслить... а амбиций через край
    чтобы уравновесить груз на тросе будет использован груз выше геостационарной орбиты.  Тут главное чтобы была бы точка опоры для небольших неточностей- и такой точкой опоры будет сплошное кольцо.

[vamin]

  Сашок тебе в твоей синогоге не рассказали но энергия для доставки встречных грузов не нужна совсем.  Так устроена Вселенная. И не имеет значения с кем мы будем обмениваться грузами с Луной или Плутоном

[Pribavkin]

  не знаю когда человечество свяжет тросом Землю и Луну но думаю искусственное кольцо на геостационарной орбите построит первым.  И уже от него будут спущены тросы на Землю и с него будут стартовать ракеты на другие планеты.

http://www.nanonewsnet.ru/news/2009/mnogometrovye-volokna-iz-nanotrubok
Многометровые волокна из нанотрубок
Международная группа материаловедов долгие девять лет разрабатывала способ действительно массового производства длинных волокон из углеродных нанотрубок. Ученые разработали технологию, позволяющую изготавливать нановолокно толщиной 50 микрон из нанотрубок, практически неограниченной длины. Исследование увенчалось статьёй в Nature Nanotechnology.

http://www.nanonewsnet.ru/articles/2009/karbonovye-nanotrubki-nanoniti-dlinoi-v-kilometr
Карбоновые нанотрубки: нанонити длиной в километр
Специальные технологии производства позволяют создавать нити и листы из углеродных нанотрубок размером в миллионы раз больше их самих.
Полученные сведения о структурных, тепловых и электрических свойствах молекул углерода цилиндрической формы, означали что, в теории, эти молекулы могут быть использованы для изготовления невероятно прочных структур, таких как, например, космический лифт, который должен будет простираться на 62 000 миль от поверхности Земли, или уникальные компактные и быстрые цифровые компьютеры. Однако на практике было очень трудно выпускать в промышленных масштабах нанотрубки такой длины, чтобы можно было делать такие удивительные вещи.
Теперь же компания Nanocomp Technologies (Concord, New Hampshire) пытается приблизить будущее, массово производя нити и листы, сделанные из углеродных нанотрубок.

http://vpetrik.com/en/project/uglerodnye_nanotrubki
УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ
В специальной литературе приводится немало примеров уникальности их свойств. Нанотрубки в 50 тысяч раз тоньше человеческого волоса, в 1000 раз прочнее стали и намного легче пластика. Химическая стабильность, механическая прочность и меняющаяся (в зависимости от заданных параметров) электропроводность нанотрубок определяют широкий спектр их практического применения в наномасштабных материаловедении, электронике и прикладной химии.

http://news.eizvestia.com/news_technology/full/725-yaponskie-uchenye-rabotayut-nad-sozdaniem-kosmicheskogo-lifta
Японские ученые работают над созданием космического лифта
23.09.2014
Научная фантастика становится реальностью. Японская компания Obayashi заявила о готовности построить функционирующий космический лифт к 2050 году. Эта затея, в случае успеха, революционизирует космические полеты и перевернет мировую экономику.
Японский строительный гигант Obayashi работает над созданием космического лифта общей протяженностью 96 тысяч километров в космос.

Есть ещё одна американская фирма, которая пишет о выращивании нитей длиной в 1 км. Но свои технологии фирмы держат в секрете.

[vamin]

Японский строительный гигант Obayashi работает над созданием космического лифта общей протяженностью 96 тысяч километров в космос.

   Все правильно, груз на такой высоте будет вести как гелиевый шарик в атмосфере, натягивать трос.  в точке пересечения с геостационарной орбитой можно хранить какой угодно груз поднятый по частям, там собрать и без всяких реактивных двигателей отправить в любую точку солнечной системы. 

[Pribavkin]

Не будет этого.
Экономически выгоднее грузы доставлять с Луны,
и главный груз - вода.

Расщепляя воду на водород и кислород на Луне,
эти газы (по трубам, под собственным давлением)
можно поставлять в точку Лагранжа, где и
заправлять ракеты.

