Обсуждение способов безракетного запуска с Земли

[Ulkolainen]

Я как-то считал, что стальной трос (из прочнейших существующих сортов стали) можно разогнать максимально до 1 км/с, но есть надежда, что более современные материалы, даже еще не нанотрубки, можно разогнать до 7.8 км/с

Если считали, то вдвойне странно  написанное Вами далее

Считать нужно, не надо сразу без расчетов отбраковывать, перегрузка от диаметра зависит.

- тросы ведь рвёт та же самая центростремительная сила, а не производственный брак: a=v²/R

трос длиной в 20-30, а может даже 40 километров не будет чем-то экстраординарным на фоне башни.

Зато он будет бесполезным.
Для обеспечения приемлимых перегрузок на 7,8 км/с  придётся строить карусель с радиусом 1000 км. Я бы сказал, что пирамида высотой до двухсот (безумная сама по себе) на её фоне менее колоссальна.

[LonelyWanderer]

Башня высотой 100 км и тросом 100 км (груз цепляем у поверхности), при скорости 3 км/с центростремительное ускорение 90 м/с2.
Несколько упрощенный вариант - 70 км башня и трос, скорость 2.5 км/с, - тоже 90 м/с2.
Для преодоления аэродинамического сопротивления нижней части и ускорения раскрутки троса внизу тоже можно разместить центрифугу и по достижении некоторой скорости отцеплять - тросы разойдутся и поднимутся в более разряженным слои атмосферы.

[cybertron]

3 км/с центростремительное ускорение 90 м/с2.

То же самое достигается разгонной полосой в 100 км.
Полоса будет дешевле  100 км башни. даже если делать вакуумный тоннель.

Кстати - Масковский Гиперлуп - практически прототип такой разгонной системы. Проект Гиперлупа Сан-Фрациско - Лос-Анжелес. Цена 7.5 милллиарда - дистанция 350 миль или 560 км. Практически готовая система для старта на орбиту.

[LonelyWanderer]

3 км/с центростремительное ускорение 90 м/с2.

То же самое достигается разгонной полосой в 100 км.
Полоса будет дешевле  100 км башни. даже если делать вакуумный тоннель.

Кстати - Масковский Гиперлуп - практически прототип такой разгонной системы. Проект Гиперлупа Сан-Фрациско - Лос-Анжелес. Цена 7.5 милллиарда - дистанция 350 миль или 560 км. Практически готовая система для старта на орбиту.

Ну вы же сами понимаете, что 3 км/с даже на самой высокой горе - это очень много, слишком плотная атмосфера..

[Serg53]

3 км/с даже на самой высокой горе - это очень много, слишком плотная атмосфера..

Делайте вакуумный тоннель в небе.
 

[LonelyWanderer]

3 км/с даже на самой высокой горе - это очень много, слишком плотная атмосфера..

Делайте вакуумный тоннель в небе.
 

Оппонент сказал, не надо башен и центрифуг на вершине - это дорого, лучше вакуумный тоннель. Но если вакуумный тоннель поднимать в небо - то это уже дороже будет, потому что тут не обойтись одной вертикальной башней, тут целую высоченную стену делать надо.

[Ulkolainen]

Башня высотой 100 км и тросом 100 км (груз цепляем у поверхности), при скорости 3 км/с центростремительное ускорение 90 м/с2.

То же самое достигается разгонной полосой в 100 км.

Хуже того: то же самое достигается башней без всяких тросов. Вавилонской, наверное...

[cybertron]

что 3 км/с даже на самой высокой горе - это очень много, слишком плотная атмосфера.

Да сколько там этой атмосферы...

При 3-х км в секунду - мы через 10 секунд в стратосфере. При 8-ми - через 3-4 секунды.
Если сделать снаряд достаточно массивным - то торможение об атмосферу при выходе из туннеля будет не слишком резким. Думаю можно смастерить системы охлаждения чтобы выдержали эти секунды нагрева.
Жидкий кислород или метан испарять на поверхности.
Вон в соседней теме по аэродинамике говорят что если сделать тупой нос - то будет создаваться защитный слой от нагрева.

Все равно на снаряде придется ставить двигатели для возвращения на Землю - они не дадут снаряду затормозится при проходе через плотные слои. (Снаряды обязаны быть многоразовыми если хотим чтобы система
имела экономический смысл)

[Ulkolainen]

При 3-х км в секунду - мы через 10 секунд в стратосфере. При 8-ми - через 3-4 секунды.

Это если стартовать вертикально вверх. Но тогда разгонный участок надо будет проложить вертикально вниз - иначе к линейному ускорению придется векторно плюсовать центростремительное.
Итого лёгким движением руки 100-километровая башня превращается в 100-километровую шахту.
Профит?

