Лифт в космос

[A.S.]

Насколько известно, чем ниже орбита тем меньше период вращения - сила Ф -сила, пытающаяся ускорить движение этой точки.

[zverolovlev]

Но ведь эта точка не находится на орбите. Она висит 

[A.S.]

Если точка висит, то на неё всё равно действуют силы. Можно рассмотреть любую точку троса, расписать все силы, действующие на каждую молекулу, разве нет?
А если точка висит, она разве не на орбите???

[zverolovlev]

Если бы Останкинска башня стояла на экваторе, ее верхушка была бы на орбите или нет?

[A.S.]

На орбите действует сила центростремительного ускорения, сила тяжести(равная ей), они друг друга компенсируют. И сила, раскручивающая трос(нарисованная).

[zverolovlev]

Мне кажется, никакой силы раскручивающей трос нет. У нас есть сила тяжести и центробежная сила, обе направлены вдоль троса. Разве нет?

[Самодуров Владимир]

Напомню, чтобы оборвать странное зубоскальство, в чем ее смысл - вешается трос длиной 36 тыс. с противовесом на конце, лифтом посередине и привязкой к монолитному фундаменту внизу - в точке экватора. Поскольку противовес находится в геостационарной точке и вращается со скоростью 1 оборот в сутки, то он синхронизирован с вращением Земли. А удерживается на орбите центробежной силой, да (потому что длина троса вообще-то не 36 тыс. км ровно, а с небольшим избытком - это приводит к натяжению троса и удержанию его на орбите).

Так-так-так... А вот об этом и хочется-то спросить...

Откуда же всё-таки берётся эта самая центробежная сила? Насколько я понимаю, силы-то такой вообще нет. Появляется она только тогда, когда мы переходим в неинерциальную систему отсчёта.

hoarfrost, не заморачивайте сами себя  Когда Вы вращаете ведро на веревке - Вы сильно думаете о том, в какой системе оно находится и почему веревка натянута?  Здесь - в роли ведра - тот самый противовес, который расположен слегка дальше геостационарной орбиты - допустим, 36 тыс +1 км. На это высоте "правильная скорость" обращения чуть-чуть медленнее, чем сутки. Ну а мы - слегка все же разгоняем этот противовес - чтобы таки были ровно сутки. Поскольку скорость получается немного больше, чем надо, вот тут-то и появляется небольшая центробежная сила, которая натягивает и держит на весу весь трос с лифтами и т.п.
Для чего нужны встречные грузопотоки? Для того, чтобы взаимно конпенсировать удельные импульсы грузов - ясно, что у возвращающегося с орбиты груза (вы ракеты навечно, что ли, собрались в космосе оставлять  - о возвращении никто не подумал, я заметил - тока про лунные грузы почему-то вспомнили, и все  ) и у движущегося наверх - избытки удельных моментов относительно текущей расположения на "лифте" - разнонаправлены. И трос - если будет поток лишь в одну сторону - сначала "поведет" в сторону, а потом он "просто" сложится. Поэтому - либо встречные грузопотоки, либо конпенсация боковых моментов небольшой ракетной тягой при подъеме. Но первый вариант предпочтительнее. 

В общем, эта идея вполне реальна. Она обсуждалась последние века неоднократно в научно-популярной печати (в частности, в середине 70-х был целый цикл статей в Технике Молодежи). Честно говоря, я дико удивлен, что кто-то слышит то ней впервые и сходу решил, что эта идея из той же корзины, что идеи на наших "Горизонтах" . Вы меня удливляете, честное слово  И Новиков меня как раз тоже поэтому удивил - что-что, а мыслит он всегда точно и в сути обычно разбирается. Почему и удивился.

Кстати, НАСА откровенным дурдомом никогда в жизни не стало бы заниматься, это вы зря...

В общем, ребят, расстроили вы меня, честное слово. Видимо, "Горизонты науки" на этом форуме, похоже, приучили всех к тому, что любая идея, неукладывающаяся в обычные рамки - уже попахивает клиникой. И теперь все, чуть что, дуют на холодное. Нельзя так...

[zverolovlev]

Все это было замечательно описано у Артура Кларка в "Фонтанах рая".

Идея может и реальная, но слишком грандиозная. Нам бы чего попроще. Антигравитацию какую-нибудь

[Самодуров Владимир]

На орбите действует сила центростремительного ускорения, сила тяжести(равная ей), они друг друга компенсируют. И сила, раскручивающая трос(нарисованная).

Откуда она взялась? Господь Бог пальцем сбоку давит, что ли? Есть лишь две силы - тяжести (она больше у точек троса ниже геостационара) и центробежная (она больше у точек за уровнем стационарной орбиты). Если вся система сбалансирована, она находится в динамическом расновесии. Увы - дикие нагрузки на трос - две силы, рвущие его в разные стороны - вот это и есть главная и единственная пока неразрешимая проблема этого проекта...

