Обсуждение способов безракетного запуска с Земли

[Константин ВАРБ]

имхо: проходить атмосферу надо "циркумлётами" основанными на Втором Начале Термодинамики, то есть практически энергетически даром.

то есть?

То есть применяя принципы функционирования сложных систем и овладев наведением диссиметрии  золотое сечение ++ 
Как-то вот так 
 

При взлёте ракеты энергия тратится на подъём из ямы, на разгон до орбитальной скорости и на трение об атмосферу. Сколько съедает атмосфера?

Боб как то давал расклады, но порядка половины массы можно было бы уверенно сэкономить.
Но это ракетные технологии.

[-Asket-]

Как ученый из Черноголовки научил метан и водород не взрываться

[electric]

допустим, километров 30...
...Какова максимальная высота башни, достижимая с помощью существующих материалов?

Лучшие бетоны имеют прочность на сжатие ~300 МПа и плотность 2500 кг/м³, реальная нагрузка должна быть раза 2 меньше. Получается максимальная высота 300 000 000 [Па] / 2 / 2500 [кг/м³] / 10 [н/кг] = 6 км для цилиндра, конус или пирамиду можно раза в 3 больше сделать. С нагрузкой на вершине и размещения в нагорье вершина может достичь 10...15 км.

[Golossvyshe]

Не нашёл соответствующей темы и решил создать новую.
Итак, космические лифты, "фонтаны", башни циолковского и прочее-прочее.
Что перспективнее всего?

Наиболее перспективен батут.
Рогозин, он врать не станет.  Он знает, чего говорит.

[Маска]

Строится башня километров 30 высотой с подъемником космических аппаратов.

Подавайте в суд,-проклятые плагиаторы опять украли сверхценную идею не признанного гения. 
http://www.dailytechinfo.org/space/7298-kompaniya-thoth-technology-patentuet-proekt-20-kilomerovogo-kosmicheskogo-lifta.html

[MC Именем]

Хотел добавить от себя, а что если построить максимально высокую башню, насколько это возможно (допустим, километров 30), а на вершине устроить какую-либо электромагнитную катапульту или центрифугу, разгоняющую КА до нескольких км/с, которому потребуется уже совсем немного топлива для доведения скорости до заветных 8 км/с ? В верхних слоях атмосферы реально разогнать всякими механическими способами КА до довольно высоких скоростей.

Да на 30 км еще первая ступень во всю работает. Выигрыша особого нет от такой сложнейшей конструкции.

[MC Именем]

Подавайте в суд,-проклятые плагиаторы опять украли сверхценную идею не признанного гения. 
http://www.dailytechinfo.org/space/7298-kompaniya-thoth-technology-patentuet-proekt-20-kilomerovogo-kosmicheskogo-lifta.html

Интересно, сколько можно будет осуществить запусков ракетоносителей Протон за деньги, которые потребуются на создание такой башни?

[LonelyWanderer]

Строится башня километров 30 высотой с подъемником космических аппаратов.

Подавайте в суд,-проклятые плагиаторы опять украли сверхценную идею не признанного гения. 
http://www.dailytechinfo.org/space/7298-kompaniya-thoth-technology-patentuet-proekt-20-kilomerovogo-kosmicheskogo-lifta.html

Идея башни не нова, её ещё Циолковский обмусоливал. Другое дело, как использовать преимущества дополнительной высоты и разряженности воздуха, и здесь я предложил центрифугу. Например, для электромагнитной катапульты просто не хватает места. Канадцы здесь ничего не предложили кроме как просто разместить космодром повыше на башне.

[LonelyWanderer]

Да на 30 км еще первая ступень во всю работает. Выигрыша особого нет от такой сложнейшей конструкции.

Отделение 1-й ступени на высоте чуть более 40 километров?
Данные Википедии о ракете "Протон":
- Стартовая масса 1-й ступени:  458,9 т
- Стартовая масса 1-й ступени:  168,3 т
- Стартовая масса 1-й ступени:  46,562 т

Первая ступень в два раза больше 2-й и 3-й вместе взятых, вообще-то.
Приблизительно можно говорить, если такой шар с центрифугой, как я говорил, создать повыше, на высоте 40 километров (для этого его размеры должны быть порядка 1500 метров), то можно запускать ракету "Протон" (не её саму, конечно, она должны быть специально сконструирована для таких запусков) без 1-й ступени, а только со 2-й и 3-й и иметь стартовую массу не 705 тонн, а 705-458,9 т = 246.1 т. При той же полезной нагрузке на опорную орбиту в 23 тонны. Экономия во-первых на топливе, во-вторых на 1-й ступени при каждом очередном запуске.

[electric]

Да на 30 км еще первая ступень во всю работает. Выигрыша особого нет от такой сложнейшей конструкции.

Уже 20 может дать очень большой выйграш. Если от туда сбрасывать корабль с первой ступенью на прямоточном реактивном двигателе, то, упав на 10, км он уже сможет запуститься и разогнать корабль до 2 км/с, используя дешёвый метан, массой в несколько раз меньшей топлива обычной ракеты вертикального взлёта.

Отделение 1-й ступени...
Экономия во-первых на топливе, во-вторых на 1-й ступени при каждом очередном запуске.

Также нужно учесть, что когда она отделяется, у ракеты уже есть скорость порядка 700 м/с

[LonelyWanderer]

Отделение 1-й ступени...
Экономия во-первых на топливе, во-вторых на 1-й ступени при каждом очередном запуске.

