Wie groß ist die Aufprallkraft eines versagenden Weltraumaufzugs unter den folgenden Bedingungen?

Die lokale intelligente Spezies auf einem relativ erdähnlichen Planeten hat einen Weltraumaufzug gebaut. Es ist entlang des Äquators verankert. Aufgrund unglücklicher Umstände (und möglicherweise göttlicher Eingriffe) fällt das Gegengewicht des Aufzugs (vermutlich immer noch irgendwie mit der Leine verbunden) zurück in Richtung des Planeten und trifft auf eine Eiskappe am Nordpol.

Genauer gesagt würde ich gerne wissen, wie hart es den Planeten treffen würde . Informationen darüber, was die Auswirkungen eines solchen Aufpralls wären (dh ob Tsunamis oder Schockwellen jeglicher Art ausgelöst würden) wären nett, aber nicht notwendig. Ich verstehe, dass es in Wirklichkeit unwahrscheinlich ist, dass das Gegengewicht eines Weltraumaufzugs auf den Planeten zurückfällt. Ich interessiere mich speziell für die Wirkung selbst, nicht unbedingt für die Ereignisse, die sie in Gang gesetzt haben.

Sie können einige der Zahlen und Details über die genaue Größe / Zusammensetzung des Aufzugs nach Bedarf fummeln. Ich nehme an, dass der Anker direkt auf dem Äquator eines Planeten mit der Masse der Erde liegt, mit dem Gegengewicht etwa 62.000 Meilen über der Oberfläche des Planeten. Das Gegengewicht und das Halteseil bestehen aus einem biomechanischen Gitterwerk aus organischem Material und anorganischen Kabeln, die stark genug sind, um den auf sie ausgeübten Belastungen standzuhalten. Das Gegengewicht selbst ist ein teilweise hohles Raumdock, das für den Start von Raumfahrzeugen über den Planeten hinaus gedacht ist. Ich kann leider keine Quellen darüber finden, wie die Masse des Gegengewichts eines Weltraumlifts voraussichtlich sein wird, aber die Annahme, dass der Planet, den er umkreist, mehr oder weniger derselbe ist wie die Erde (gleiche Masse, gleiche Rotationsgeschwindigkeit, gleiche Zusammensetzung usw .)

EDIT: Aktualisiert mit mehr Details zum Aufzug.

Wie intelligent sind die Spezies, die am Nordpol einen Weltraumaufzug gebaut haben und erwartet haben, dass er über Wasser bleibt?
@Alexander Der Aufzug ist nicht am Nordpol angebunden, das Gegengewicht ist einfach auf den Nordpol gefallen.
Welche Kraft sollte das Gegengewicht im Raum halten?
Ehrlich gesagt habe ich mich da noch nicht wirklich entschieden. Es geht darum, was passieren würde, wenn ein Weltraumlift den Nordpol treffen würde, nicht darum, wie der Weltraumlift bis zu diesem Zeitpunkt gebaut oder gewartet wurde. @Alexander
Wenn Sie einen Space Elevator kaputt machen, fällt das Gegengewicht nicht auf den Planeten. Das Gegengewicht windet sich in einer elliptischen Umlaufbahn mit der Periapsis dort, wo das Gegengewicht war, als der Bruch auftritt. Sie müssen hart arbeiten , damit das Gegengewicht den Planeten trifft. Es ist weniger Arbeit, es auf Fluchtgeschwindigkeit zu bringen.
@notovny Es gibt keine geostationären Umlaufbahnen direkt über dem Nordpol. Es ist ein Rätsel, wie Sie den Aufzug dort bauen würden, aber wenn Sie dies tun würden, wäre das Gegengewicht nicht im Orbit (hätte es als Weltraumaufzug funktioniert und relativ zur Bodenstation des Aufzugs stationär geblieben).
@JBH Ah, okay. Ich schreibe die Frage um.
Die Frage ist etwas weit gefasst: Damit es einen nennenswerten globalen Effekt gibt, müssten wir wissen, wie groß das Ding ist, das an die Oberfläche fällt. Aus welcher Höhe fällt es? Ist es fest wie ein Meteor oder "offen" wie ein Weltraumdock / eine Weltraumeinrichtung?
Beachten Sie auch, dass Weltraumaufzüge (laut WP) am Äquator verankert sind und angesichts der Bewegung des Gegengewichts wahrscheinlich nicht in den Nordpol stürzen. Es wird wahrscheinlich irgendwo entlang des Äquators einschlagen.
@JBH Ich habe die Frage ein wenig aktualisiert. Hoffentlich ist das etwas besser? Ich habe leider noch nicht viele der richtigen Nummern für den Aufzug konkretisiert, also musste ich einige Details verfälschen.
@MUSE-42 Welche Masse hat das Gegengewicht. Wie schnell wirft der Gott es, ist es auf unkontrollierten Wiedereintritt ausgelegt?
Ich habe für die Wiedereröffnung gestimmt. Sie müssen eine Masse für das Gegengewicht auswählen. Das Gegengewicht in einem Aufzug entspricht normalerweise etwa dem Gewicht der Kabine + 0,5 der maximalen Last. Die Regeln für einen Weltraumaufzug sind etwas anders, aber wahrscheinlich kein Problem. Wählen Sie also Ihr maximales Gewicht, dann nehmen wir an, das Auto hat 5% dieses Maximums, also 0,55 * maximale Belastung. Bearbeiten Sie Ihre Frage damit und IMO gibt es genug, um die Frage zu beantworten.
Vereinbarung mit JBH. Die Frage kann nur beantwortet werden, wenn eine Masse für das Gegengewicht vorhanden ist. Buchstäblich alle physikalischen Berechnungen für den Aufprall beruhen auf dieser Zahl. Ich werde wieder abstimmen, aber wenn Sie nicht bald eine Nummer drin bekommen, wird es nicht lange dauern.
Ich stimme nicht für eine Wiedereröffnung, es sei denn, es sind Massen verfügbar, denn sonst ist "wie schwer" bedeutungslos.