[LonelyWanderer]

Маглев градусов 30 хотя бы к горизонту надо делать. И поднимать до высоты хотя бы километров 20. Но всё равно нижний конец упрётся в мантию. Плюс к тому вообще вопрос, можно ли разгонять целые космические корабли до таких скоростей в маглевах, будет ли это работать, можно ли так эффективно управлять электромагнитизмом (при этом цена пуска должна быть вменяемой, устройство не должно напоминать термоядерный реактор). Это будет коллоссальная и дорогостоящая активная конструкция. Тогда как центрифуга - довольно простое устройство, чуть сложнее (в основном только в силу большей массивности) - детской карусели. Однако важный вопрос остаётся открытым - можно ли построить башню высотой хотя бы в 70 километров (ниже, например на 60 км, центрифуга не будет работать, аэродинамическое сопротивление длинного троса и малый рычаг не позволят раскрутиться). Да и 70 вопрос ещё, необходимый минимум 80 км, наверное.

То же самое достигается разгонной полосой в 100 км.

Хуже того: то же самое достигается башней без всяких тросов. Вавилонской, наверное...

Вообще 100-километровый трос конструктивно чуть-чуть проще 100-километровой магнитной системы.

[cybertron]

100-километровый трос конструктивно чуть-чуть проще 100-километровой магнитной системы.

Ну магнитные поезда уже ездят. Из электромагнитных пушек уже стреляют. А вот даже 1 км тросовой центрифуги еще никто не видел. И башни хотя бы в 20 километров.

Кстати для подьема туннеля даже не обязательно строить башню.  Имеется такой проект от 2012 года  - https://ru.wikipedia.org/wiki/Космический_трамвай


Так предполагалось что с использованием сверхпроводников верхний конец трубы можно будет поднять на высоту в 20 км (будет отталкиваться от провода проложенного на земле)

Все уже посчитано за нас.

1 стадия проекта -  беспилотный летательный аппарат с перегрузкой в 30 g в тоннеле длинной около 130 километров, выход из тоннеля на вершине 6км горы. На выходе аппарат испытает перегрузку
в 20g. Потеряет скорость до 0.8 км за время прохода атмосферы.

В первые секунды после выхода из пусковой трубки скорость нагрева с оптимальной носовой форме составляет около 30 кВ/см2 в точке застоя, хотя и значительно меньше для большей носовой части, но падает ниже 10 кВ/см2 через нескольких секунд. Планируется охлаждение с помощью транспирационной воды, кратковременно потребляя до ≈ 100 литров/м2 воды в секунду. Несколько процентов от массы снаряда в воде считается достаточным.

2 стадия со сверхпроводниками и магнитной левитацией - длиной 1600 км - уже для пассажиров.

Интересная возможность - построить туннель в Антарктиде - т.е тоннель выкопать во льду - резко снизив стоимость строительства.

[cybertron]

Кстати - стоимость 1-ой стадии проекта СтарТрама - в районе 20 миллиардов долларов.
Бюджет Роскосмоса - 2.7 млр доллара в год.
Если Роскосмос хочет опять выйти в лидеры - Он мог бы спокойно поднять этот проект лет за 10. С учетом что в России многие работы выполнить не так дорого - может быть и дешевле.

Никакой левитации и сверхпроводников в 1-ой стадии не нужно. Бери да строй. И забирай себе весь рынок запусков.

Запуск СтарТрамом - 50 долларов за 1 кг на орбиту.

[LonelyWanderer]

100-километровый трос конструктивно чуть-чуть проще 100-километровой магнитной системы.

Ну магнитные поезда уже ездят. Из электромагнитных пушек уже стреляют. А вот даже 1 км тросовой центрифуги еще никто не видел.

Ну вы сравнили. Магнитные поезда технически в тысячи раз проще того, что необходимо для запусков в космос. Они есть, потому что это средство транспорта. А километровые центрифуги просто не нужны сами по себе для хозяйственных нужд, да и крутиться они в тропосфере не будут.

1 стадия проекта -  беспилотный летательный аппарат с перегрузкой в 30 g в тоннеле длинной около 130 километров
2 стадия со сверхпроводниками и магнитной левитацией - длиной 1600 км - уже для пассажиров.

Для беспилотных летательных аппаратов с перегрузкой в 30g и центрифуга будут эффективнее. В частности, для 80-километрового троса при 30g скорость составит 4850 м/с.

Запуск СтарТрамом - 50 долларов за 1 кг на орбиту.

