Welche Arten von atmosphärischen Störungen (und anderen Problemen) würde mein Skyhook verursachen?

Bei dieser Frage:

Wo kann ich meinen Space Elevator verankern?

Wir bekommen ein neues Material:

Dank der jüngsten Entdeckung von Handwavium-Filamenten, die im Prinzip auf jede beliebige Länge extrudiert werden können, werden wir Weltraumaufzüge früher bauen können, als die meisten Menschen erwarten würden.

In meiner Antwort auf diese Frage wird deutlich, dass wir lieber kostenlos in den Orbit fliegen würden, als einen Weltraumaufzug zu benutzen. Wir würden dazu einen rotierenden Skyhook verwenden.

Von der Wikipedia-Seite:

Ein rotierendes Halteseil ist eine Art Kabel, das die Erde mit einer Spitzengeschwindigkeit umkreisen würde, die seiner Umlaufgeschwindigkeit entspricht (etwa 7-8 km/s). Die Spitze würde sich nach unten drehen und sich in Richtung der Erdrotation bewegen. Es würde mit geringer Geschwindigkeit in die Atmosphäre eintreten und eine Nutzlast vom Boden oder der Atmosphäre aufnehmen. Dann trägt er es in den Weltraum.

Eine Boeing-Studie aus dem Jahr 2000 stellte jedoch fest, dass „der Versuch, die Spitzengeschwindigkeit des Halteseils auf 4,0 km/s (13.000 ft/s oder Mach 13) zu senken, eine Masse des Skyhook-Haltebands erfordern würde, die größer als das 200-fache der Nutzlastmasse ist.

Ich bin mir nicht sicher, ob "niedrige Geschwindigkeit" Mach 13 bedeutet (wenn es auf die Atmosphäre trifft) oder nicht. In anderer Literatur (heh, Wikipedia ist Literatur) verlängern sie das Halteseil, so dass die Nutzlast/der Befestigungspunkt früher kommt und auf dem Boden bleibt, um Zeit zu haben, Dinge zu verarbeiten/in den Container zu bewegen, den Skyhook zu verlängern, um mehr Zeit am Boden zu haben, dann ein sanftes Abheben (obwohl, wenn man sich das Zeug noch einmal ansieht, dieses Beispiel auf dem Mond war, ohne Luftwiderstand an der Oberfläche).

Aber auf jeden Fall vermute ich, dass dies eine Art Wirkung in / auf die Atmosphäre / das Seil haben wird, wenn es irgendwo über Mach 1 liegt.

Würde ein rotierender Skyhook in der oberen Atmosphäre die Schallgeschwindigkeit erreichen? Oder noch schlimmer, weiter unten im dickeren Teil der Atmosphäre? Wie weit breiten sich Überschallknalle aus? Welche Arten von atmosphärischen Störungen (und anderen Problemen) würde mein Skyhook verursachen? Bei Mach 13 würde ich auch eine Menge Erwärmung erwarten (wie viel? Genug, um eine Nanoröhre zu verdampfen?) sowie eine nachlaufende Kurve; was die Zeit am Boden/am Anschlagpunkt verkürzen würde.

Kleiner Kommentar: Die "78km/s" sollten "7-8 km/s" sein, wie auf der Wikipedia-Seite beschrieben. Ich habe mich gefragt, warum etwas, das die Erde umkreist, diese Art von Geschwindigkeit hat.
Sie haben wahrscheinlich einen m-Strich auf der Wikipedia-Seite verwendet, der keinen Scheiß wert ist (weshalb ich nie m-Striche verwende).

Antworten (1)

Der Punkt eines rotierenden Skyhook ist eigentlich, dass er keine Geschwindigkeit erreicht und nicht in die Atmosphäre eindringt. Das untere Ende wäre an seinem tiefsten Punkt in der Rotation nahezu geostationär, das obere Ende wäre bei Umlaufgeschwindigkeit.

Es ist physikalisch unmöglich, einen rotierenden Skyhook zu bauen, der durch die Atmosphäre geht, der damit verbundene Luftwiderstand würde die Rotation schnell stoppen, sodass Sie die Rotation verlieren, und darüber hinaus würde die Umlaufbahn mit ziemlicher Sicherheit instabil werden.

Wenn Sie durch die Atmosphäre kommen, haken Sie sich am unteren Ende ein und das zieht Sie dann in eine höhere Umlaufbahn und gibt Ihnen eine Umlaufgeschwindigkeit, an der Sie losgelassen werden. Sie müssen sich daran erinnern, dass das Aufsteigen auf LEO nur ein Teil des Problems ist. Das Beschleunigen bis zu dem Punkt, an dem Sie nicht wieder herunterfallen, kostet auch viel Energie.

