Обсуждение способов безракетного запуска с Земли

[Vavanzer]

А вообще пращу можно даже сейчас было бы испытать, саму технологию - на каком-нибудь Кубсате и центрифугой  с длинным, но очень тонким и лёгким тросиком, что можно было бы запустить одним запуском.

Ее можно и виртуально испытать! Програмное моделирование.
 И почему то у меня первое что в голову приходит - трос после отого как подцепит (поймает) груз, начнет тупо наматываться на ось, вокруг которой вращается!) А эта ось сместится навстречу новому образовавшемуся центру масс!)))
  Ручная праща (которая веревка на палке) работает за счет силы реакции опоры. В невесомости все по другому будет.

[Vavanzer]

  Аэродинамические запуски))) Чет вроде развивается понемногу.
 https://naked--science-ru.turbopages.org/turbo/naked-science.ru/s/article/cosmonautics/v-ssha-proveli
  https://bibimot.ru/9559-kogot-rvetsja-v-nebo-amerikancy-ispytyvajut-giperzvukovoj-apparat.html?ysclid=m3nz0q6j66855959887

[MenFrame]

И почему то у меня первое что в голову приходит - трос после отого как подцепит (поймает) груз, начнет тупо наматываться на ось, вокруг которой вращается!)

Ось вращения небесного крюка чисто умозрительная идея(как и ось вращения земли) намотаться на нее не чего не может.
Когда трос подцепит груз, он начинает пращей ускоряться и подниматься вверх, в верхней точке его отцепляют и он летит по геопереходной орбите в сторону геостанционара, луны. В случае бросания камней с луны все происходит в обратной последовательности. Так же думаю можно совершить другой трюк, при подъеме груза в верх можно начать разматывать трос, тогда кинетическая энергия троса и груза перейдет в потенциальную энергию высоты, и трос просто зависнет в верхней точке. Тогда его можно отправить на более низкую орбиту или вообще спустить по тросу в зону невесомости.

[Vavanzer]

Ось вращения небесного крюка чисто умозрительная идея(как и ось вращения земли) намотаться на нее не чего не может.
Когда трос подцепит груз, он начинает пращей ускоряться и подниматься вверх, в верхней точке его отцепляют и он летит по геопереходной орбите в сторону геостанционара, луны.

   Тогда нужен не трос, а палка, негнущаяся.
 Трос не сможет придать ускорение , тк если его наяать раскручивать за один конец, он начнет наматываться на катушку!
 Единственный вариант - трос вращается нижней частью против орбитальной скорости, верхней, соответственно, вперед. Цепляет груз в нижней точке, летящий с той же скоростью. И перекидывает его вверх и вдоль уже линии полета вчей системы . Тогда одно только натяжение будет работать. Вверху соответственно скидывает.

[MenFrame]

Единственный вариант - трос вращается нижней частью против орбитальной скорости, верхней, соответственно, вперед. Цепляет груз в нижней точке, летящий с той же скоростью. И перекидывает его вверх и вдоль уже линии полета вчей системы . Тогда одно только натяжение будет работать. Вверху соответственно скидывает.

Так и работает праща.... Изучай

[Vavanzer]

Так и работает праща.... Изучай

  Вот вот, оно самое! Правильно я знач придумал )))
  Только в любом случае потом нужна будет новая порция импульса центральному грузу, для восстановления орбитальной скорости.
   Захват первичный можно с помошью включения электромагнитов сделать, чтоб отскока не было!... Потом уже клешнями зацепить.

  Единственный минус - надо будет подзаправлять постоянно рабочим телом. Ну и сложность попадания. Одно дело - стыковка на орбите, когда никто никуда не падает, и другое - суборбитальный балистический полет, одноразовый.

[MenFrame]

Только в любом случае потом нужна будет новая порция импульса центральному грузу,

Нужна, в документе предлагают два способа первый взаимодействие троса с ионосферой(низкая производительность), второй захват грунта с луны(высокая производительность) Вместо грунта в принципе можно захватывать отработавшие спутники которые спускают с геостационара, туристы, производство в невесомости вообще не нуждаются в отцеплении.
  Я так же думаю можно использовать прямоточный ионный двигатель.

Ну и сложность попадания.

Совсем необязательно стыковать трос стык в стык затцепными устройствами. Намного проще просто скрестить троса пращи и трос груза. Троса обмотаються относительно друг друга, а кошки на концах зафиксируются относительно друг друга.

