JOrden har tabt en masse masse

"geostationær satellit 35 kilometer ude i rummet"

For en ordens skyld skal den geostationære bane nok rykkes tusind gange længere væk.
For det andet er en formulering som "x km ude i rummet" ret forvirrende. Er det så hvor rummet starter 100km oppe så satelliten er 135 km over overfladen?

Jeg ville normalt ikke kommentere den slags formuleringer men her er det lige slemt nok. Særligt da de 35 km går i gen mere end een gang.

Re: JOrden har tabt en masse masse

Det kan faktisk godt lade sig gøre, med en geostationær satellit i 35 kms højde. Det kræver kun en meget stiv rumelevator. Hvis det er sådanne kulstoffibre, denne arktikel handler om, er det en nyhed!

Re: Re: JOrden har tabt en masse masse

Det kræver kun en meget stiv rumelevator.

Ha ha :-), I så tilfælde må Burj Dubai betragtes som trappestenen til fremtidens ægte skyskrabere...

Re: JOrden har tabt en masse masse

"geostationær satellit 35 kilometer ude i rummet"

For en ordens skyld skal den geostationære bane nok rykkes tusind gange længere væk.
For det andet er en formulering som "x km ude i rummet" ret forvirrende. Er det så hvor rummet starter 100km oppe så satelliten er 135 km over overfladen?

Jeg ville normalt ikke kommentere den slags formuleringer men her er det lige slemt nok. Særligt da de 35 km går i gen mere end een gang.

Det er helt rigtigt. Satellitten skal længere ud i rummet. Fejlen er nu rettet.
Samtidig er teksten på elevatorknappen blevet opdateret, så den også er rigtig.

mvh. Kent Krøyer, journalist

Rumelevatoren - the sequel

http://ing.dk/artikel/91550

Min nylige blog som er identisk med denne artikel, genererede 37 underholdende svar med skænderier om hvor muligt eller umuligt det er, og hvad der skal til...

... here we go again ... :-)

For fremtiden vil jeg kun blogge om rumelevatorer.

Energi?

Hmm, to faktorer gør, at jeg ikke står med armene over hovedet af begejstring i stil med:

"Konsekvensen af en færdig rumelevator er næsten ufattelig. Prisen på at sende et kilo gods op i kredsløb om Jorden vil falde dramatisk, når man en dag ikke længere er afhængig af enorme løfteraketter"

1) Ved Jordens overflade har elevatorpassageren en tangentialhastighed på 1674 km/t. For a komme i kredsløb i GEO, skal den hastighed bringes op på 11068 km/t svarende til en energiforskel på ca. 4,6 MJ/kg.
2) Passageren skal også have lidt potentiel energi forærende, som vist giver ca. 53 MJ/kg.

Den energi skal man jo stjæle fra nævnte kontravægt på rumelevatoren, men det betyder da også, at kontravægten skal have tilført tilsvarende energi, før man kan give sig til at hejse et stykke gods ud i kredsløb (energibevarelse). For at gøre det lidt forståeligt, kan jeg afsløre, at en hurtig omregning siger mig, at energien svarer til, at passageren skal tilføres en delta-v på over 10 km/s. Det er ikke ret meget mindre end det, en løfteraket skal kunne præstere.

Næste spørgsmål bliver så: Skal der så egentlig ikke bruges en næsten ligeså stor raket til at tilføre kontravægten den fornødne energi for at kunne hejse en nyttelast ud i GEO, som der skal til for at skyde en last ud med raket fra Jordens overflade? (Da jeg siger "næsten", er det for at tage højde for, at man ikke skal kæmpe med vindmodstand, når man hejser lasten langsomt op, hvilket ellers normalt tegner sig for en ækvivalent delta-v på "et par" kilometer per sekund for en løfteraket).

Jeg tror egentlig lige, at jeg er blevet enig med mig selv om, at den eneste besparelse ved brug af elevatoren, må svare til den energi, som en raket bruger på at overvinde luftmodstand samt forskellen i det såkaldte "gravity loss" på en løfteraket og den raket, der må skulle flytte kontravægten ude i rummet.

Nogen der gider regne videre på det? :)

Mvh.
Karl

Re: Energi?

Øv - der er nu ikke noget som fakta til at ødelægge en smart ide ;o) - jeg vil ikke forholde mig til dine tal,

Men: Ud af en Rumfærges totale vægt er vel en meget lille del reel nyttelast - altså spares der en stor mængde energi der.

Hvad passageren angår, skal han jo tilbage på et tidspunkt og vil dermed aflevere sin energi til systemet igen - man skal således "kun" betale for den netto last man vil flytte ud i rummet - hvis jeg vel og mærke har fattet det rigtigt ;o)

Fantasier

Hej Peter

Efter min mening var vi også færdige med dette fremtidsprojekt i din blog, men lad os fantasere.

