Zwischenstrukturen entlang eines Weltraumaufzugs

Unter der Annahme, dass alle Haupthürden beim Bau eines Weltraumaufzugs überwunden sind, wäre es strukturell machbar, Zwischenstopps entlang der Länge des Halteseils (zwischen dem Planeten und GSO und / oder zwischen GSO und dem Gegengewicht) anzubringen, ohne Instabilitäten zu verursachen?

Danke schön!

Ein Anschlag bringt per se keine zusätzliche Belastung. Es ist die Struktur, die Sie an den Stopp anhängen, die die Last bringt. Und die Last hängt davon ab, was Sie dort unterbringen möchten. Ein Wartungsschuppen? Ein Restaurant? Ein Hotel?
Hängt von der Ausgereiftheit der verwendeten Technologie ab. Beispiel: Clarkes 3001 verfügt über Weltraumaufzüge, die sich zu enormen Arkologie-ähnlichen Türmen mit Zehntausenden von Stockwerken erweitert haben.
Bei Haltestellen denke ich an Mehrzweckstationen, Unterkünfte, Forschung, Wartung usw. In Bezug auf das Volumen vielleicht ein kleines bis mittelgroßes Hotel, das normalerweise an einer nordamerikanischen Autobahn zu finden ist. Was das technische Niveau angeht, denke ich, dass es noch frühe (ish) Tage fortgeschritten genug ist, um es richtig zu bauen, aber noch nicht Clarkes Türme (es sei denn, es besteht weniger Abstand zwischen den beiden, als ich mir vorstelle).
Ich frage mich immer, wo die Grenzen liegen, wenn man die Teile schweben lässt? Wenn die an den Weltraumlift angeschlossene Haltestelle im Grunde ein Luftschiff ist, das seinen Ankerpunkt nie verlässt, hätte es dann Probleme? Könnten diese Haltestellen sogar die Existenz des Weltraumaufzugs ermöglichen, indem ein Teil des Gewichts an jeder Haltestelle getragen wird, wodurch die Gesamtkraft auf den Aufzug verringert wird? Wäre das nicht eine kluge Wahl für Unterkunft, Forschung, Hotels usw., da sich bei Problemen ihr "Halt" lösen und einfach wegschwimmen kann? Irgendwelche Elektromotoren an diesen Modulen könnten verwendet werden, um den Aufzug zu stabilisieren?
Das Hauptproblem von @Demigan wäre, das Schiff in der Mitte eines Weltraumaufzugs zu verankern, anstatt es nur dort zu halten.
@ RodolfoPenteado nur, wenn die Luftschiffe eine klassische Zeppelinform haben. Luftschiffe können theoretisch jede gewünschte Form haben, solange Sie sie stabil machen. Ich würde mir 2 halbkreisförmige Luftschiffe vorstellen, die an den Seiten des Aufzugs angebracht sind, um ihn beim Anheben stabil zu halten. Ich bin mir sicher, dass es etwas gibt, das diese Art der Verwendung verhindert, weil es eine zu einfache Lösung ist, die irgendwie als Lösung empfohlen worden wäre, aber das ist es nicht. Die Grenzen der Atmosphäre wahrscheinlich. Aber ob der Aufzug überhaupt möglich ist? Könnte eine Lösung für Seitenbefestigungen sein
@Demigan Nehmen Sie die ISS pro Instanz, um ihre Umlaufbahn 400 km über der Oberfläche zu halten, die die Erde 16 Mal am Tag umkreist. Das bedeutet, dass sich die ISS 16x schneller bewegt als ein Weltraumaufzug. Wie werden Sie diese Geschwindigkeit zum Ankern bremsen? Sobald Sie die Geschwindigkeit verringern, wird der Planet fallen. Wie hoch die Höhe der Umlaufbahn ist, ist weniger Geschwindigkeit erforderlich, um dort zu bleiben. Dies ist der Grund dafür, dass die stationäre Umlaufbahn ein notwendiger Punkt für die Erforschung eines wie ein Aufzug gebauten Raums ist. Außerdem deckt jedes atmosphärenabhängige Schiff nur die um 0,02 % niedrigere Höhenausdehnung ab.
@RodolfoPenteado Ich hätte angenommen, dass der Name "AIRship" die Leute darauf hingewiesen hätte, was es war und wie es an einem Weltraumaufzug befestigt werden würde. In diesem Fall: Es wurde auf der Haltestelle gebaut und nicht dort verankert. Ja, diese Idee war nur für den atmosphärischen Teil des Aufzugs. Es gibt keinen Grund, ein Luftschiff mit Orbitalgeschwindigkeit fliegen zu lassen und dann zu versuchen, es an einem sich langsamer bewegenden Weltraumaufzug zu verankern. Obwohl jetzt, wo Sie es erwähnen: Warum sollte der Aufzug in einer Höhe gebaut werden, in der Raumschiffe abstürzen würden, wenn sie versuchen würden, genau zu verankern? Sie würden die Höhe erweitern
Der Zweck des @Demigan-Weltraumaufzugs besteht darin, eine einfache Möglichkeit zu schaffen, aus der Gravitationsquelle der Erde zu entkommen, wodurch die Gesamtnutzlast eines Schiffes erhöht werden kann. Außerdem beträgt die Anfangsgeschwindigkeit bei GEO 3075 m/s, das 6,6-fache der Erdrotationsgeschwindigkeit am Äquator, ein enormer Schub, um jede Mission in den Weltraum zu starten.

