Weltraumaufzug zwischen doppelt gezeitengesperrten Körpern

Ein Schema zum Bau von Aufzügen besteht darin, von einer Ankermasse in einer synchronen Umlaufbahn zu starten und Halteseile nach unten und oben zu verlängern. Das Halteseil oben zieht die Ankermasse nach oben und das Halteseil unten würde die Masse nach unten ziehen. Es wird darauf geachtet, die beiden auszugleichen und weiter zu bauen, bis das Seil die Oberfläche des Planeten erreicht.

Die synchrone Erdumlaufbahn liegt etwa 36.000 Kilometer über der Erdoberfläche. Die synchrone Umlaufbahn des Mars befindet sich etwa 17.000 Kilometer über der Marsoberfläche.

Ein Mond mit Gezeitensperre hat keine synchrone Umlaufbahn wie Erde und Mars. Es gibt jedoch zwei stabile Regionen, die an derselben Stelle schweben, wenn man sie von der Oberfläche des gezeitengesperrten Mondes aus sieht: Lagrange 1 und Lagrange 2 . Und tatsächlich gibt es Vorschläge, Mondaufzüge von Erde-Mond-Lagrange 1 oder Erde-Mond-Lagrange 2 zu bauen.

Der Pluto-Charon L1 ist ein Punkt, an dem sich 3 Beschleunigungen aufheben: Plutos Gravitation, sogenannte Zentrifugalbeschleunigung, und Charons Gravitation. Da sich das Halteseil in beide Richtungen erstreckt, wäre es ein Balanceakt, eine Seite davon abzuhalten, die andere zu überwältigen. Eine gewisse Positionshaltung wäre erforderlich, um den Aufzug im Gleichgewicht zu halten, wenn sich die Halteseile von L1 entfernen.

Das Halteseil erreicht Charon, nachdem es 4569 km von L1 entfernt wurde. Um dies auszugleichen, wird auf der Pluto-Seite von L1 eine Länge von 8612 km benötigt.

Kann der Balanceakt gehalten werden, während das Halteseil ~8600 km auf der einen Seite und ~4600 km auf der anderen Seite entfaltet wird? Ich glaube, es kann. Sobald der Aufzug an Charon verankert ist, kann die Zugkraft von Plutos Schlepper die anderen Beschleunigungen übersteigen. Tatsächlich ist dies eine gute Idee, um die Spannung aufrechtzuerhalten.

Eine elliptische Umlaufbahn würde dazu führen, dass die Höhenruderlänge variiert. Laut einer Veröffentlichung von Tholen und Buie aus dem Jahr 2012 ist die Umlaufbahn von Charon kreisförmig . 1997 hatten Tholen und Buie die Exzentrizität auf 0,003 bis 0,008 geschätzt. Im Jahr 2002 äußerten Stern Bottke und Levison Skepsis gegenüber diesem Ergebnis und stellten fest, dass die Gezeitenentwicklung des Pluto-Charon die Exzentrizität auf Werte treiben würde, die vernachlässigbar nahe bei Null liegen. Die Veröffentlichung von Tholen und Buie aus dem Jahr 2012 basiert auf längeren und sorgfältigeren Beobachtungen.

Eine zum Äquator von Pluto oder Charon geneigte Umlaufbahn würde ebenfalls Dehnungen und Biegungen verursachen. Auch dieses System hat orbitale Elemente, die einen Aufzug begünstigen. i = 0,001º

Ein Pluto-Charon-Aufzug wäre viel kürzer als ein irdischer Aufzug und in einem viel flacheren Gravitationsbrunnen. Mit weitaus weniger Stress, keine exotischen Bucky-Röhren erforderlich. Gewöhnliche Materialien wie Kevlar könnten verwendet werden. Das Verjüngungsverhältnis für einen Kevlar-Pluto-Charon-Aufzug würde weniger als 1,3 betragen. Aber die extreme Kälte dieser Körper könnte Kevlar spröde machen.

Bearbeiten: arithmetische Fehler bei der Berechnung der L1-Entfernung von den Oberflächen von Pluto und Charon korrigiert.

2. Bearbeitung: Fügen Sie Zitate ein, um meine Behauptung zu stützen, dass die Umlaufbahn von Charon nahezu kreisförmig ist. Erklärte auch den notwendigen Balanceakt, während die Halteseile von L1 verlängert werden. Dieser Balanceakt ist nicht der Showstopper, den manche für ihn halten.

Theoretisch ja, man könnte eine Brücke bauen.

Es gibt mehrere potenzielle Probleme.

Das erste Problem ist, dass keine bekannte natürliche Umlaufbahn kreisförmig ist; alle sind Ellipsen. Wenn beispielsweise die große Halbachse der koorbitalen Ellipse 11000 km und die kleine Halbachse 10000 km beträgt, benötigen Sie 1000 km "Flex" in Ihrer Brücke.

Außerdem ist der "stabile" Punkt in der Mitte nicht so stabil. Wenn die beiden nicht die gleiche Masse haben, liegt der L1-Punkt näher am kleineren Körper, während der Schwerpunkt näher am größeren liegt. Und L1-Punkte sind sowieso nicht so stabil.

Da der stabile orbitale Gleichgewichtspunkt schwieriger herzustellen ist, kann man die Brücke nicht "aufhängen". Wenn man die Brücke nicht hängen kann, muss man die Brücke hochschieben. Die Druckfestigkeit ist ein großer Fehler; Derzeit erfordern alle bekannten Materialien das Aufhängen des Aufzugs aus der Umlaufbahn, anstatt ihn aufzubauen, und selbst dann sind nur Kohlenstoffnanoröhren für die Erdumlaufbahn geeignet.

Angesichts des Problems, das Ding in die Umlaufbahn zu bringen, wird der geostationäre Punkt L1 sein. "Stabile" L1-Umlaufbahnen sind keine Punkte, sondern aufgrund von N-Körper-Lösungsproblemen komplexe Wobbles um den L1-Punkt. Diese Instabilität des L1 macht die Anfangsstation unfähig, tatsächlich so geosynchron zu sein.

Darüber hinaus wissen alle, dass gezeitengesperrte Körper, selbst wenn sie durch Gezeiten gesperrt sind, "wackeln" - die Sperre ist nicht absolut, und ihre Umlaufbahnen sind auch gegenüber dem Äquator geneigt. Dies bedeutet, dass Sie die Nichtübereinstimmung berücksichtigen müssen – der Ankerpunkt muss sich bewegen oder das System muss sich von L1 biegen.

Dies macht für diesen Autor die Brücke unwahrscheinlich, zumindest abgesehen von irgendeiner Form von Umlaufbahnänderungen, um die Neigung und Exzentrizität zu beseitigen.

Es sollte auch darauf hingewiesen werden, dass L1-Lagrange-Punkte aufgrund der Pico-Schwerkraft für eine Vielzahl von Test- und Herstellungszwecken äußerst nützlich sind. Jeder gebaute Aufzug wird wahrscheinlich sowieso eine Station an diesem Ort haben, mit zwei Bändern, die an den Ort gebunden sind, anstatt nur einem, der durchgeht. Und die Bänder müssen nicht einfach gebunden werden, das kann leicht auf einer Spule sein, die das Band mit den gezeitenfesten Körpern nach Bedarf kürzen und verlängern kann.

Kurz gesagt, auch bei Verkürzung und Verlängerung von Distanzen ist es sehr gut machbar, aber es wird keine statische Struktur sein, sondern eine aktive.