Med tilstrækkeligt stærke og lette materialer bliver det muligt at bygge både elevator og torn til geostationær højde.
Jeg vil gætte på torn, fordi en modvægt blir tung og skal endnu meget længere ud.

Når vi så er i gang med fantasien, vil det måske være fornuftigt at bygge tornet som en skive rundt om ækvatoren på grund af den varierende periferihastighed i tornet.

Vi får længere døgn på jorden, og må også regne med at rette op på jordaksen, så vi ikke får for meget skygge ½ år.

I tilgift bliver vi så af med den kedelige klimavariation som hedder sommer og vinter.

NB! Selvfølgelig kan skiven have huller for luft, vand og liv mellem nord og syd.

Skal vore efterkommere fortsætte som os ud i verden, kommer det nok, engang, hilser Tyge

Re: Re: Energi?

Øv - der er nu ikke noget som fakta til at ødelægge en smart ide ;o) - jeg vil ikke forholde mig til dine tal

Heheh, der er ikke noget så godt som store tal uden mellemregninger, når man skal overbevise nogen om noget...

Men: Ud af en Rumfærges totale vægt er vel en meget lille del reel nyttelast - altså spares der en stor mængde energi der.

Ja, men nu er rumfærgen og det mest skøre indfald, NASA nogensinde har haft! Den vejer 80 tons og kan tage 25 tons nyttelast (noget i den stil). Og den kan ikke nå ud i GEO. De raketter, som flyver til GTO har ikke andet at slæbe på end brændstof og nyttetlast (og lidt struktur og sådan, men ikke meget i forhold til rumfærgen).

Hvad passageren angår, skal han jo tilbage på et tidspunkt og vil dermed aflevere sin energi til systemet igen - man skal således "kun" betale for den netto last man vil flytte ud i rummet - hvis jeg vel og mærke har fattet det rigtigt ;o)

Det er jeg også enig i. :) Men det ser ud til, når man læser lidt rundt omkring, at det fede ved systemet også primært er dets evne til at hive ting op, som man har tænkt sig at sænke ned igen på et tidspunkt.

Re: Energi?

Det kommer til at kræve en sindsyg raket at få den kontravægt ud i geostationær - ja. Når det så er sagt og det hele er bygget så vil man ikke "stjæle energi fra kontravægten" Husk på at E = F*S og når du hejser dig op af kablet uden at trække kontravægten ned (fordi den trækker med meget mere end du vejer) så bliver der ikke taget energi den vej. Du har ret i at den potentielle energi der skal til for at komme derud er den samme, men husk lige på at effektiviteten for en rumraket er meget meget lav.

Den potentielle energi er faktisk til at overkomme. Lad os regne.
vi har en payload på lad os sige 20 tons. som skal ud til geostationær. Dvs den skal op på undvigelseshastigheden som er ca 10 km/s mere end her på jorden. det kræver 1/2*20tons*10km/t^2=36045MJ. For lige at forholde os til det er der 34,8MJ/l i almindelig benzin. Dvs ved 100% effektivitet kræver det 36045/34,8=36046liter = 36,045 m^3 benzin for at få noget derud. Det er ikke ret meget. Til sammenligning indeholder den store tank på en rumfærge 1447 m^3 og den når ikke engang ud til geostationær

Der er masser af ting den kæmper imod. For det første bruger den det meste af sin energi på at lave varme og på at kaste raketstrålen bagud. Den har en effektivitet på 0% lige ved lift off. Det er først når raketten er oppe i en vis hastighed at raketmotoren begynder at have en bedre effektivitet. Derudover skal den løfte alt sit brændstof med sig op og det er fandens tungt. Ved de hastigheder en raket når er luftmodstanden betragtelig. husk på at energitabet er propertionalt med hastighed^4. Til sidst er det meget dyrt per energienhed at fremstille raketbrændstof. For slet ikke at tale om hvor dyrt det er at fremstille og vedligeholde selve raketterne. Oven i hatten er sikkerheden ved raketter ikke ret god simpelthen pga. deres kompleksitet.

Rumelevatoren har nogle andre præmisser når først den er sat op (hvilket er en engangs investering bortset fra vedligeholdelse).

Den skal ikke løfte sin energikilde da den er drevet af en laser fra jorden. Dvs den kan være næsten udelukkende payload. Dette kommer til at betyde helt vildt meget når du kommer langt ud. Den skal ikke kæmpe mod vindmodstand ved meget høje hastigheder. Dens effektivitet vil være meget høj i forhold til raketten. Det vil være muligt at opnå en bedre sikkerhed. Derudover vil det være enormt smart hvis man lod linen gå langt ud over geostationær. F.eks kunne kontravægten udelukkende bestå af line der går endnu længere ud. Den kunne man så bruge til at hægte fartøjer på og lade dem blive slynget ud med en helt uhørt acceleration hvor man simpelt hen tager energien fra jordens rotation.