А геостационарная орбита...
Какую выгоду даст ?
Да никакой !

1. Японцы хотят к 2050 г. построить лифт длиной 96 тыс. км до стационарной орбиты и дальше. Тот кусок, который продлится далее 36 тыс. км будет играть роль противовеса.
2. Сейчас вывод 1 кг груза на синхронную орбиту стоит более 50 тыс. долл. Проф.-доктор Юрий Садов, который работает в Институте прикладной математики им. Келдыша) над стационарными лифтами (то есть над лифтами до синхронной орбиты) на одном видео говорит, что для доставки 1 кг груза по тросу до синхронной орбиты достаточно истратить энергии на сумму 100 руб. Есть разница?
3. Японцы по своему тросу намерены выводить аппараты в сторону внешних планет, не затрачивая топлива на разгон - разгон будут осуществлять центробежными силами, который действуют далее 36 тыс. км. Американцы для этой же цели хотят продлить трос до 200 тыс. км от поверхности Земли.
4. Выведя спутник на синхронную орбиту, потом можно будет его выводить на любую другую. В том числе околосолнечную.
5. Японцы намерены окупить все расходы по строительству этого лифта на выводе РАО (радиоактивных отходов), чтобы потом их сбрасывать на Солнце.
6. Даже, если из этого лифта ничего не получится, японцы оправдают все расходы на одном только применении углеродных нанотрубок в экономике.
Поэтому они смело, уже сейчас вкладывают миллиарды йен на эти цели. например, во всех университетах они сейчас обучают специалистов для этой отрасли. Углеродные нановолокна станут одной из компонентов нового технологического уклада, так как после из появления произойдет резкий сдвиг по прочности самых разных материалов.
Например, недавно в Новосибирске создали новый способ получения нанотрубок и в результате сразу в 200 раз снизилась их мировая цена. Это не длинные трубки, а порошок. Но добавление 1 % в алюминий увеличивает прочность алюминия сразу в 25 раз. Сейчас в Казани строят завод по этой технологии. То есть прочность топливных баков сразу увеличится.  В перспективе это позволит увеличить давление в баках ракет до сотен атм, а создавать это давление можно, газифицирую криотопливо (кислород, водород).
То есть ТНА у ракетного двигателя будет не нужен, а останется только сопло. А ТНА является самым сложным и самым капризным узлом в ракете.
Китайцы сейчас умеют стабильно выращивать нити длиной 18,5 см.

[Pribavkin]

  Сашок тебе в твоей синогоге не рассказали но энергия для доставки встречных грузов не нужна совсем.  Так устроена Вселенная. И не имеет значения с кем мы будем обмениваться грузами с Луной или Плутоном

Такой способ доставки грузов на стационарную орбиту по лифту методом встречных грузов недавно был запатентован в РФ..
Там опускаемый груз поднимает выводимый на синхронную орбиту груз.
Есть варианты использования центробежных сил, которые развиваются за синхронной орбитой.
Все тросы будут выполняться в виде широкой ленты - такие ленты нечувствительны к микрометеоритам. А от крупных метеоритов намечают использовать метод увода троса в сторону. Собственно говоря, именно этот метод сейчас и используют на МКС. Сейчас за крупным орбитальным мусором постоянно следят, а скоро начнут очищать орбиты от мусора.
Китайцы в своей долгосрочной космической программе  заложили способ тросовой посадки на Марс. Они трос хотят намотать на космический корабль, чтобы снизить облучение.
По их инициативе в Самаре была создана российско-китайская лаборатория по космическим тросовым системам.