Der Skyhook würde jedoch im Allgemeinen zu keinem Zeitpunkt in die Atmosphäre eintreten, Sie müssten selbst aus der Atmosphäre herausklettern. Der Skyhook hilft, indem er Ihnen Umlaufgeschwindigkeit und ein wenig Höhe gibt, wenn Sie den größten Teil des Kletterns bereits selbst erledigt haben.

Ich glaube, Sie haben den Teil verpasst, der "vom Boden aus" sagt. Bitte versuchen Sie, die Frage zu lesen. Ja, es gibt Optionen, die nicht zu Boden gehen. Cool.
@ user3082 Ich habe es gelesen. Rotierende Skyhooks gehen jedoch nicht durch die Atmosphäre. Wenn sie es täten, würden sie sehr schnell aufhören zu rotieren. Ich habe einen weiteren Absatz hinzugefügt, um das klarer zu machen.
Exzellent. Bitte bearbeiten Sie die Wikipedia-Seite und sagen Sie ihnen, dass es für einen Skyhook unmöglich ist, durch die Atmosphäre zu fliegen. Sie werden wahrscheinlich wollen, dass Sie eine Quelle zitieren.
„Die Version mit dem besten Potenzial beinhaltet ein viel kürzeres Halteseil in einer niedrigen Erdumlaufbahn, das sich in seiner Umlaufbahnebene dreht und dessen Enden die obere Erdatmosphäre berühren, wobei die Rotationsbewegung die Umlaufbahnbewegung in Bodennähe aufhebt.“ - dieser Teil des Wikipedia-Artikels erscheint vernünftig.
„Die Spitze würde sich nach unten drehen und sich in Richtung der Erdrotation bewegen. Sie würde mit niedriger Geschwindigkeit in die Atmosphäre eintreten und eine Nutzlast vom Boden oder der Atmosphäre aufnehmen.“ - dieser Teil nicht. Ich würde wirklich gerne eine Quelle sehen, weil das einzige Seil, von dem ich weiß, dass es den Boden erreicht, ein Weltraumaufzug ist. (Und wenn Sie in der Lage wären, einen rotierenden Skyhook zu bauen, der den Boden erreicht, dann würden Sie in erster Linie einfach einen Weltraumaufzug bauen, da er viel nützlicher und tatsächlich einfacher zu bauen ist).
Vertrauen Sie nicht allem, was Sie auf Wikipedia lesen.
Hmm, aber es würde sich nur so schnell bewegen, wenn es senkrecht zur Erdoberfläche steht. Wenn es der Vertikalen immer näher kommt, nimmt seine Geschwindigkeit ab, bis es sich überhaupt nicht mehr bewegt. Der Widerstand sollte diese Geschwindigkeit schneller verlangsamen, als wenn alles angepasst ist, und der Widerstand sollte sie verlangsamen, wenn sich die Erde von ihr wegzieht / sie sich nach oben dreht.
Wenn es einen rotierenden Skyhook geben könnte, würden Sie auf keinen Fall 80-500 km mit einem Weltraumaufzug klettern, wenn Sie kostenlos fahren könnten (wobei kostenlos bedeutet, dass "keine Energiezufuhr erforderlich ist", um diese "freie Energie" zu erhalten Natürlich müssten Sie die Länge, Massen und Rotationsgeschwindigkeiten aktiv verwalten, um alles, was sich bewegt, zu kompensieren (und jedes Mal Verluste für den gesamten Luftwiderstand)).
Ja, im Wesentlichen wirkt jedes Mal, wenn es in die Atmosphäre eintritt, ein Luftwiderstand nach unten und nach oben. Sie müssen all diese Energie irgendwoher ersetzen, und mir fällt kein vernünftiger Weg ein. Die Materialstärke, die für ein Halteseil erforderlich ist, das dazu in der Lage ist, ist ebenfalls enorm, sogar größer als die, die für einen herkömmlichen Weltraumaufzug benötigt wird.
Eigentlich ist das Besteigen eines Weltraumfahrstuhls einfach, man hat nur Elektromotoren und einen großen Aufzug. Der Energiebedarf ist ziemlich gering, Sie könnten es wahrscheinlich sogar mit nur Sonnenkollektoren und Batterien auf dem Aufzug tun, wenn Sie wollten.
Einfach, Sie würden Energie ersetzen, indem Sie Ihre andere Hälfte des Halteseils weiter von der Erde entfernen (oder Gewichte an Ihrem Halteseil jonglieren).
Energie gibt es nie „umsonst“, man muss sie immer irgendwo reinstecken.
Ja, Sie stehlen Energie aus der Rotationsperiode der Erde. Aber das machen wir gerade mit Raketen.
Diese Diskussion hat zu lange gedauert, fühl dich frei, dich uns im Worldbuilding-Chat anzuschließen, und wir können weiter darüber reden. chat.stackexchange.com/rooms/17213/worldbuilders-general-chat
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