שְׁאֵלָה:
כיצד יישמר המומנטום הזוויתי של מעלית חלל?
Quietghost
2017-07-28 22:42:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

שאלה זו מטרידה אותי מזה זמן. ראשית רקע קטן. אנו יודעים כי מעלית חלל היא בעצם חבל (מאוד) ארוך עם אסטרואיד כבד מחובר בקצה השני הרבה מעבר למסלול גיאוסטציונרי. למסלול זה יש תאום זוויתי כלשהו הקשור אליו, בעיקר $ L = M_ {ast} \ omega h $ כאשר $ h $ הוא הגובה מעל מרכז האדמה ו- $ \ omega $ הוא המהירות הזוויתית של כדור הארץ.

אבל רגע! אם אנו רוצים לשלוח משהו למסלול גיאוסטציונלי דרך מעלית החלל, אנו מגדילים את המומנטום הזוויתי של המערכת ב- $ L_ {new} = M_ {ast} \ omega h + M_ {obj} \ omega h_ {GSO} $. אז ברור שהמומנטום הזוויתי חייב להיות מסופק על ידי משהו.

אך אם הוא סופק על ידי האסטרואיד, המומנטום הזוויתי שלו חייב לרדת וזה יוביל לחוסר יציבות במערכת שכן $ \ omega $ יצטרך לרדת . אי אפשר לספק אותו רק על ידי כדור הארץ (אלא אם כן אנו משתמשים בקוטב נוקשה ארוך מאוד).

אז שאלתי היא לפיכך: אילו שיטות הוצעו לשמר את המומנטום הזוויתי של מעלית חלל ?

תוספת סופית: מצאתי ב- ויקיפדיה שמהירות מסלול ה- GSO היא 3.03 קמ"ש. אפילו עם דלק LH2 / LOX, זה מסתדר לחלק המוני של $ \ כ -2 $. אז אם היינו רוצים לשלוח מטען של 20 טון ל- GSO, נצטרך מינימום של 20 טון דלק, וזה מזניח כל ציוד לאחסון ושימוש בדלק זה או להעלאת 40 טון מסה מעל פני האדמה. אני גם מרגיש שאריזת 20 טון חומר נפץ ליד מעלית החלל (היקרה מאוד!) שלנו היא לא הפתרונות המושכים ביותר.

אם המעלית מעוגנת על פני כדור הארץ, כדור הארץ הוא בנק התנע. מטען עולה או יורד יפעיל כוח קוריוליס מערבה או מזרחה. דחיפה זו גורמת לגל. כאשר גל זה יגיע לכדור הארץ, הוא יזיז את המסה הפלנטרית הענקית רק דקה.
@HopDavid: למעט עלייה / ירידה יהיה הרבה יותר איטי מהגל - זה יהיה יותר כוח מתמשך. אבל כן, זו התמצית והתשובה שעליך לפרסם: מומנטום של כדור הארץ המושך במעלית ומכריח אותה לשמור על קשר. דבר אחד שיש לזכור; המעלית לא נשמרת בשיווי משקל של 0 גרם ב- GEO - היא למעשה מושכת החוצה, הקצה הנגרר מפעיל יותר כוח כלפי חוץ מכפי שהצד הפנימי יוצר באמצעות משקל, וההפרש עובר דרך העוגן לכדור הארץ ומושך את המעלית.
@SF. "למעט עלייה / ירידה תהיה הרבה יותר איטית מהגל" בשום אופן לא אמרתי אחרת.
אחד תשובה:
John Liungman
2018-02-15 18:41:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

שאלה מצוינת, לעתים נדירות עוסקת בתיאורים של מעליות חלל.

בתיאוריה, ניתן לספק את המומנטום הזוויתי הנוסף בחלקו על ידי צמצום המומנטום של כדור הארץ. עם זאת, אין שום סיבה שהתחנה בקצה הכבל לא תחווה גם אובדן מומנטום. זה נכון במיוחד בסוף העלייה.

האנרגיה הדרושה לספק את המומנטום הזוויתי יכולה להילקח ממסה הנעה כלפי מטה (אשר, לעומת זאת, צריכה להאט), אך מכיוון שמסה זו לא תהיה תנועה מתמשכת (כמו נוזל בתוך צינור) אך כרכרות דיסקרטיות, ככל הנראה היינו מקבלים כמה תופעות גל מעניינות. טיפול בתנודה זו נראה כאתגר עצום.

גישה מעשית יותר תהיה שימוש ברקטות אופקיות על כרכרת המעלית, בירי ברציפות, אך הדבר יחבל ברוב הכלכלה של טכנולוגיה זו, כמתואר במקור. הודעה. היית זקוק לאותן רקטות שיורים לירידה, אגב ... (בניגוד לחלליות החוזרות, איננו יכולים להשתמש בחיכוך כדי להפחית את מהירות הזווית.)



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...