[Pribavkin]

Александр Багров считает, что двигаться Лунная капсула вдоль космического троса будет по принципу Маглев.
При создании поезда Маглев разработчикам пришлось решать задачу гораздо более крутую, так как пришлось обеспечивать бесконтактную подвеску над рельсом с помощью магнитной левитации более чем тысячу тонн массы поезда вместе с пассажирами. После того, как обеспечен зазор поезда над рельсом, включается бегущее магнитное поле, который и разгоняет поезд.
А на космическом лифте давление на трос нет - там нужно обеспечить только дистанцию относительно ленты космического троса.
Ускоренное движение Лунной капсулы вдоль троса будет обеспечиваться бегущим магнитным полем. Так же будет осуществляться и торможение. При перевозке пассажиров ускорение требуется всего 1g. Только для перевозки грузов может потребоваться развивать большее ускорение.
Я думаю, энергию торможения изобретатели смогут накапливать или передавать по наноуглеродному тросу.
Сам наноуглеродный трос способен пропускать через себя ток в 1000 больше, чем обычная медь. То есть он способен передавать на Землю огромное количество энергии, вырабатываемой на Луне солнечными панелями или при сжигании лунного гелия-3 на ТЯЭС.
А в стратосфере Земли на конце троса будут летать излучатели, которые будут передавать энергию на наземные приемники.
Причем способность углеродных нанотрубок пропускать ток в 1000 раз больше, чем медь - это покамест предварительный результат. Есть некоторые данные, что этот ток можно увеличить на много порядков. Фактически может оказаться, что углеродная нанотрубка - это сверхпроводник, причем он сможет работать при обычных температурах.

[Pribavkin]

Стационарный космический лифт это, конечно, прекрасно, на на данном этапе гораздо более перспективными являются так называемые динамические тросовые системы. Это 2 космических аппарата соединяют тросом и раскручивают. Для этих целей тросы уже давно имеются, но этому яростно мешают главные конструкторы, который мечтают создать свою ракетус-грандиознус.
Это только Королев и Келдыш, которых заразил тросовыми идеями их начальник Фридрих Цандер, смогли начать работы в области развертывания динамических тросовых систем. Королёв уже готовил запуск 4-х ракет для таких экспериментов по разворачиванию и сворачиванию тросовых систем на земной орбите. Причем намечалось использовать не только корабли "Восход", но и "Союз".
Об этом пишет в своих воспоминаниях главный конструктор Юрий Тяпченко, который разрабатывал для этих экспериментов СОИ (Системы Отображения Информации) - это такие пульты управления, с которых намечалось выполнять все операции по развертыванию и сворачиванию тросовой системы.   
Я не один считаю, что грузы на орбиту можно доставлять с помощью тросовых систем.
Например:

1. http://blog-mashnin.ru/?p=1801
Гигантская праща будет доставлять грузы на Луну
09/04/2012
Ученые Института космических исследований (ИКИ) РАН разработали способ более дешевой доставки грузов с Земли на Луну при помощи построения группировки орбитальных тросовых систем и теперь изучают варианты исполнения проекта, сообщил в воскресенье руководитель пресс-службы ИКИ РАН Юрий Зайцев.
«Каждая такая система представляет собой связку из двух космических аппаратов, соединенных тросом. Ее центр масс движется по заданной орбите, а сама связка вращается подобно гигантской праще. Если в какой-то момент от одного космического аппарата связки отделить «груз», то за счет высвобождения энергии вращения «пращи» ему сообщается поступательное движение», – сказал Зайцев.
По его словам, «наиболее приемлемым вариантом транспортной системы «Земля-Луна» будет комплекс из трех тросовых систем».
«Две расположены на околоземных орбитах – круговой и эллиптической, и еще одна – на орбите около Луны. Управляемые перемещения груза от одной тросовой системы к другой превращает их в единую транспортную артерию», – сказал эксперт.

2. 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.

Как видим, ученые уже работают над способами тросовой доставки грузов на МКС. Тросы для этих целей уже давно были созданы, а сделать лебёдку не составляет проблемы. У меня имеется идея такой лебедки, но патентовать её я покамест не намерен.
Но, естественно, такие идеи на корню давятся главными ракетчиками, так как у них появится шанс остаться без хлеба с маслом и икрой.

[Мастеров АВ]

Pribavkin, повторяю:
при выводе на орбиту груза с Земли посредством лифта
будет приводить к нарушению стационарного состояния станции.

