Ich habe mir die höhenverstärkten SSTO-Designs aus den 90er Jahren angesehen, die entworfen wurden, um von modifizierten Düsenflugzeugen auf Starthöhe gehoben zu werden, und ich habe über Hummeln nachgedacht und mich gefragt, ob Bioschiffe, die für Frachttransfers von der Oberfläche in die Umlaufbahn verwendet werden, Insektenflügel verwenden könnten gewinnen Sie an Höhe, bevor Sie eine Flüssigtreibstoffrakete verwenden, um in die richtige Umlaufbahn zu gelangen.
Was ich wissen möchte, ist, ob es für ein Lebewesen mit einem Gewicht von etwa 15.000 Tonnen, das voll beladen ist, metabolisch lohnenswert wäre, biomechanische Insektenflügel zu verwenden, die eine ähnliche Struktur haben wie die einer Biene, Wespe, oder Libelle usw. ... sie müssen nicht materiell identisch sein, tatsächlich bin ich mir ziemlich sicher, dass sie nicht (sind solche in dieser Größenordnung überhaupt materiell möglich?) Höhe gewinnen können, bevor sie eine Flüssigwasserstoff-Sauerstoff-Rakete angreifen oder Wäre es effizienter, direkt vom Boden aus zu boosten?
Ich glaube, dass Hummeln die stoffwechseltechnisch effizientesten Flügel aller Organismen haben, aber wenn Sie wissen, dass dem nicht so ist, dann verwenden Sie das, was auch immer als Vergleichsgrundlage gilt. Basieren Sie die Energiekosten von Kraftstoff auf der Elektrolyse von Wasser.
Ich habe mir diese Frage zu Motorsystemen für Bioschiffe angesehen , möchte aber wissen, ob es sich lohnt, Flügel zu verwenden, um an Höhe zu gewinnen, bevor ein bestimmter Motor verwendet wird, in diesem Fall ein Raketenmotor mit Wasserstoff-Sauerstoff-Flüssigbrennstoff.
Wie schon oft hier und an vielen anderen Orten gesagt, besteht das Problem beim Fliegen in den Weltraum nicht darin, hoch genug zu fliegen (ein Flug von Amsterdam nach Tokio legt eine längere Luftlinie zurück als ein Flug von Cape Canaveral zur ISS, Sie könnten die Entfernung zum Weltraum zurücklegen an einem Tag mit dem Fahrrad und ein bisschen Bewegung), aber es geht mehr darum, schnell genug zu sein.
Die Umlaufgeschwindigkeit beträgt etwa wenige Kilometer pro Sekunde. Was können Insektenflügel erreichen, wenige Meter pro Sekunde? Und sie müssten nicht nur den Körper anheben, sondern auch den gesamten Treibstoff, den die nachfolgende Raketenstufe benötigen würde.
Der einzige Vorteil, den ich vorhersehen könnte, wäre, die maximale Q-Zone zu erreichen, bevor die Rakete gestartet wird. Aber die maximale Q-Höhe beträgt etwa 11 km, weit über das Niveau hinaus, auf dem Insekten fliegen können.
Um es kurz zu machen, ich sehe keinen Vorteil.
TL;DR: Sie können ein Ding in der Größe eines Space Shuttles nicht wie eine Hummel fliegen lassen, weil die Technik nicht maßstabsunabhängig ist.
Zusätzlich zu den offensichtlichen Problemen (z. B. sparen Sie gegenüber einem herkömmlichen Raketenstart nur sehr wenig) besteht das andere Hauptproblem darin, dass Bienen klein und leicht sind, während Dinge, die als Frachtfahrzeuge von der Oberfläche in die Umlaufbahn gelten, sehr viel sind keines von beidem.
Das alte Zitat, dass ein Hummelflug aerodynamisch unmöglich sei, ist offensichtlich ein Haufen Schuster, aber eine Hummel von der Größe eines Space Shuttles kann eindeutig nicht so fliegen wie ihre winzigen Prototypen. Viskose Kräfte auf etwas, das mehrere zehn Meter lang und mehrere zehn oder hundert Tonnen schwer ist, können weitgehend vernachlässigt werden , aber für Insekten sind sie in der Tat sehr wichtig. Lesen Sie diese Physik-SE-Antwort zu diesem Thema.
Darüber hinaus werden Sie sehr schnell aus der Fassung geraten, wenn Sie anfangen, sich mit Fragen der Steifheit und des Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses der Materialien auseinanderzusetzen, aus denen Sie Ihre Bioschiffe züchten. Um es zu stark zu vereinfachen: Das Vergrößern der Dinge macht sie entweder unangemessen schwer oder unangemessen schwach (das gute alte Quadratwürfelgesetz, das so viele fiktive Megafauna und riesige Mechas getötet hat). Welche vermeintlichen Effizienzen Sie auch immer dachten, mit denen Sie beginnen würden, werden längst vorbei sein.
Endlich... warum Hummeln? Sie sind nicht die stärksten oder schnellsten Insekten; Sie haben einen netten Trick, ihren Körper aufzuheizen, damit sie früher am Tag aktiv sein können als andere pollenjagende Fluginsekten, und sie sind mäßig wendig und können ziemlich gut schweben, aber keine dieser Eigenschaften ist sehr nützlich für etwas, dessen Hauptaufgabe darin besteht, einige schwere Sachen nach oben zu tragen, in einen völlig anderen Flugmodus überzugehen und den Vorgang dann umzukehren. Die Verwendung eines Flugmechanismus, der für keines dieser Dinge optimiert ist, erscheint seltsam!
(Oh, und zu guter Letzt, wenn Sie 15000 Tonnen schwere, künstlich entworfene biologische Konstrukte herstellen können, die in der Lage sind, mit eigener Kraft zu fliegen und im Weltraum zu überleben, sind Sie sicherlich in der Lage, etwas viel Einfacheres zu tun, wie die Implementierung eines der vielen Mittel ohne Raketen Weltraumstart ?)
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