Re: Re: Energi?

Dumme fejl i indtastning. I min lille udregning er der nogle latterlige trykfejl hvor jeg har taget et forkert tal. De 36 m^3 benzin skulle dog være rigtige nok.

Re: Re: Energi?

når du hejser dig op af kablet uden at trække kontravægten ned (fordi den trækker med meget mere end du vejer) så bliver der ikke taget energi den vej.

Sludder, er det ikke? Hvis den vejer "lidt" i stedet for "meget", vil den så bliver trukket "meget ned"? Hvis den så vejer "en del", bliver den så trukket "en smule ned"? Og hvis den vejer "meget", så bliver den "slet ikke" trukket ned? Nej, den bliver vel så bare trukket "meget lidt" ned, ikke? Men energi-ændringen af kontravægten er vel den samme, lige meget hvad den vejer.

Der er masser af ting den kæmper imod. For det første bruger den det meste af sin energi på at lave varme og på at kaste raketstrålen bagud.

Det at "kaste raketstrålen bagud" er netop det, der giver impuls til raketten.

Den har en effektivitet på 0% lige ved lift off. Det er først når raketten er oppe i en vis hastighed at raketmotoren begynder at have en bedre effektivitet.

Korrekt. Faktisk er effektiviteten 100%, når raketten har samme fart som mundingsfarten af det forbrændte brændstof.

Derudover skal den løfte alt sit brændstof med sig op og det er fandens tungt.

Den kan du godt tage ud af ligningen, for hvis der skal tilføres energi til kontravægten i rummet, så skal det også gøre med en påmonteret raket, der også skal løfte sig selv og sit brændstof.

Ved de hastigheder en raket når er luftmodstanden betragtelig. husk på at energitabet er propertionalt med hastighed^4.

Det er også derfor det kræver 12km/s delta-v i stedet for kun 10km/s at komme i kredsløb med en raket.

Til sidst er det meget dyrt per energienhed at fremstille raketbrændstof. For slet ikke at tale om hvor dyrt det er at fremstille og vedligeholde selve raketterne. Oven i hatten er sikkerheden ved raketter ikke ret god simpelthen pga. deres kompleksitet.

Samme problem er der med at tilføre kontravægten sin energi, hvilket jo skal ske med en raket.

...Den kunne man så bruge til at hægte fartøjer på og lade dem blive slynget ud med en helt uhørt acceleration hvor man simpelt hen tager energien fra jordens rotation.

Det er jo ikke et stift system - hvad sker der, hvis man smider ekstra masse i den spand, man står og slynger rundt i en snort ude på græsplænen? Hvis du ikke ændrer på din rotationshastighed, klapper systemet så ikke sammen? Eller vil det lege pendul?

Re: Re: Re: Energi?

Nu har det vidst aldrig været tanken at løfte kontravægten op fra Jorden. Fidusen er at det ikke kræver det helt store at hente en asteroide og sætte den i kredsløb om Jorden... i forhold til at løfte en tilsvarende masse op fra Jordens overflade.

Overvej forøvrigt hvad der sker hvis du hiver i "snoren" op til vægten. Så trækker du den ind, og sætter dens fart op. Slipper du igen, så flyver den ud igen og sætter farten ned. Det handler om meget lidt for en stor kontravægt, men pointen er at du ikke har hevet den ned i en permanent lavere bane.
Den har ikke "foræret" energi væk. Du skal derimod selv levere (i eksemplet her via laser) energien til at kravle op med.

Hvis du kravler op ad en stige som har fjedrende ben, så trykker du den sammen mens du kravler, og den retter sig ud igen når du hopper af højere oppe. Den ekstra energi du har, den har du selv leveret. Stigen gjorde bare at du havde noget at trykke fødderne mod så du kunne levere energien over længere tid, da du ikke kunne hoppe hele vejen op som du skulle hvis du ville trykke af mod Jorden direkte.
Forskellen på stigen og rumelevatoren er at stigen trykker på Jordens mens elevatoren hiver i kontravægten.

Re: Re: Re: Energi?

hvis der skal tilføres energi til kontravægten i rummet, så skal det også gøre med en påmonteret raket, der også skal løfte sig selv og sit brændstof.

Denne diskussion er uklar for mig. Hvis man forlænger rumelevatorens streng til langt ud forbi den geostationære bane, da vil selv en ganske lille kontravægt hive hårdt i strengen, pga. centrifugalkraft. Dermed vil strengen blive spændt hårdt, og dermed vil strengen forblive uændret mens cargo bliver løftet, også selv om elevatorer forsøger at trække kontra under deres opstigen. Eller har jeg misforstået noget?