В конце-концов станция (вместе с лифтом)
упадёт на Землю.

[Pribavkin]

Pribavkin, повторяю:
при выводе на орбиту груза с Земли посредством лифта
будет приводить к нарушению стационарного состояния станции.

В конце-концов станция (вместе с лифтом)
упадёт на Землю.

Не-а! Он не упадёт на Землю, так как центробежные силы утянут его вверх, а потом можно будет выловить трос в космосе, смотать и вернуть.
Профессор Юрий Садов разработал конструкцию секционного лифта, который никуда не улетит и не упадёт на землю - его можно отремонтировать, заменив секцию. Как раз Садов и говорил, что при доставке 1 кг груза на синхронную орбиту будет израсходовано энергии на 100 руб.
У Садова научным руководителем обеих диссертаций был сам Келдыш.
 
http://www.mathnet.ru/php/archive.phtml ... n_lang=rus
О концепции нагруженного секционированного космического лифта


https://www.youtube.com/watch?v=SQUTwmMfp6g
Космический лифт профессора Садова
Интервью с Юрием Андреевичем Садовым, научным сотрудником Института прикладной математики им. Келдыша.
Для того, чтобы вывести на орбиту 1 кг груза надо израсходовать 100 кг топлива на создание тяги. Сейчас вывод 1 кг груза стоит 20 тыс. долл.
Трос дает опору, поэтому тратить топливо не нужно - нужно расходовать энергию.
Для поднятия 1 кг груза надо истратить 15 КВт энергии, то есть 100 руб.
Ю. А. Садов, А. Б. Нуралиева   

[Pribavkin]

http://do.gendocs.ru/docs/index-212849.html
Плотность тока, которую могут пропускать наноуглеродные трубки - оценки дают
до 1 ГА/см2.
Медные провода выгорают при плотности тока 1 MA/cm2, то есть при токе в 1000 раз меньше, чем наноуглеродные трубки.

П. С. Я думаю, получится гораздо больше, чем 1 гигаампер на квадратный сантиметр. Причем это не оценки даже, а эксперимент показал - там нулей агромадное количество.
Читаем пособие для вузов: Э.Г.Раков "Нанотрубки и фуллерены", 2006 г., стр. 127:
"Медный проводник диаметром около 3 мм проводит 2 млн. электронов в сек, в то время как углеродная нанотрубка диаметром 3 нм на 6 порядков больше".
Если мы пересчитаем с диаметра на площадь поперечного сечения, то получим, что нанотрубка имеет сечение в миллиард раз меньше, чем медный проводник. А проводит электронов в миллион раз больше, чем медный.
С медью уже все давным-давно ясно - в ней резервы давно вычерпаны и ожидать нечего.
А у углеродных нанотрубок еще и не начинали резервы черпать. Будут получены проводники с гораздо большей плотностью тока, чем у сверхпроводников. Причем не только при комнатной температуре, а, возможно, и при 800 градусах.
Я работаю в области сверхпроводников (создал самую большую сверхпроводящую катушку в России, причем она сейчас работает).
Я общался с изобретателем, который предлагает обычный по виду сверхпроводничок, но он способен пропускать 2 млрд. Ампер.
Что занимательно, но, когда он начал заниматься созданием этого сверхпроводника, то рабочая температура у него была 3000 градусов.
Это, само собой, тоже не очень удобно. Поэтому ему пришлось понижать температуру перехода в сверхпроводимость - это у него получилось.
У его сверхпроводника и у углеродной нанотрубки есть нечто общее, которое как раз и обеспечивает такую бешенную проводимость.
Естественно, реальные нанотрубки будут поначалу иметь меньшие параметры, но ведь тысячи изобретателей будет упорно двигаться вперёд и вычерпывать резервы.

[vamin]

Pribavkin, повторяю:
при выводе на орбиту груза с Земли посредством лифта
будет приводить к нарушению стационарного состояния станции.