Также нужно учесть, что когда она отделяется, у ракеты уже есть скорость порядка 700 м/с

По отделению 1-й ступени имеется скорость всего 700 м/с? Я думал, честно говоря, что больше, и что меня будут критиковать. В моём предложении тросовой центрифуги на заданной высоте я рассчитал возможную скорость до 1500 м/с (и по пределам прочности кевларового троса и по центростремительному ускорению, которое может выдержать человек  получается примерно такая максимальная цифра). Таким образом, если там всего 700 м/с на высоте в 40 километров, тогда экономия ещё больше, чем я ожидал.

[electric]

(на хороших сортах стали можно достичь 2 км/с, а на нанотрубках можно разогнать и до 1-й космической, хотя это недостижимо из-за перегрева)

Сталь 600 м/с, пара-арамидное и/или углеродное волокно 1,5 км/с. Какие подтверждённые экспериментальные значения их прочности?

По отделению 1-й ступени имеется скорость всего 700 м/с?

Это минимум исходя из графика.

Ещё нужно учесть потери и нагрев за счёт трения об атмосферу.

[Uhbif]

Сколько съедает атмосфера?

Слезы она съедает. 300 м/с или около того.

[electric]

В башне можно сделать шахту с электро-магнитным ускорителем (ЭМУ). При ограничении 50 м/с² и высоте башни 25 км можно получить начальную скорость sqrt (2·(50-10)·25 000) = 1400 м/с, что в 1,6 раза уменьшит массу ракеты при эффективной скорости истечения газов 3000 м/с. Также эта скорость позволит использовать ГПВРД для первой ступени. Пиковая потребляемая мощность в момент вылета составит 0,1 МВт/кг, то есть для запуске КА массой 100 тонн понадобиться 10000 МВт, что является недопустимым броском для электросети. Поэтому понадобятся генераторы с маховиками суммарной массой равной максимальной массе КА, которые будут заранее раскручиваться от электросети. На предварительный разгон 200 тонн будет тратиться лишь 100 000 кВт·ч, стоящие в тысячу раз меньше первой ступени Союза.

Для такой шахты понадобиться около 5 км³ бетона, при стоимости 2000 р/м³ получается 1 трлн. рублей. Если предположить ~10-ти годовую окупаемость, то за год должно экономиться ~200 млрд. что соответствует ~1000 первым ступеням Союзов. Запускать каждые 8 часов по КА, думаю, получится, однако, вопрос: для чего?
Уменьшив высоту до 15 км, за счёт подземной шахты 10 км, можно раза в 2...3 сэкономить, сократив до 1 пуска в день для окупаемости, что лишь в 5 раз чаше, чем сегодня.
Также башня позволит разгонять до 1-ой космической тела, выдерживающий 1 км/с², например "болванки" стройматериалов или затвердевшего топлива, что значительно ускорит окупаемость.

Горизонтальный ЭМУ не годится из-за трения об воздух, вылет должен производится в разреженной атмосфере.

Про водород: вы хотите нам неприятность устроить?

Масса водорода для шара в 10 раз меньше оболочки и подвешенного груза. А сколько водорода в ракетах?

[MC Именем]

В башне можно сделать шахту с электро-магнитным ускорителем (ЭМУ).

У ракеты хотя бы есть системы аварийного спасения. А из этой шахты куда денешься?

[MC Именем]

Для такой шахты понадобиться около 5 км³ бетона, при стоимости 2000 р/м³ получается 1 трлн. рублей

А еще арматуру надо. И рабочим платить. И строительную технику уникальную создавать. Тут все 2 триллиона получится минимум.

[MC Именем]

Также башня позволит разгонять до 1-ой космической тела, выдерживающий 1 км/с², например "болванки" стройматериалов или затвердевшего топлива, что значительно ускорит окупаемость.

Вот этого маленько не понял. Это для лунной базы завоз планируете так делать?

[LonelyWanderer]

Ещё один интересный вариант центрифуги

А если не создавать никаких шаров, а разместить её на вершине одной из подходящих гор. Скажем высотой в 6000 метров. Понятно, что атмосферное сопротивление не позволит разогнать до большой скорости КА. На такой высоте получится разогнать не более, чем до 1 км/с, может и меньше из-за трудностей передачи крутящего момента от ротора через длинный трос. Да и высота не очень большая. Однако если не конце центрифуги соорудить планер-держатель ракеты, то можно добиться эффекта как в детских игрушках с планером, раскручивающимся на верёвке. При длине троса километров 40 удастся с помощью планера поднять ракету на высоту в километров 25 (с учетом высоты горы с расположенной на ней установки) и разогнать до тех же 1.5 км/с. При этом сопротивление воздуха внизу у основания системы не перегреет трос, т.к. чем ближе к ротору, тем ниже скорость троса будет в данной точке.
Выгоды по сравнению с вариантом на шаре налицо:
- не нужен шар, растяжки, длинный электрокабель;
- безопасность в случае с водородом или ненадобность дорогого гелия;
- упрощение и удешевление эксплуатации в целом;
- можно увеличить диаметр ротора для улучшения передачи крутящего момента на трос (шар сильно большой ротор не удержит), вплоть до сотен метров.
Недостатки:
- наобходимо применять катушку для разматывания троса по мере разгона, т.к. просто подвесить КА и начать раскручивать не получится.

[electric]

У ракеты хотя бы есть системы аварийного спасения. А из этой шахты куда денешься?

ЭМУ очень надёжные, в отличии от ракет.

[electric]

Вот этого маленько не понял. Это для лунной базы завоз планируете так делать?

Для освоения Солнечной системы. 1000 тонн в год на высокую орбиту и за 10 лет окупятся 2 трлн.