Это при какой интенсивности запусков? Нужно стоимость всей этой конструкции делить на количество и массу запусков, амортизацию сюда включать и т.д. В отличии от башни это активная конструкция, там постоянно надо будет чинить и менять электронику. А при разгонном участке в 1600 километров (верхняя часть которого будет работать с космическими скоростями), что-то мне кажется, это не будет дёшево.
Да и что вас так длинный трос пугает? 1600-километровый электромагнитный ускоритель не пугает, а трос пугает. Самое сложное в центрифуге - это башня, а не трос.

[Андрей 2]

Мне  предлагали разгонять   ракетоплан на разгонном устройстве по ж\д путям, но это вряд ли осуществимо с его габаритами.

[Ulkolainen]

Вообще 100-километровый трос конструктивно чуть-чуть проще 100-километровой магнитной системы.

Трос вообще прост, гибок и в предстартовом положении просто свисает с башни. На его конце закреплена ПН.
3--2--1... что? За счет каких (и куда приложенных) сил она приходит в движение?

Да и что вас так длинный трос пугает? 1600-километровый электромагнитный ускоритель не пугает, а трос пугает. Самое сложное в центрифуге - это башня, а не трос.

Некоторых и 2000 км не пугают: https://ru.wikipedia.org/wiki/Пусковая_петля
Консенсусная вешица, там одновремено и тросы и ускорители и вакуум в трубах. Не обсужалась еще?

[LonelyWanderer]

Вообще 100-километровый трос конструктивно чуть-чуть проще 100-километровой магнитной системы.

Трос вообще прост, гибок и в предстартовом положении просто свисает с башни. На его конце закреплена ПН.
3--2--1... что? За счет каких (и куда приложенных) сил она приходит в движение?

Всё так же, как у обычной карусели.
Понимая, что трос очень длинный, сверху и рычаг должен быть максимально большим - думаю, что несколько сотен метров реально сделать навесную фермовую конструкцию (кажется большой, но это тоже пустяк по сравнению с необходимостью строить очень высокую башню).
В такой башне, между прочим, есть ещё 1 большой плюс кроме собственно использования в качестве космодрома. На её вершине можно разместить много всякого - это дешёвая околоземная космическая станция с естественной гравитацией. Это внеатмосферные телескопы. Это узел связи и многое другое.
И ещё, по поводу того, что будет раскручивать тросы, я уже писал:

Для преодоления аэродинамического сопротивления нижней части и ускорения раскрутки троса внизу тоже можно разместить центрифугу и по достижении некоторой скорости отцеплять - тросы разойдутся и поднимутся в более разряженным слои атмосферы.

[cybertron]

>>>>>>Запуск СтарТрамом - 50 долларов за 1 кг на орбиту.

Это при какой интенсивности запусков?

Хех… Когда строили космодром Восточный - кто-нибудь спросил - При какой интенсивности запусков эти 13.5 миллиарда долларов окупятся?
         Когда с фанфарами запускали первый блок МКС - кто-нибудь спросил - какую пользу принесет эта бандура за 150 миллиардов долларов?
         Когда НАСА потратила 17 миллиардов на SLS  - стоимость который будет 1 миллиард долларов за пуск - ни одна живая душа и голоса не подала против.

А как предлагается дешевый запуск тысяч тонн в год за стоимость 2-х Восточных - сразу первый вопрос - "скока-скока?"

Ответ - 40-50 долларов за килограмм при 10 запусках в день по 35 тонн за раз. Т.е больше 100.000 тонн в год.

[cybertron]

Всё так же, как у обычной карусели.

Сомнения берут однако.

Для эксперимента возьмите палку длиной в метр. И привяжите к ней несколько ниточек - тоже длинной в метр. А теперь попробуйте раскрутить эту центрифугу вращая палку вокруг оси. Получилось без закручивания ниточек вокруг палки?

И да - ее придется останавливать и заново раскручивать для каждого запуска?

[cybertron]

Впрочем все это разговоры в пользу бедных.

Если Маск окажется прав со своими расчетами - и стоимость запуска Старшипа будет всего 2 млн за старт - то стоимость килограмм на орбиту будет стоить 20 долларов за килограмм. СтарТрам и все остальные отдыхают.

[Serg53]

можно ли построить башню высотой хотя бы в 70 километров

Можно построить коническую пирамиду высотой 100 км и диаметром основания 200 км. Угол при основании получатся 45 градусов, при вершине 90 градусов. Для этого потребуется насыпать всего-навсего 1,5 миллиона кубических километров грунта. Теоретически работа вполне выполнимая и не требует каких-то супер-материалов. Только наверху будет холодища ужасная и безвоздушное пространство. Как там можно будет работать людям? Одна только надежда, что к моменту окончания строительства появятся вполне работоспособные роботы.