В конце-концов станция (вместе с лифтом)
упадёт на Землю.

   Вот поэтому Саша ты и не мыслитель, слишком узко видишь.  Чуть в сторону от того чему тебя научили евреи и у тебя цейтнот.  Вот любопытно когда до тебя дойдет простая мысль, что все что выше геостационарной орбиты это уже противовес тому что ниже геостационарной орбиты?

[Ltlekz49]

   Вот поэтому Саша ты и не мыслитель, слишком узко видишь.  Чуть в сторону от того чему тебя научили евреи и у тебя цейтнот.  Вот любопытно когда до тебя дойдет простая мысль, что все что выше геостационарной орбиты это уже противовес тому что ниже геостационарной орбиты?

Но есть ещё одна штука, которую все СТАРАТЕЛЬНО ЗАБЫВАЮТ - сила Кориолиса.
Весь космический лифт вертикален и вращается с периодом в сутки.
Угловая скорость везде одинакова, а линейная пропорциональна радиусу вращения.
Поэтому на высоте 36000 км линейная скорость в 6 раз больше, чем на экваторе.
И если груз пошёл вверх, то его линейную скорость придётся постоянно увеличивать, чтобы сохранить вертикальность лифта.
Значит НЕОБХОДИМ реактивный двигатель компенсации Кориолисовой силы.
Не всё так просто, что кажется простым на первый взгляд.

[Pribavkin]

https://tengrinews.kz/progress/yaponiya-nachinaet-stroit-kosmicheskiy-lift-354153/Япония начинает строить космический лифт
Япония начинает строить космический лифт
23.09.2018
...За разработку проекта по созданию лифта взялась японская компания Obayashi Corporation. Проект космического лифта представляет собой план по строительству к 2050 году структуры, которая не только сможет доставлять в космос грузы, но и "нанижет" на себя космические станции и блоки для дальней отправки на Марс и Луну. На первом этапе строительства на низкую орбиту около 300 километров будет запущен спутник, на основе которого начнется конструирование космического корабля. После того как корабль будет готов, он поднимется на геостационарную орбиту и будет вращаться с той же скоростью, что и Земля, находясь постоянно над одной и той же точкой. На высоте 36 тысяч километров он начнет выпускать кабель из углеродных нанотрубок, а сам продолжит подниматься выше. Через восемь месяцев после запуска ракеты он достигнет высоты 96 тысяч километров, а кабель - поверхности Земли. С этого момента начнется работа по укреплению кабеля. По уже существующему кабелю на корабль, который со временем превратится в станцию-противовес, будут челноком доставляться материалы. После того как кабель достигнет прочности, позволяющей ему выдержать тяжесть 100-тонного подъемника, начнется строительство станции на геостационарной орбите, а затем и других станций на разной высоте...

[Pribavkin]

Но есть ещё одна штука, которую все СТАРАТЕЛЬНО ЗАБЫВАЮТ - сила Кориолиса.
Весь космический лифт вертикален и вращается с периодом в сутки.
Угловая скорость везде одинакова, а линейная пропорциональна радиусу вращения.
Поэтому на высоте 36000 км линейная скорость в 6 раз больше, чем на экваторе.
И если груз пошёл вверх, то его линейную скорость придётся постоянно увеличивать, чтобы сохранить вертикальность лифта.
Значит НЕОБХОДИМ реактивный двигатель компенсации Кориолисовой силы.
Не всё так просто, что кажется простым на первый взгляд.

Силы Кориолиса будут компенсированы силами натяжения троса и их вообще можно не учитывать.
Космический трос будет не просто висеть в пространстве, а он будет закреплен на судне и сильно натянут центробежными силами.
Судно нужно для того, чтобы уводить трос от столкновения со спутниками или крупным космическим мусором.
Сейчас МКС регулярно корректирует орбиту, чтобы избежать столкновение - на орбитами мусора следит специальная служба, которая даёт прогноз столкновения. А в случае троса корабль просто отплывёт в сторону на несколько сот метров в нужный момент.