Antworten (2)

Annahme: Bedingungen auf der Erde, sollten ähnlich auch auf anderen Planeten eintreten.

  1. Als selbstverständlich vorausgesetzt: Das Gegengewicht landet auf dem Nordpol (ungewöhnlich angesichts der Tatsache, dass das g des Gegengewichts von der Erde entfernt ist, dominiert von der Zentrifugalkraft, um das Kabel unter Spannung zu halten; das wahrscheinlichste Szenario wäre, dass das Gegengewicht in den Weltraum projiziert wird). Angesichts der Tatsache, dass sich das Gegengewicht auf einer äquatorialen Umlaufbahn befand, wird der Aufprall sehr wahrscheinlich sehr nahe an der Tangentiallinie liegen (streifender Einfall - etwa 5 Grad). Das bedeutet einen längeren Durchgang durch die Atmosphäre, der Aufprall wird den Großteil des Auswurfs in den Weltraum projizieren. Ein nicht unerheblicher Anteil wird auf die Erde zurückfallen, eine Reihe von sekundären Tunguska-Ereignissen in der Größenordnung werden auftreten, aber der Großteil der Aufprallenergie wird von den Auswürfen weggetragen. Ein Beispiel für einen schrägen Einschlag auf dem Mond ist der Messier-Krater

  2. Die zweite Sache, an die Sie denken sollten, ist das Kabel selbst. Wenn nicht jemand ein dehnbares Unobtainium-Material (so dünn) von Hand wellt, wird das Kabel eine beträchtliche Dicke (auch wenn es sich verjüngt) und eine beträchtliche Masse haben . Darüber hinaus beträgt die Länge des Kabels das 2,5- bis 3-fache des Durchmessers des Planeten, da es weit über die geostationäre Umlaufbahn hinausreichen muss. Das heißt, wenn das gesamte Kabel auf die Erde zurückfällt, wird es die Erde für eine gewisse Länge (und Zeit) umkreisen - erwarten Sie Hyperschallgeschwindigkeiten gegen Ende des Kabelfalls; eine Peitsche aus Tausenden von Tönen, die über den Himmel geht, sich durch die Atmosphäre brennt und ungefähr dreimal um die Welt geht.

Eine bessere Frage wäre, WIE das passieren würde. Sie müssen ehrlich gesagt Ihre gesamte Situation überarbeiten.

Ich würde das Wort absinken, nicht fallen, weil es nicht fallen würde. Einige Dinge können jedoch sein Umlaufbahnmuster destabilisieren, was dazu führen kann, dass es seine Flugbahn unkontrolliert ändert.

Vor allem ein sehr großes vorbeiziehendes Objekt oder eine Kollision könnte es in eine starke Neigung werfen (wir sprechen von etwas von der Größe eines mittelgroßen Mondes) und die Nord-Süd-Stabilisierungskabel könnten abscheren. Mit genügend Kraft könnte dies dazu führen, dass der Aufzug so weit destabilisiert wird, dass er in die obere Atmosphäre eindringt, wo er die verbleibenden Fesseln abreißen und in eine zerfallende Umlaufbahn des Aerobreaks gelangen würde.

Dies würde dann einige Wochen bis einige Monate dauern, bis die Umlaufbahn vollständig zerfallen wäre, was zu einer Kollision irgendwo auf dem Planeten führen würde.

Dies würde nicht über Nacht passieren, und ein Großteil der Geschwindigkeit würde in der Atmosphäre absorbiert, und wie bei jedem Objekt, das mit Umlaufgeschwindigkeit in die Atmosphäre eintritt, würde der größte Teil des Gegengewichts abbrennen. Der Aufprall würde einfach mit einer hohen Endgeschwindigkeit erfolgen, ähnlich wie bei einem großen Meteor.

Um die Situation zum Laufen zu bringen, gehen Sie davon aus, dass das Gegengewicht gut abgeschirmt und sehr groß ist. Sonst würde es einfach verbrennen.

Ach, faszinierend! Der Planet hat einen ziemlich großen Mond, obwohl ich wetten würde, dass der Aufzug unter Berücksichtigung seiner Gravitationsstörungen konstruiert wurde. Ich werde dies bei der Entwicklung der Idee im Hinterkopf behalten!
Ich bin mir nicht sicher, ob ich das von Ihnen beschriebene Szenario verstehe. Wollen Sie damit sagen, dass die Leine durch die Atmosphäre gezogen wird und dass das Gegengewicht stark genug gezogen wird, um es herunterzubringen?
Wie groß ist die Aufprallkraft eines versagenden Weltraumaufzugs unter den folgenden Bedingungen?
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