Wie wird das CubeSat-Experiment von JAXA zum Testen des Weltraumaufzugs funktionieren?

Der Infobae-Artikel Japón inicia hoy el ambicioso proyecto de construir un ascensor espacial , der von Google aus dem Spanischen ins Englische übersetzt wurde

Japan beginnt heute mit dem ehrgeizigen Projekt, einen Weltraumaufzug zu bauen

und fährt fort (ebenso übersetzt):

Dieser Test ist der erste, der die Bewegung eines Behälters in einem Kabel im Weltraum untersucht. Bei dem Experiment werden zwei ultrakleine kubische Satelliten oder "Cubesats" von der Internationalen Raumstation (ISS) ins All entlassen.

Sie werden durch ein Stahlseil verbunden, an dem sich ein kleiner Container, der als Aufzugskabine fungiert, mit einem eigenen Motor entlang bewegt. Eine mit den Satelliten verbundene Kamera wird die Bewegungen des Containers im Weltraum aufzeichnen, so die japanische Zeitung The Mainichi unter Berufung auf Behörden der Japan Space Agency.

Jeder „Cubesat“ misst auf jeder Seite knapp 10 Zentimeter. Die „Cubesats“ werden mit einem 10 Meter langen Stahlseil verbunden, damit sich der „Aufzugswagen“ vorwärtsbewegen kann, heißt es in dem Bericht.

Das neue japanische Projekt wird der erste Versuch sein, einen Behälter ähnlich einem Auto durch ein Kabel im Weltraum zu bewegen. Wenn das Experiment erfolgreich ist, könnte es das Interesse am Transportsystem von Weltraumaufzügen erheblich steigern.

Frage: Wie werden die beiden CubeSats eine erhebliche Spannung in dem zwischen ihnen gespannten Kabel aufbauen und aufrechterhalten, die für einen realistischen Test erforderlich ist? Wird das Fahrzeug, das sich entlang der Seilbahn bewegt, eine eigene Energiequelle haben (z. B. Solar-Photovoltaik, Batterie, Aufziehfeder) oder wird die Energie durch Laser oder elektromagnetische Strahlung oder durch Leiter gestrahlt?

Antworten (1)