Om gnidningsfrie elevatorer: Der er lavet forsøg med at smælde med laserstråler imod ganske lette »grydelåg«, sådan at laserstrålerne hamrer fremad og tilbage mange gange imellem laserkanonen og grydelåget, som tvinger grydelåget bort. Men: Er det realistisk, at en sådan metode kan løfte nogen som helst vægt af betydning? Jeg forestiller mig, at elektromagnetisme er nødt til at blive drivmidlet, baseret på superledere, for at minimere magneternes vægt.

Om vindmodstand: Rumelevatorerne vil behøve at køre særdeles hurtigt, i hvert fald når der er passagerer ombord, for at spare tid. Det er trods alt måske 40.000 kilometer, der skal løftes. Men, i begyndelsen kan løftet nøjes med en blid acceleration, indtil cirka 5 kms højde er passeret, og fra da af begynder luften at blive særdeles tynd, som vil gøre vindmodstand forholdsvis betydningsløs for rumelevatorer, i forhold til raketter. Desuden: En rumelevator løfter sig lodret ud af atmosfæren. En raket, derimod, løfter sig opad med kun en skrå vinkel, som betyder passage af megen mere luft undervejs opad, endnu en forskel.

Rumelevator, hvorfor i det hele taget: Fordi tanken er interessant. Om det er en god idé, ved man først bagefter.

Re: Re: Re: Re: Energi?

Man tager ikke energi ud af systemet. Det er nemlig at sammenligne med en stige. Når du begynder at kravle op ad linen kan du bare trække din vægt*g fra den kraft som hiver i det hængsel som den sidder fast med nede ved jorden. Så længe din vægt*g ikke overstiger denne kraft vil linen være strakt og du tager ingen energi fra kontravægten. Husk forresten lige at kontravægten er noget længere ude end geostationær bane ellers trækker den jo ikke. hvis den lå så den kun lige kunne holde systemet oppe ville man jo bare lige kunne lave et lille nøk i den og så ville den falde ned. Eller den vil prøve at nå en lavere og hurtigere bane, men når kablet bliver strakt falder den ned :)

Hvis man regner med vindmodstand er det langt langt mere end 12 km/s for at undvige. Det er ikke noget man bare sådan kan regne ud da luften bliver tyndere højere oppe. Tag f.eks. en riffel der skyder med 900 m/s. Den kommer ikke mere end ca 5 km væk hvis du skyder i en 45 graders vinkel.

Ja det er dyrt at få kontravægten derud med en raket, ingen tvivl om det, men den kan bruges for evigt. Der er ingen grænse for hvor meget du kan få derud med dens hjælp. Den giver dig ingen energi men den giver dig et 'fast afsæt' ligesom en stige.

Forestil dig at du skal op på dit tag derhjemme. Hvad vil du helst: A: have en bærepose fuld af mursten som du så kyler ned i jorden i en allerhelvedes fart for selv at komme opad (sammen med resten af murstene) eller B: Have et reb som du skal sætte fast oppe på taget med murstens metoden en gang og derefter kan du kravle derop i dit eget tempo så tit du vil.

Re: Re: Re: Re: Energi?

"Der er lavet forsøg med at smælde med laserstråler imod ganske lette »grydelåg«, sådan at laserstrålerne hamrer fremad og tilbage mange gange imellem laserkanonen og grydelåget, som tvinger grydelåget bort."

Den metode bruger atmosfæren. En ring af luft, i "fartøjets" kant bliver varmet kraftigt op af laserstrålen og fungerer som en raket. Det er også det der giver de små knald man kan høre. Her står selve energikilden på Jorden, og skal ikke med op, men metoden virker ikke over atmosfæren... hvis man altså ikke tager luft med på flasker som kan lukkes ud i kanten af fartøjet.
Fidusen med den er at den ikke behøver en snor at kravle op ad. De seneste eksperiementer jeg har set, de har brugt wires til at forhindre at fartøjet glider ud til siden og "falder af" laserstrålen.
En snorkravlende elevator kan kravle lige så stille op i eller udenfor atmosfæren.

Re: Energi?

1) Ved Jordens overflade har elevatorpassageren en tangentialhastighed på 1674 km/t. For a komme i kredsløb i GEO, skal den hastighed bringes op på 11068 km/t svarende til en energiforskel på ca. 4,6 MJ/kg.
2) Passageren skal også have lidt potentiel energi forærende, som vist giver ca. 53 MJ/kg.

Den energi skal man jo stjæle fra nævnte kontravægt på rumelevatoren, men det betyder da også, at kontravægten skal have tilført tilsvarende energi, før man kan give sig til at hejse et stykke gods ud i kredsløb (energibevarelse). For at gøre det lidt forståeligt, kan jeg afsløre, at en hurtig omregning siger mig, at energien svarer til, at passageren skal tilføres en delta-v på over 10 km/s. Det er ikke ret meget mindre end det, en løfteraket skal kunne præstere.
Mvh.
Karl

Nu er ulempen ved denne type debat at folk holder op med at læse og svare men alligevel:

Karl hvad forhindre en operatør i at fylde vægt i elevatoren så den på vej ned igen "trækker" den store kontravægt på plads?