[Vavanzer]

Вместо грунта в принципе можно захватывать отработавшие спутники которые спускают с геостационара

Там на попадание и маневры больше топлива уйдет))) Тем боле если у орбиты катапульты будет наклон.
 

туристы, производство в невесомости вообще не нуждаются в отцеплении.

   Как вариант еще , частичная компенсация за счет возвращаемых ступеней.
 Но, в целом, грузов будет отправляться в любом случае больше! На самые разные нужды.

 

Совсем необязательно стыковать трос стык в стык затцепными устройствами. Намного проще просто скрестить троса пращи и трос груза. Троса обмотаються относительно друг друга, а кошки на концах зафиксируются относительно друг друга.

   Я то имел в виду что то вроде электромагнита, шайба большая, к ней приближаемся, включаем и прилепляемся.
  Можно конечно еще что то вроде жерди, метров 100-200 шириной, а из корабля трос выстреливается с якорем, и наматывается на нее при встрече при встрече. Потом отрубается при отстыковке!))

  Интересно, просто, как все это в реалии прокатит!)) Тк окно попадания очень узкое, и в пространстве и во времени. Действовать надо крайне быстро и четко!

[MenFrame]

Там на попадание и маневры больше топлива уйдет)))

Там основная задача самолету ГПВРД оказаться в нужной точке в нужное время. Судя потому что вытворяют ступени Маска эта задача вполне решаемая. Топлива вы много не потратите на маневры, у вас на это просто не будет времени.

Тк окно попадания очень узкое, и в пространстве и во времени. Действовать надо крайне быстро и четко!

Для стропаля да, маловато времени, для быстрой электроники и механики одной секунды зависания троса вполне достаточно.

[Vavanzer]

Топлива вы много не потратите на маневры, у вас на это просто не будет времени

  Как раз таки, ожидание зацепа потребует расхода доп топлива.
  Все эти стыковки га орбите и посадки возвращаемых ступеней - все это происходит на малых скоростях. Там проще. Тут то "крюк" будет удаляться, рандеву с ним наверняка недолгое будет в точке перегиба (кстати, интересно сколько оно будет длиться!?)

  На счет маневров с дальних орбит - они тож требуют расход и на изменение орбитальной скорости, и на коррекцию. Да и спутников не так то много, чтоб ими "топить печку", скидывая в обратном направлении.
  Таскать гиунт с Луны - тоже как то слишком утопически выглядит.

[LonelyWanderer]

  Я так же думаю можно использовать прямоточный ионный двигатель.

А вот удачное решение этой технологии очень упростило бы эту задачу. Но это должен быть мощный двигатель, или много маленьких, чтобы его тяга превышала торможение троса об атмосферу. Ну то есть площадь захвата рабочего тела должна быть сопоставимой с площадью поперечного сечения троса. Если трос длиной, допустим, километров 30, и, допустим сантиметра 3 толщиной (цифры просто чтобы приблизительно прикинуть, всё это умозрительно), то площадь поперечного сечения составит аж 900 м2. Это квадрат 30*30 метров. Такого примерно размера должен быть воздухоприемник такого ионного двигателя, чтобы он мог компенсировать торможение троса,  и быть в плюсе, разгонять всю систему, если скорость выхлопа будет километров 20/с. Ну там зависит от скорости выхлопа многое. Конечно, если будет 200 км/с, то, если математика с физикой мне не изменяют, необходимая площадь воздухозаборника в данном примере уменьшатся до 9 м2 (или до 90? Кинетическая энергия квадрата скорости же в обе стороны работают), что будет уже более внятно и достижимо.

[LonelyWanderer]

Была мысль ещё, что праща такая может иметь не низкую орбиту, а вытянутую, с афелием в пару тысяч км, чтобы в разы снизить аэродинамическое сопротивление во время между стартами., если не в десятки/сотни раз. Тут нужно считать оптимальный афелий, потому что в перигелии скорость будет расти, что может повысить требования ко всем деталям этой системы. Однако может не так существенно скорость вырастет, если афелий не задрать слишком высоко.
Но тогда возникнут стартовые окна, которые будут лишь время от времени появляться. Ведь то перигелий по мере вращения Земли окажется над Атлантикой, то над Африкой, то над Индийским океаном, а космодромы у нас не двигаются. Но это, возможно, не будет большой проблемой. Потому что праще всё равно нужно некоторое время на восстановительный разгон, да и запускаемый аппарат, если он будет стартовать с многоразового носителя самолетного типа, даст возможность расширить стартовое окно на +- несколько сотен километров от космодрома.

