Woraus würde ein Weltraumaufzug auf dem Mond bestehen?

Okay, einige Weltraumschürfer fliegen in den Weltraum, um Helium-3 zu holen , und fliegen es dann zurück zur Erde, um es an Menschen außerhalb des Weltraums zu verkaufen. Das Ein- und Ausfliegen auf der Erde ist ziemlich teuer, also wollen sie einfach einen Aufzug ins All nehmen, aber sie können nichts finden, was groß genug wäre, um es darauf aufzubauen. Das Fliegen zum und vom Mond ist weniger teuer, aber immer noch teuer. Wie sich herausstellt, ist der Bau von Aufzügen vom Mond ins All kein allzu großes Problem, da es weniger Schwerkraft hat!

Woraus würde ein Aufzug vom Mond ins All bestehen? Wie viel Material wird für einen benötigt? Wie teuer wäre es?

@RichardGrant OP bezieht sich auf einen Aufzug vom Mond in die Mondumlaufbahn. Nicht von der Erde zum Mond.
Die Fluchtgeschwindigkeit von Erde und Mond beträgt 11200 m / s bzw. 2400 m / s, so dass die Umlaufbahn vom Mond viel einfacher zu erreichen ist. Außerdem beträgt die Rotationsgeschwindigkeit am Äquator für Erde und Mond 464,9 m / s bzw. 4,6 m / s, was bedeutet, dass Ihr Kabel muss viel länger ausfahren, um den Weltraumaufzug zu halten.
Wenn der Preis die Motivation ist, würden die Miner gar keinen Weltraumaufzug benutzen, sondern einen Massenantrieb. Stellen Sie sich eine Bahnstrecke entlang des Mondes vor, die die Nutzlast beschleunigt. Sobald die Nutzlast die Fluchtgeschwindigkeit (660 km/h) erreicht, lassen Sie sie los und sie fliegt in den Weltraum. Ein paar zehn Kilometer Bahn sind viel billiger als ein Weltraumaufzug, selbst wenn Sie eine Magnetschwebebahn benutzen. Stellen Sie nur sicher, dass das Raumschiff im Stil einer Achterbahn an der Schiene befestigt werden kann, damit es nicht zu früh davonfliegt.

Antworten (1)

Während Kohlenstoff-Nanotechnologie benötigt wird, um ein Halteseil für einen erdgebundenen Aufzug zu schaffen, ist ein Mondaufzug mit aktueller Technologie unter Verwendung hochfester, im Handel erhältlicher Materialien wie Kevlar, Spectra oder M5-Faser gemäß https://en.wikipedia möglich. org/wiki/Lunar_space_elevator

Es gibt zwei Punkte im Weltraum, an denen der Docking-Port eines Aufzugs eine stabile, mondsynchrone Position beibehalten könnte: die Erde-Mond-Lagrange-Punkte L1 und L2. L1 ist 56.000 km von der erdzugewandten Seite des Mondes entfernt (am Mondäquator) und L2 ist 67.000 km vom Zentrum der anderen Seite des Mondes entfernt, in genau entgegengesetzter Richtung. An diesen Stellen heben sich die Wirkung der Schwerkraft des Mondes und die Wirkung der Zentrifugalkraft infolge der synchronen Starrkörperrotation des Aufzugssystems auf. Die Gravitationsstabilität dieser Lagrange-Punkte ist nicht dauerhaft (L1 und L2 befinden sich in einem instabilen Gleichgewicht entlang einer geraden Linie zwischen Erde und Mond), aber solange kleine Trägheitsanpassungen vorgenommen werden, um geringfügige Gravitationsstörungen zu berücksichtigen, kann jedes dort positionierte Objekt dies tun stationär bleiben.

Beide Positionen sind wesentlich weiter oben als die 36.000 km von der Erde bis zur geostationären Umlaufbahn. Außerdem müsste das Gewicht des nach unten zum Mond reichenden Schenkels des Kabelsystems durch das weiter nach oben verlaufende Kabel ausgeglichen werden, und die langsame Rotation des Mondes bedeutet, dass der obere Schenkel viel länger sein müsste als bei einem erdgestützten System , oder von einem viel massiveren Gegengewicht gekrönt werden. Um ein Kilogramm Kabel oder Nutzlast knapp über der Mondoberfläche aufzuhängen, wären 1.000 kg Gegengewicht 26.000 km hinter L1 erforderlich.(Ein kleineres Gegengewicht an einem längeren Kabel, z. B. 100 kg in einer Entfernung von 230.000 km – mehr als auf halbem Weg zur Erde – hätte den gleichen ausgleichenden Effekt.) Ohne die Anziehungskraft der Erde würde das niedrigste Kilogramm eines L2-Kabels 1.000 erfordern kg Gegengewicht in 120.000 km Entfernung vom Mond. Die durchschnittliche Entfernung Erde-Mond beträgt 384.400 km.

Zum Vergleich: Die Reise eines Aufzugs von der Erde beträgt etwa 96.000 Kilometer oder etwa 59.651 Meilen, weit außerhalb der geostationären Umlaufbahn (die etwa 35.800 km Höhe entspricht).

Ein geschätzter Preis für einen Earth Lift liegt bei 6 bis 20 Milliarden US- Dollar unter Verwendung von Nanotechnologie, die aufgrund von Längenbeschränkungen bei der Herstellung noch verbessert werden muss. https://en.wikipedia.org/wiki/Space_elevator_economics

Wenn Sie einen niedrigen Betrag von 6 Milliarden US-Dollar für etwa 96.000 Kilometer Material berechnen, geben Sie uns etwa 62.500 US-Dollar * 120.000 bis zu einer Zahl von etwa 7,5 Milliarden US-Dollar, wenn Sie eine High-Tech-Lösung verwenden, die nicht benötigt wird.

Eine genauere Schätzung läge bei etwa 1,8 Mrd. $ laut:

http://forum.kerbalspaceprogram.com/threads/122175-How-expensive-would-a-Lunar-Elevator-be-%28approx-1-8-billion%29

Und die Publikation, von der sie ihre Nummern bekommen haben,

http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/1032Pearson.pdf

Weitere interessante Links:

http://www.techtimes.com/articles/16363/20140925/space-elevator-will-be-reality-in-2050-promises-japanese-construction-firm-obayashi.htm

http://www.technologyreview.com/news/534796/nano-manufacturing-makes-steel-10-times-stronger/

Sie sollten beachten, dass das Beenden des Aufzugs an den Punkten L1 und L2 nur möglich ist, weil der Mond gezeitengesperrt ist und sich (größtenteils) nicht in Bezug auf die Erde-Mond-Konfiguration dreht.