Vægten kunne tildels være payload (noget skal jo ned igen) men resten kunne være lidt mere asteroide som så fra tid til anden skulle hentes fra samme sted som man hentede den oprindelige kontravægt.

MvH Morten

Re: Re: Energi?

"Nu er ulempen ved denne type debat at folk holder op med at læse og svare"

Ulempen er også at folk beskriver et ikke-eksisterende problem, nogle forklarer hvorfor det ikke eksisterer og at andre så til slut begynder at tænke på løsninger til dette ikke-eksisterende problem :-)

Sindsygt moment

Hør her, folkens.

Hvis en elevator kravler langsomt op ad tårnet (eller hvad vi nu kalder det), så dens polære inertimoment omkring jordens indre stige. Det arbejde, der skal til for at øge inertimomentet, kan kun komme fra tårnet. Ergo vil der blive et enormt bøjningsmoment i bundet af tårnet, hvor det hæfter med jorden.

Det mest sandsynlige er dog, at tårnet vil bøje, og kontravægten kommer tættere på jorden, så dens tab af potentiel energi svarer til væksten i elevatorens kinetiske energi. Med tiden vil kontravægten, hvis hastighed er højere end undvigelseshastigheden, trække tårnet lige igen, hvorved jordens inertimoment reduceres, igen svarende til væksten i elevatorens kinetiske energi.

Når/hvis satellitter kravler ned igen, vil det modsatte ske, og de afleverer deres kinetiske energi til jordens rotation.

Ergo, kontravægten får sin energi fra jorden, og ikke raketbrændstof. Kontravægten yder ikke noget arbejde, det er jorden, der yder arbejdet gennem det kolosale moment, der bliver i tårnets rod.

Det svarer fuldstændig til at dreje rundt om sig selv med en stang med en rille, hvori en kugle kan løbe. Hvis man slipper kuglen vil den løbe udad pga "centrifugalkraften" og man vil mærke et moment i den hånd, der holder stangen.

Re: Sindsygt moment

Det mest sandsynlige er dog, at tårnet vil bøje, og kontravægten kommer tættere på jorden, så dens tab af potentiel energi svarer til væksten i elevatorens kinetiske energi.

Denne »coreolis kraft« er en af de designmæssige udfordringer. »Tårnet« eller »det stive kabel« vil komme til at bevæge sig sidelæns, og nedad og opad, i hvert fald i begyndelsen, indtil godstrafikken bliver så stor, at der uafbrudt løftes lige så meget som der sænkes, i alle højder, måske med tusindevis af elevatorer.

Kablet, fordi det bliver så langt, vil sandsynligvis have en temmelig stor elasticitet, samlet set. Amplituder, frekvenser, resonanser, bliver interessante.

Re: Re: Sindsygt moment

Forestil jer hvis man undlod at bruge en egentlig kontravægt, men i stedet lavede kablet så langt at det i geostationær bane ville trække lige så meget som en kontravægt. Hvis man så lader denne elevator vandre helt ud til enden af kablet som nu er meget længere ude end geostationær bane, så ville den kunne slippe et fartøj derude som vil flyve afsted med en helt vild hastighed. Denne energi vil være taget fra jordens rotation. Det er fandme smart!

Lige noget helt andet. Forestil jer hvor billigt det vil være at lave en elevator mere når man allerede har en! Man transporterer bare skidtet ud i geo stationær og ruller ud i hver retning.

Re: Re: Re: Sindsygt moment

Forestil jer hvis man undlod at bruge en egentlig kontravægt, men i stedet lavede kablet så langt at det i geostationær bane ville trække lige så meget som en kontravægt. Hvis man så lader denne elevator vandre helt ud til enden af kablet som nu er meget længere ude end geostationær bane, så ville den kunne slippe et fartøj derude som vil flyve afsted med en helt vild hastighed. Denne energi vil være taget fra jordens rotation. Det er fandme smart!

Og jordens rotation bliver langsommere. Jeg har også altid ønsket mig 25 timer i et døgn...

Leif

Moment, dog ikke '22' endnu!

Mange rigtige tanker eller fantasier.

Netop for at klare et "sindsygt moment" foreslog jeg en skive med overføring af belastning til forskydningskraft i stedet for bøjningsmoment.

DI/DY = 12740/80000 km stående og fastsat langs ækvator.

Også helt uden at tilgribe beregninger tror jeg, at man så klarer mekanikken, men ikke styrken i dag.

Måske kan man med fordel anlægge en eller to (jern-)baner i spiraler op og ned i skiven.
Jordens omkreds ved overfladen er jo nogenlunde den samme som højden, 40000 km.

Forsætter den tekniske udvikling, som vi mennesker hidtil har gennemført eller -lidt, ser jeg ikke dette projekt helt urimeligt.