[Vavanzer]

то площадь поперечного сечения составит аж 900 м2. Это квадрат 30*30 метров. Такого примерно размера должен быть воздухоприемник такого ионного двигателя, чтобы он мог компенсировать торможение троса,  и быть в плюсе, разгонять всю систему, если скорость выхлопа будет километров 20/с. Ну там зависит от скорости выхлопа многое. Конечно, если будет 200 км/с, то, если математика с физикой мне не изменяют, необходимая площадь воздухозаборника в данном примере уменьшатся до 9 м2 (или до 90? Кинетическая энергия квадрата скорости же в обе стороны работают), что будет уже более внятно и достижимо.

   Как бы все это не изогнуло трос, сопротивлением. Его конец будет крутиться с бешеной скоростью, и тормозиться быстрее всего!
  Эта штука реально больше для безатмосферных штучек.
 Можно подальше от Земли разместить. Где и атмосфера не помешает и орбитальная скорость ниже. Только закидывать выше придется. Как бы вся выгода не была сведена к нулю!))

[MenFrame]

Если трос длиной, допустим, километров 30, и, допустим сантиметра 3 толщиной (цифры просто чтобы приблизительно прикинуть, всё это умозрительно), то площадь поперечного сечения составит аж 900 м2. Это квадрат 30*30 метров.

Нижняя часть троса будет изготовлена из полимера Zylon и имеет толщину 1,2 см у основания, при массе поднимаемого груза в 14 тон при 2,5G перегрузки. Если учесть что работа по подъему будет вестись на невращающемся тросе, нагрузку можно увеличить раз в 25.
К тому же с повышением высоты плотность воздуха падает довольно быстро. На порядок менее чем за 20 км.

(кликните для показа/скрытия)

Так что возможно все срастется.

[Vavanzer]

Так что возможно все срастется

  У этой системы есть один плюс интересный. Ее можно испытать в малом масштабе, небольшой длине. Мини-версию. Небольшой массы, доступную для средних РН. И пристыковать минт-спутник.
   Посмотреть как оно работает. Дант ли прирост скорости .
 Но наверное, на такое вряд ли пойдут, тк им проще за счет разгонных блоков срутник поставить на орбиту, и коррекцию дожать ионниками. Все равно их ставят почти на все спутники длительного пользования.

 Опять же, эта катапульта только одно направление прироста скорости даст. Вместо множества. И все равно надо движок ставить корректирующий орбиту!))
 Смысл в ней пропадает, по большому счету. Если только к примеру для строительства какой нибудь масштабной орбитальной станции, как воеменный подьемнвй кран, сойдет. Уменьшить себестоимость доставки большого количества стройматериалов.
 Но, как бы сама эта штуковина не стоила больше, чем предполагаемая "скидка" от ее использования)))

[Dem]

Что если с Луны разгонять потоком газа из большого сопла!?) И тормозиться об него же. С применением парашутов. Хотя бы частично разгон/торможение так делать.

Тормозиться вряд ли выйдет - в вакууме поток газа очень быстро рассеивается.
А вот разгонять - почему бы и нет?
Ну и если на Луне что-то будем добывать из реголита - то у нас образуется дохрена ненужного кислорода.

[Dem]

Совсем необязательно стыковать трос стык в стык затцепными устройствами.

А зачем вообще стыковать?
Нам что надо? Передать взлетающему обьекту импульс. А это можно и без физического контакта, ловим трос в катушку с током и протягиваем через неё

[Vavanzer]

Тормозиться вряд ли выйдет - в вакууме поток газа очень быстро рассеивается.

  Предпосадочное торможение. Не реактивное. Садиться на или в аэродинамическую трубу, дующую вверх, условно говоря)) Мягкая посадка на решетку, из которой дует воздух, примеру.

[Dem]

Садиться на или в аэродинамическую трубу, дующую вверх, условно говоря

Так в вакууме струи не особо выходит, в стороны разлетается при наличии хоть какой-то плотности

[Vavanzer]

Садиться на или в аэродинамическую трубу, дующую вверх, условно говоря

Так в вакууме струи не особо выходит, в стороны разлетается при наличии хоть какой-то плотности

Смотря какое соотношение статического и динамического давления в крайней части сопла!)) Тк разница есть. В распределении скорости молекул.
 Можно микро-капли выстреливать еще))) У них хотяб точно будет продольная составляющая скорости. Или тонкую струю жидкости с большой скоростью! Которая испарится, попав в вакуум!
  Попадать только надо будет точно в этот псевдоатмосферный поток))