Antworten (3)

Als Teil der Prämisse haben wir jetzt einen Weltraumaufzug, ein Seil aus Material, das Sie erklimmen können. Sie können darauf klettern und sich plötzlich im geostationären Orbit (GSO) befinden. Das ist nicht nur ein langer Weg, sondern der Start von Raketen ist gerade super billig geworden. Könnte es also Haltestellen entlang des Aufzugs geben - eine "Etage", auf der man anhalten kann?

Die größte Überlegung ist:

Zugfestigkeit

Die Prämisse ist, dass wir etwas haben, das das Zugfestigkeitsproblem von Weltraumaufzügen löst, aber wie gut wir dies überwunden haben, bestimmt die Margen für das Gewicht der Böden. Diese Stockwerke werden auf dem Aufzug durch das Hauptkabel getragen. Wenn das Kabel bricht, ist nicht nur der Aufzug weg, sondern auch diese Stockwerke!

Darüber hinaus tragen diese zusätzlichen Stockwerke zu einer anderen Sache bei:

Ziehen

Ich weiß, dass der Weltraum durch seinen profunden Mangel an Stoff gekennzeichnet ist. Rund um die Erde, wo zumindest ein Teil eines Weltraumfahrstuhls funktionieren muss, geht es richtig zur Sache.

Der Übergang von der Atmosphäre zum Weltraum ist kein plötzlicher Sprung. Es ist eher ein fließender Übergang von vielen Partikeln zu nur einigen zu weniger und dann im Grunde gar keinen. Die unteren Enden des Kabels treffen immer noch auf eine gewisse Anzahl von Partikeln, die dann (wiederum) einen gewissen Widerstand ausüben. Das Hinzufügen eines "Bodens" zum Aufzug erhöht den Luftwiderstand, da der "Boden" die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Partikel getroffen werden.

All dieser Widerstand übt noch mehr Kräfte auf den Weltraumaufzug aus, was die Anforderungen an die Zugfestigkeit erhöht. Der Widerstand kann auch die Umlaufbahn verändern oder ein leichtes Drehmoment verursachen: Auch das ist nicht gut. (Es gibt andere Systeme, wie Skyhooks , die dies genießen könnten.)

Schwerpunkt und Orbitalmechanik

Weltraumaufzüge sind Strukturen, die groß genug sind, dass die Verschiebung des Massenschwerpunkts zu einem Problem wird. Wenn sich das CoM für das gesamte Aufzugs-/Etagen-/Personensystem zu stark ändert, ändert es die Umlaufbahn. Das sind schlechte Nachrichten für etwas, das versucht, im GSO zu bleiben.

Böden hinzuzufügen und dann eine Menge Zeug auf diese Böden zu legen, kann zu viel sein! Natürlich kann ein schwereres Gegengewicht der Schlüssel sein, um dies abzuwehren, aber das bringt dieses Problem nur so weit auf die Ladestraße für Raumaufzüge, dass es kein Problem mehr ist.

All dies läuft wirklich auf die einzig wahre Antwort auf Worldbuilding SE hinaus: es kommt darauf an . Die Zugfestigkeit ist wahrscheinlich der größte Faktor, gefolgt von der Größe dieser Böden und der Orbitalmechanik.

Danke für die ganzen Infos das hilft sehr! In Bezug auf den Massenschwerpunkt, abgesehen von den Schwierigkeiten, die für das Gegengewicht benötigte Masse tatsächlich zu konstruieren oder zu beschaffen, wäre es ein großes Problem, mit einem viel größeren Gegengewicht zu beginnen, als die ursprüngliche Struktur benötigt? Raum, um im Grunde zu wachsen. Angenommen, die gebaute Struktur hat die Zugfestigkeit, um das Gegengewicht zu halten.
@ Rusty, nein. Je größer der Körper im Schwerpunkt, desto stabiler wird der Weltraumaufzug im Bau und bei Inbetriebnahme sein. Die meisten Science-Fiction-Werke und sogar Konzepte verwenden die Idee, einen massiven Asteroiden als Gegengewicht und materielle Basisquelle in Position zu bringen. Im Sinne eines Mars-Weltraumfahrstuhls werden sogar die 'Monde' Phobos und Deimos verwendet.