Mvh Tyge

Hente kontravægt fra jorden - hvorfor

Hvorfor egentlig hente kontravægt fra jorden, når det kan gøres meget "billigere" fra månen, når nu tyngdekraften er så meget mindre der!

Re: Hente kontravægt fra jorden - hvorfor

Jeg kan godt se hvad du mener men som jeg har været inde på tidligere så går hovedparten af energien i en raket til at løfte sit eget brændstof. Hvis så man skal løfte brændstof ud til månen og bremse det igen så det ikke bare banker ind i månen for så at hente materiale fra månen, så tror jeg alligevel det bliver ret dyrt.

Re: Re: Re: Re: Sindsygt moment

Jeg kunne ikke dy mig for at regne ud hvor meget det ville betyde for jorden hvis man sender ting ud i rummet ved at tage energi fra dens rotation. Kommer her.

Først findes jordens rotationelle kinetiske energi. Jeg har fundet en formel på wiki der lyder således:

E=1/2*I*w^2

Hvor I er masse inertimomentet for objektet om den pågældende akse. og w er rotationshastigheden i radianer per sekund.

Inertien for en kugle med ensartet densitet (som jorden ikke helt har) lyder således:

I = 2/5*M*R^2

Hvor M er massen og hvor R er radius.
Google siger at massen M = 5,9742*10^24 kg
og at R = 6,378*10^6 meter
w = 2*pi/(24*3600)

dvs E = 1/2*2/5*5,9742*6,378*10^30*(2*pi/(24*3600))^2 = 4.0302*10^22 Joule.

Godt så er den på plads.
Energien for et legeme der bliver sluppet fra denne elevator i 100000km (10^8 m) højde og som vejer 20 tons kan udregnes således:

v = 10^8*2*pi/(24*3600)
m = 2*10^4

E = 1/2*m*v^2 = 1/2*2*10^4*(10^8*2*pi/(24*3600))^2 = 5,2885*10^11

lad os se hvor meget det er i forhold til jordens energi.

4.0302*10^22/5,2885*10^11=7.62069*10^10

energien er 1 til 76,2 milliarder. Dvs det er totalt ubetydeligt.
Jorden mister pga tidevandskrafter og andet gøjl energi hver dag.

Jeg har googlet mig lidt til at det er ca 0.002 sek/dag.
Med den samme slags udregninger som ovenover giver det mig en energiforskel per dag på. 1.865*10^15.

Lad os se hvor meget det er i forhold til vores projektil

1.865*10^15/5,2885*10^11 = 3528,09

dvs jorden mister i forvejen en energi der svarer til ca 3528 af den slags opsendelser om dagen.det går vist lige ;)

Jeg tager forresten lige forbehold for relativistiske afvigelser og ja google og wiki er min ven. Tror ikke det ændrer det store billede.

Pendulsammenligning

Mange rigtige tanker eller fantasier.

Netop for at klare et "sindsygt moment" foreslog jeg en skive med overføring af belastning til forskydningskraft i stedet for bøjningsmoment.
.
.
Mvh Tyge

Fantasier! Teslas ring var også en umulig fantasi, men trods alt en noget mere realistisk "fantasi"! Dén led kun af en ustabil jævnvigtstilstand, som ikke kan opretholdes, eller i realiteten etableres i praksis!

Jeg bryder mig ikke om at argumentere med formler af primært to grunde. Den ene er at jeg skal bruge en vældig masse tid på at sikre mig formlernes relevans og den anden at opremsede formler overbeviser meget få!

Til dem der måtte tro på dette projekt, vil jeg bruge en analogi, som er relevant for sagen. Et matematisk sekundpendul er ca 1 m langt. I den fysiske verden findes ikke matematiske penduler, men et tungt blylod i en tynd snor, kommer meget tæt på. Hvis man laver det fysiske pendul som en jævntyk stang, skal stangen være meget stiv i svingplanet for at pendulet skal fungere. (Pendulstangen skal også være halvanden gang så lang som det matematiske pendul, men dét betyder ikke noget for dette ræsonnement!) Jo længere sådan en pendulstang er, jo vanskeligere er det at holde den absolut stiv; man kan ikke lave et fysisk pendul af en wire eller en kæde!

En stang som skal være "rumelevator", skal for det første være absolut stiv for at fungere, og for det andet have en masse som er negligerbar i forhold til satelittens. Ergo, en umulighed!

Re: Pendulsammenligning

Til indlæg af John Larsson, 08.10.2008 kl 22:40

Skal jeg forstå dit indlæg sådan, at du også mener, at en "elevator" ikke er mulig, men at et tilstrækkeligt bøjningsstift torn eller endnu sikrere en skive op fra ækvator skulle være mulig med tilstrækkeligt lette og stærke materialer?