[hoarfrost]

Я тут вот о чём подумал:

Допустим, что на геостационарной орбите у нас уж висит Станция. Станция большая и, следовательно, дающая много мусора. И если так произошло, что от неё к земле идут два троса, то спуская получающийся мусор, можно облегчить задачу подъёма нового груза по тросу. Но поскольку мусора всё-равно будет не больше, чем поднимаемых материалов, то самой станции придётся время от времени включать двигатели, которые будут удерживать на месте трос, по которому будет "карабкаться" новый груз.

В связи с чем возникает вопрос - а не может ли тут получится некоторая выгода, даже в том случае, если спускаемого мусора  не будет совсем?

То есть, что выгоднее - доставить на орбиту топливо, за счёт энергии которого удерживать станцию на орбите во время подъёма  груза, или же просто запускать ракету? Или же это одинаково выгодно/невыгодно?

И вот ещё - нам Кориолисово ускорение ничего не испортит?

[Натали]

Интересно, а ветровая нагрузка (простите, что говорю строительными терминами) учитываться будет? Поскольку ширина троса довольно большая при такой необычной длине, она должна быть очень велика. Атмосферные потоки на разной высоте конечно могут перемещаться в разных направлениях, но все же трос будет подвергаться такому воздействию, а в местах изменения направления движения воздушных масс всегда будет опасность разрыва. Запас прочности троса должен быть многократным  наверное.

[zverolovlev]

Ну, во первых, скорее всего трос будет оканчиваться на вершине какой-нибудь горы, а во вторых по сравнению с тем чудовищным натяжением по всей длине троса ветровая нагрузка не такая уж большая проблема. Представьте себе натянутую струну длиной больше 30000 км и только на последних 0.001 длины на нее осуществляется ветровое воздействие.

[hoarfrost]

Ну, во первых, скорее всего трос будет оканчиваться на вершине какой-нибудь горы,

Кстати, а он случайно не обязан начинаться на экваторе?

[zverolovlev]

Желательно, конечно, на экваторе, посему или Анды или Кения. С другой стороны, горы, как правило, сопряжены с сейсмической активностью, а схалявить пять-шесть километров при общей длине сооружения >30000 км как-то несерьезно 

Еще, можно два троса закрепить симметрично относительно экватора. Не уверен, но возможно это придаст дополнительную устойчивость системе.

[SpOdys]

В ночь с 12 на 13 апреля в ночных новостях по НТВ (сразу после матча "Бавария" -- "Челси") сообщили, что в НАСА на место Шона О'Киффа пришёл Майкл Гриффин. Затем показали сюжет, в котором рассказывалось: Артур Кларк во время своего приезда в Ленинград общался с инженером Юрием Арцутановым, рассказавшим ему о лифте на орбиту. После этого Кларк и написал "Фонтаны Рая". НАСА собирается начать строить лифт уже в 2017 году, а инвесторов надеется привлечь с помощью впечатляющего компьютерного ролика.

[zverolovlev]

Учитывая отсутствие необходимых материалов не очень-то в это верится К тому же надо решать: или космический лифт, или пилотируемый полет на Марс или база на Луне. На все сразу денюжек не хватит

[SpOdys]

К тому же надо решать: или космический лифт, или пилотируемый полет на Марс или база на Луне. На все сразу денюжек не хватит

Верно

[Sainton]

По моему данная конструкция просто невозможна: необходимая скорость растет примерно пропорционально квадрату расстояния до центра Земли.

[anovikov]

Скорость на орбите по мере удаления от Земли _падает_. На геостационарной орбите она составляет 42000*2*3.14/86400~3.05 км/с.

Создать космический лифт из волокон на основе нанотрубок реально точно, без их использования (с использованием лучших из имеющихся синтетических волокой типа Spectra 2000 и т.п.) - возможна с натяжкой. Но в целом довести нанотрубки проще.

[A.S.]

На орбите действует сила центростремительного ускорения, сила тяжести(равная ей), они друг друга компенсируют. И сила, раскручивающая трос(нарисованная).

Откуда она взялась? Господь Бог пальцем сбоку давит, что ли? Есть лишь две силы - тяжести (она больше у точек троса ниже геостационара) и центробежная (она больше у точек за уровнем стационарной орбиты). Если вся система сбалансирована, она находится в динамическом расновесии. Увы - дикие нагрузки на трос - две силы, рвущие его в разные стороны - вот это и есть главная и единственная пока неразрешимая проблема этого проекта...

Если взять отдельный спутник, орбита которого находится между геостационарной и поверхностью Земли, то у него период обращения будет меньше 24 часов. Почему мы не можем рассматривать участок троса как отдельное тело, ведь если небыло бы растягивающей силы он бы обращался быстрее?
Отсюда и идёт эта сила.