Der Cube-Sat kann die Spannung leicht aufrechterhalten, indem er im Tandem fliegt, und viele Formationsflugmissionen haben einen konstanten Abstand ziemlich gut eingehalten. Schauen Sie sich das MAST-Experiment (Multi-Application Survivable Tether) an. Es ist das ähnlichste, das ich finden konnte, und obwohl es nicht funktioniert hat, finden Sie möglicherweise weitere Informationen darüber, wie sie das System entworfen haben. „Nach dem Einsatz der beiden CubeSats vom P-POD-Einsetzer löst ein Timer einen Trennmechanismus aus, der die beiden Nanosatelliten auseinander drückt.Der obere CubeSat in Abbildung 3 wird einen 1 Kilometer langen, überlebensfähigen Hoytether zwischen den beiden Raumfahrzeugen einsetzen.Der untere CubeSat hat einen Haltemechanismus das es ihm ermöglicht, sich auf Befehl von der Leine zu trennen". Einen Cube-Sat an den anderen zu binden und dann das Aufzugsobjekt dazwischen zu starten, ist nur ein einfaches Experiment in beiden Missionen, aber die Länge des Halteseils war eine Herausforderung, da die vorgeschlagene Länge von 10 m im Vergleich zu früheren Missionen machbarer erscheint. Ein anderer Bericht, den ich gelesen habe, sagt nur, dass sie beabsichtigen, die Aufzugsbewegung im Weltraum zu überwachen, damit sie von einem Cube-Sat gestartet werden kann und / oder etwas Ähnliches wie ein Gegengewichtssystem hat, dh von einem Satelliten zum anderen einrollt oder ähnlich wie der MAST Bei der Mission kann der Aufzugskörper am pseudo-gespannten Halteseil auf und ab kriechen. Ich bin mir jedoch nicht sicher über die Aufzugsdynamik und habe eine Meinung zu dem System abgegeben. Ich hoffe, Sie finden es nützlich Ein anderer Bericht, den ich gelesen habe, sagt nur, dass sie beabsichtigen, die Aufzugsbewegung im Weltraum zu überwachen, damit sie von einem Cube-Sat gestartet werden kann und / oder etwas Ähnliches wie ein Gegengewichtssystem hat, dh von einem Satelliten zum anderen einrollt oder ähnlich wie der MAST Bei der Mission kann der Aufzugskörper am pseudo-gespannten Halteseil auf und ab kriechen. Ich bin mir jedoch nicht sicher über die Aufzugsdynamik und habe eine Meinung zu dem System abgegeben. Ich hoffe, Sie finden es nützlich Ein anderer Bericht, den ich gelesen habe, sagt nur, dass sie beabsichtigen, die Aufzugsbewegung im Weltraum zu überwachen, damit sie von einem Würfelsatelliten gestartet werden kann und / oder etwas Ähnliches wie ein Gegengewichtssystem hat, dh von einem Satelliten zum anderen einrollt oder ähnlich wie der MAST Bei der Mission kann der Aufzugskörper am pseudo-gespannten Halteseil auf und ab kriechen. Ich bin mir jedoch nicht sicher über die Aufzugsdynamik und habe eine Meinung zu dem System abgegeben. Ich hoffe, Sie finden es nützlich Ich bin mir jedoch nicht sicher über die Aufzugsdynamik und habe eine Meinung zu dem System abgegeben. Ich hoffe, Sie finden es nützlich Ich bin mir jedoch nicht sicher über die Aufzugsdynamik und habe eine Meinung zu dem System abgegeben. Ich hoffe, Sie finden es nützlichGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wie kann es die Spannung leicht aufrechterhalten, indem es im Tandem fliegt? Wenn Sie ein Beispiel hinzufügen können, wie zumindest eine der "vielen Formationsflugmissionen" die Spannung aufrechterhält, wäre das sehr hilfreich. Es ist sicherlich nichts falsch daran, Ihre Meinung einzubeziehen, aber ein Verweis auf sachliche, unterstützende Daten macht Stack Exchange-Antworten wertvoll (und gut angenommen). Vielen Dank!
Danke für die Bearbeitung! Stack-Exchange-Antworten sind am besten, wenn sie so geschrieben sind, dass sie gegen defekte Links beständig sind. Kannst du deinem Beitrag auch eine kurze Beschreibung hinzufügen? Haben sie die Zentrifugalkraft verwendet? Oder Triebwerke? Oder Gravitationsgradient? Oder etwas anderes? Ich weiß, dass es mehr Arbeit ist, aber einfach zu sagen „Die Antwort ist in diesem Wikipedia-Artikel“ ist nicht wirklich der beste Weg, um einen Stack Exchange-Antwortbeitrag zu schreiben.
Hey, @uhoh. Danke für die Vorschläge. Ich werde in Zukunft bessere Antworten lernen und schreiben.
Ich sehe keine Lageregelungssysteme im "Spulen" -Teil. Das würde bedeuten, dass die Spannung des Halteseils es schnell zurückziehen würde, wenn es nicht aktiv weggezogen wird. Höchstwahrscheinlich wird es gestreckt gehalten, indem der Cubesat vor der Trennung gedreht wird und eine "Bolo" -Konfiguration erstellt wird.
@SF. möchten Sie darauf näher eingehen? Ich würde auch gerne wissen, wovon du sprichst. Auch MAST hat Details gegeben, aber es ist schon einige Jahre her. Dieses ist im Jahr 2018 und ich habe kleine ADCS-Systeme für CubeSats gesehen, also könnte es höchstwahrscheinlich auch dort sein, wenn auch vielleicht ziemlich klein und begrenzt
@ RajathPai: Ich habe keine Quellen, aber die Logik schreibt Folgendes vor: Der Cubesat könnte sich um eine Querachse drehen, bevor er in zuerst 2 und dann in 3 Teile getrennt wird, die durch das Halteseil verbunden sind. Dann bewegt die Zentrifugalbeschleunigung beim Abrollen des Halteseils die Teile weg und hält das Halteseil gespannt, während sie einen gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen.
@SF dies könnte passieren, aber bei einem Einsatz von der ISS in 400 km Entfernung, denke ich, wird ihre Entfernung jedes Fahrzeug mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten tragen und daher werden sie beide in einer eigenen Umlaufbahn sein. Ich bin mir nicht sicher, ob sie sich trennen und die gleiche Höhe beibehalten oder die Höhe ändern, aber wenn sie sich ändern, kann die leichte Variation der Umlaufgeschwindigkeit vielleicht helfen, ein straffes Band aufrechtzuerhalten, und da sie Kohlenstoff-Nanoröhren testen, könnte es halten.
@RajathPai: Da es im Weltraum nur sehr wenig Dämpfung gibt, wird die Flexibilität des Halteseils die beiden definitiv zusammenziehen. Ohne eine aktive Kraft, die sie auseinanderzieht, wird die Leine nicht straff sein.
Wie werden die beiden CubeSats eine erhebliche Spannung in dem zwischen ihnen gespannten Kabel aufbauen und aufrechterhalten, die für einen realistischen Test erforderlich ist? Kann man genau erklären, wodurch die Spannung entsteht? Vielen Dank!