Mvh Tyge

Re: Re: Pendulsammenligning

Der er jo ingen der siger at den skal lodret ud. Det er rigtigt at når man firer noget ud og så bremser det vil der opstå et moment hvis man forsøger at holde snoren lige, men det er der vel ingen grund til? Man kan da bare lade det pendulet 'komme bagud' mens man firer det ud og når man så bremser det vil det accelerere og 'catche up' og også overhale jorden. Der vil det så stå og svinge frem og tilbage. Så udfordringen bliver vel at lave en effektiv dæmpning af dette. Det kunne f.eks være nogle store vindfang på et stykke oppe på kablet. De kunne så dæmpe med vindmodstand når kablet svinger frem og tilbage. Jeg ved godt at disse vindfang har fat meget langt inde så hastighederne bliver så lave at det bliver ret ineffektivt. Man kunne også lave 2 andre kabler som går op til det andet kabel i noget der ligner 1000 km. Disse kabler skal så være fæstnet 1000 km fra det første kabel. Man kunne så trække i disse kabler i modfase i forhold til svingningen for at få energien ud af kablet.

Bare en ide.

Re: Re: Pendulsammenligning

Til indlæg af John Larsson, 08.10.2008 kl 22:40

Skal jeg forstå dit indlæg sådan, at du også mener, at en "elevator" ikke er mulig, men at et tilstrækkeligt bøjningsstift torn eller endnu sikrere en skive op fra ækvator skulle være mulig med tilstrækkeligt lette og stærke materialer?

Mvh Tyge

Ja, og din skive opfatter jeg som en variant af Teslas ring!

Mekanik eller el

Hej John, din sammenligning med "Teslas ring" kan ikke være ing.agtig. Min skive er tænkt som en ren mekanisk konstruktion uden el.
At begge er umulige i dag giver ikke grundlag for en frugtbar sammenligning. Der er meget andet umuligt.

Men kan du tro, at mekanikken er på plads i en skive ved ækvator?
Det vi mangler er materiale med lethed og styrke i tilstrækkelige mængder!

Tænk, hvilken turistindustri, hilser Tyge

Havari

Hvis kablet knækker, bliver vi ramt af en katastrofe af uset omfang, især hvis bruddet sker nær kontravægten. Kablet vil falde tilbage mod Jorden, og ramme Ækvator med en ring af ild. De sidste kilometer vil ramme med nær undvigelseshastighed. Det vil minde om en kontinuert brintbombeexplosion der løber langs Ækvator, måske gennem tætbefolkede områder.
Læs evt. Kim Stanley Robinson's Mars-trilogi. Der er en rigtig god beskrivelse af, hvordan det kunne tænkes at komme til at foregå. (i øvrigt en aldeles udmærket og velinformeret roman) :-)

Re: Havari

kablet er meget tyndt og langt. Det når ikke ret langt før det er brændt op. Der kommer jo ikke mere energi ud af det end man har puttet i. Så meget er det helle ikke.

Brintbombeeksplosioner mand, haha, lidt ude af propertioner.

Stort byggeri

Dette tårn skal vel nok være mindst 100 m i diameter i bunden for at sikre en forankring. Men selv med en diameter på 100 m vil tårnet set i afstand fra jorden se ud som en 36m lang fiskesnøre... Og have omtrent samme stivhed.

Dette kan kun lade sig gøre, hvis kontravægten (eller ekstra kabel/tårn længe - same deal!) er så tung at hele kablet er under træk, hvilket også løser problemet med kabel, der falder ned på jorden igen. Det gælder naturligvis ikke konstruktionsfasen! Jeg kan ikke se, hvordan sådan et kabel kan bygges fra jorden og op!

Med 100 m i diameter svarer det ca. til Empire State Building. Så når man har bygget den kan man klappe sig selv på ryggen og sige: "Så kom vi så langt! Så mangler vi bare 72.000 gange så meget..."

God fornøjelse!

Re: Re: Havari

Casper,
Kablet er tyndt i forhold til længden, men længden er enorm, og tværsnittet lige under kontravægten skal bære hele vægten af kablet, omend i et gennemsnitligt noget reduceret tyngdefelt. Jeg vil umiddelbart tro vi snakker om millioner af tons, som er løftet til en gennemsnitshøjde af 18.000 km, så noget ernergi er der puttet i, men du har måske regnet på det, haha?
Mvh Lars

Re: Stort byggeri

Thomas,
Jeg har læst overbevisende beskrivelser, hvor kablet bygges udefra og indefter.
Man starter med at manøvrere ankret på plads i geostationær bane.
Så bygger man kablet indad og kontravægten udad, således at tyngdepunketet for hele konstruktionen kommer til at forblive i geostationært omløb.
Den del af konstruktionen der er indenfor den geostationære bane kommer under træk med det samme, og den må bygges tykkere og tykkere efterhånden som længden vokser, for at kunne holde til trækket.
Spidsen nær jordoverfladen bærer ingen vægt i konstruktionsfasen, og kan være ganske tynd.
Når kablet er i brug vil de nederste dele mærke den fulde vægt af lasten, og kablet skal også levere reaktionskræfter til at accelere lasten (der er rigtig langt til den geostationære bane, så der skal nok accelereres mærkbart).
Uden at have regnet på det tror jeg ikke dine 100m's tykkelse er helt ved siden af for de yderste tværsnit, så der skal løftes nogle tons.:-)

Re: Stort byggeri

Jeg kan ikke se, hvordan sådan et kabel kan bygges fra jorden og op!