Entgegen der landläufigen Meinung können wir vielleicht einen Weltraumaufzug mit vorhandenen Materialien bauen. Der Punkt ist, dass wir nicht darüber nachdenken, wie wir diese Struktur in einer wirklich angemessenen Weise aufbauen können, wie die Autoren dieses Papiers oder dieses anderen Papiers behaupten.

Die Struktur sollte elastisch sein, um den Gezeitenkräften des Mondes standzuhalten, die aufgrund des Angriffs von Mikrometeoroiden, Schilden zum Schutz vor Strahlung, Schutz vor den Einwirkungen der Atmosphäre und Unterstützung von Sonnenkollektoren in der gesamten Struktur eine Art Ersatz haben werden , Verrohrung für Wasser, Sauerstoff, Stickstoff [1], Rohbaumaterial, dazu exklusive Servicegleise für KI-gesteuerte Maschinen, die sich um Reparaturen kümmern, unterschiedliche Ein- und Ausstiegsspuren, die für Fracht eigentlich nicht anders sein müssen und Passagiere, zusätzlich zu einer möglichen Erweiterung der Struktur, damit neue Gleise gebaut werden können.

Wie auch immer, diese Struktur wird an sich schon riesig sein, auch ohne Haltestellen.

Sie werden den Bau eines Weltraumaufzugs wirtschaftlich nicht interessant machen, solange das Frachtvolumen auf andere Weise in den Weltraum gebracht oder zur Erde gebracht werden kann [2], also wenn Sie den Punkt erreicht haben, einen oder mehrere Weltraum zu bauen Aufzüge, es liegt daran, dass Ihre Gesellschaft einen großen Handel zwischen den Seiten der Atmosphäre hat.

All diese Lasten, die durch den Aufzug nach oben und unten gehen, erzeugen Kräfte, denen das Kabel standhalten und ausgleichen muss, was erfordert, dass es viel höher dimensioniert ist als eine einfache Kette aus Diamant-Nanoröhren, Graphen, Karabiner, Klebeband oder irgendetwas anderem supermaterial.

Hier ist ein interessanter Punkt: Wenn sich die Last zu schnell bewegt, brauchen Sie nicht viele Zwischenstationen, aber die Kräfte dieser ganzen Bewegung erfordern eine Überdimensionierung der Kabel. Wenn sich die Last langsam bewegt, benötigen Sie mehr Zwischenstationen, und diese erfordern auch mehr Kabel.

Zusammenfassend lässt sich sagen , dass jede Art von Zwischenstation, mit irgendeiner Art von Hotel mit Panoramablick, Wartung der Autos, Rettungsdienste, Rettungskapseln, Restaurants usw., keinen nennenswerten Aufwand beim Aufbau eines Aufzugs darstellt, es sei denn, Sie möchten eine kleine Stadt zu tun.

[1] Ich weiß wirklich nicht, warum die meisten Science-Fiction-Geschichten oder Terraforming-Vorschläge für den Mars die Bedeutung von Stickstoff für die atmosphärische Zusammensetzung ignorieren.

[2] Methoden, die von der Gesellschaft bereits verwendet werden und verwendet werden, wird der Vorschlag für einen Weltraumaufzug immer radikal erscheinen, bis sein Bau eine unvermeidliche Notwendigkeit ist.

[3] user535733 verdient alle Upvotes für die Erwähnung des letzten Buches von Clarke's Space Odyssey.

[4] Ich habe es versäumt zu lernen, wie man hier anständige Fußnoten macht, bitte redigiert es jemand

+1 Fußnoten und wissenschaftliche Arbeiten! Auch "sup" und "sub" HTML-Tags! So habe ich es zumindest in der Vergangenheit gemacht.

Sicher, aber Sie würden die Ladekapazität verringern

Mit den derzeit verfügbaren Materialien ist es nicht möglich, einen Weltraumaufzug zu bauen. Es gibt Studien zu Materialien, die der Aufgabe gewachsen sein könnten, aber niemand hat herausgefunden, wie man Stücke herstellt, die lang genug sind, um in den Weltraum zu gelangen. In Ihrer Geschichte beginnen Sie also mit einer anderen Realität als der realen Welt. Wenn Sie ein Material erstellen, das stark und leicht ist und sich einfach in großem Maßstab herstellen lässt, können Sie es stark genug machen, um Zwischenstopps zu unterstützen. Sie können sie sogar aus einem ähnlichen Material wie das Kabel bauen, um das Gewicht niedrig zu halten. Denken Sie daran, dass jedes Gewicht, das Sie auf das Kabel legen, die Ladekapazität des Weltraumaufzugs verringert.

Zwischenstrukturen entlang eines Weltraumaufzugs
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