Rumelevator, byggefasen:

1. Bygge: Sværm af små robotter.
2. Sende dem til Månen.
3. De små robotter bygger miner og fabrikker.
4. Fabrikkerne bygger større robotter.
5. Robotterne bygger:
- 5a. En elektromagnetisk kanon.
- 5b. Raketbrændstof og styreraketter.
- 5c. Nanotråd.
- 5d. Byggerobotter, til at bygge rumtårnet.
6. Kanonen slynger alle byggematerialer af sted.
7. Robotterne bygger rumelevatoren nedad.

At skabe rumtårnet ned til Jorden, og et uendelig stort antal paladser på Månen, er ikke en egentlig ingeniøropgave, det er reelt især en datalogisk opgave: At evne at forudse samtlige arbejdsopgaver, og udregne samtlige nødvendige metoder, og programmere alt dette ind i robotter. Hvis menneheden virkelig var dygtig, ville det være nok at sende blot én mikrorobot til Månen. En lille robot med al nødvendig viden, indlejret.

Løsningsfilosofi: Exponentiel kaskade.

Re: Re: Stort byggeri

Lars
Jeg skriver jo netop også, at jeg ikke kan se, hvordan det kan bygges fra jorden og op. :-)

At bygge den anden vej giver næsten lige så store problemer, selv med autonome robotter. Selvfølgelig kan det lade sig gøre - vi er bare meget langt fra at kunne magte det!

Science fiction litteraturen er fyldt med beskrivelser af, hvordan man sender en lille robot op til en passende stor klump sten og jern i bæltet mellem mars og Jupiter, og vupti, 2 år senere flyver et færdigt rumskib tilbage og henter dig.

I øvrigt, findes der overhovedet kulstof nok på månen? Altså, hvis man skal gøre som Carsten beskriver herover. Der er altså tale om en anseelig mængde, uanset kablets tykkelse! Og det er vel at mærke kun kulstof i form af nanorør, der kan holde til det.

I øvrigt er disse materialer i stand til at bære deres egen vægt ved konstant tværsnit, så det er ikke nødvendigt med forskellig tykkelse. Derfor ville det nemmeste nok være at starte med at lægge en tynd snor og bygge ud derfra.

Re: Re: Stort byggeri

Uden at have regnet på det tror jeg ikke dine 100m's tykkelse er helt ved siden af for de yderste tværsnit, så der skal løftes nogle tons.:-)

Ifølge http://en.wikipedia.org/wiki/S...tion skal kablet have en styrke på 62,5 GPa for at et konstant tværsnit kabel kan bære.

Da tværsnittet er det samme over hele kablet, kan det vælges arbitrært. Vi vælger at bygge elevatoren med et minimum kabel - wikipedia artiklen snakker om et kabel der vejer 200 g per km.

Det giver et kabel der ikke er tungere end at hele elevatoren kan sendes op med en enkelt standard Ariane opsendelse.

Elevatorens første opgave er at forstærke kablet ved at løfte flere tråde op.

Re: Re: Re: Stort byggeri

Hej Baldur,
Det lyder umiddelbart meget lovende, men alligevel:
Iflg. Wikipedia er brudspændingen max. 126 GPa, og brudforlængelsen er ca 23%. Der er imidlertid flydning fra omkring 5% forlængelse. Jeg har ikke praktisk erfaring med dimensionering i flyde-området, men det er vel noget med at flydning skal omlejre spændingerne så lavere belastede konstruktionsdele kommer i spil, og det virker jo ikke her, i rent ensartet træk over hele tværsnittet. Hvis vi skal holde os til rent elastisk træk med under 5%'s forlængelse ender vi på ca. 28GPa.
De 126GPa er imidlertid teoretiske. Jeg tror vi skal være heldige for at nå en verificerbar værdi på det halve.
Så er der usikkerhederne på lasterne: der kommer sikkert både transversale og aksiale svingninger, og der skal nok være store variable vindlaster i det nederste lille stykke i atmosfæren. Alt det kan man selvfølgelig regne på til man er grøn i hovedet, men med en investering i den størrelse må der anvendes sikkerheder, 1.5 eller 2 eller...
Inden vi er færdige med at dividere og trække fra, tror jeg at vi ender med et konisk kabel, men interessant og lovende er det, at vi overhovedet kommer indenfor den rigtige størrelsesorden :-)