Hvor meget omtale, Obayashi Corporation havde regnet med, er ikke til at vide, men i vores del af verden har det været sparsomt - selv har jeg først fundet ud af det i sidste uge, selvom pressemeddelelsen åbenbart blev udsendt allerede i februar.
Det er ellers ikke hverdagskost, at et stort konstruktionsfirma officielt meddeler, at de agter at bygge en rumelevator.
Rumelevatoren. Ikke umuligt, men måske har vi ramt grænsen for vores fantasi?
Det er værd at lægge mærke til, at udmeldingen hverken kommer fra en ny, ung alt.space startup-virksomhed eller fra et veletableret raketopsendelsesfirma, men fra en veletableret virksomhed der har speciale i skyskrabere, tårne og broer. Det er folk med forstand på store konstruktioner.
Rumelevatoren er som bekendt ideen om et tov/reb/kabel/bånd, som er fastgjort til jordoverfladen i den ene ende, mens den anden ende suser rundt og rundt ude i rummet med samme vinkelhastighed som jorden drejer. Hvis bare kablet er langt nok, og har noget tilstrækkeligt tungt i den anden ende, vil jordens rotation holde kablet udstrakt. Tilpas stramt, og man kan kravle op ad det.
Og nej, vi besidder i dag ikke materialerne til at konstruere en rumelevator. Kablet skal nødvendigvis fremstilles af et materiale, der har en trækstyrke, som er omkring tre gange større end noget, vi har i dag.
Dermed ikke sagt, at det aldrig vil kunne lade sig gøre. Tværtimod er jeg overbevist om, at rumelevatoren er en seriøs mulighed. Den teoretiske grænse for kulstofnanorør (300 GPa) er ca. det dobbelte af, hvad der kræves.
Derfor ærgrer jeg mig også, når der slås plat på rumelevatoren i markedsføringsøjemed. For det er, hvad Obayashi Corporation gør. Som artiklen Obayashi and the Space Elevator - A Story of Hype gør opmærksom på, faldt udmeldingen nemlig sammen med færdiggørelsen af en af Obayashis seneste frembringelser: Tokyo Sky Tree; et 634 meter højt udsigtstårn til entrébetalende turister.
Skræmmende mange ser rumelevatoren som en reel umulighed, på linje med evighedsmaskiner. Lad os håbe at denne form for markedsføring - uden seriøs opfølgning - ikke får rumelevatoren til at glide yderligere ud i fremtiden.
Nogen har sagt, at hvis en given amerikansk præsident skulle give NASA et opdrag svarende i kompleksitet til det, Kennedy gav i '61, så skulle han bede NASA udvikle en rumelevator på 15 år. I en tid hvor folkestemningen slet ikke er til den slags, forbliver det en umulig drøm. Tilbage er kun at appellere til markedskræfterne; stensikkert er det, at den dag rumelevatoren tages i drift vil ingen længere rejse med raketter.
Kablet skal nødvendigvis fremstilles af et materiale, der har en trækstyrke, som er omkring tre gange større end noget, vi har i dag.
Tjaeh, hvorfor ikke? En faktor tre er til at leve med og hvis man i øvrigt sammenligner med futuristiske rumfarts-ideer som asterorid minedrift og marsbaser er dette i den mulige ende og endda nyttig.
Selvom det teknisk set er muligt, så vil det sandsynligvis være ekstremt dyrt, og nemt at sabotere.
Jeg tror, at det vil være bedre, at investere i boron-11 fusion, og "opfinde" fusionsraketter, der kan flyve ud i rummet med lidt brændstof, i forhold til nutidens raketter.
En tredie mulighed, er en meget kraftig kanon, der kan skyde ting ud i rummet. Det mener jeg bestemt er muligt, men det er svært at konstruere, så mennesker kan tage med. Accellerationen, vil være alt for stor. Men, hvis man vil bygge rumstationer, eller andet i rummet, så vil det være hensigtsmæssigt at kunne få materialer hurtigt og billigt ud i rummet.
Omkostningen, for at få mennesker ud i rummet er mindre interessant.
Mit bud, vil derfor være, at vi skal bygge en stor kanon, og pege den mod himlen. Pengene vil være bedre brugt til dette, end til en rumelevator, og den er sværre at sabotere, da den kan placeres i et stort bjerg, under jorden.
Kablet skal nødvendigvis fremstilles af et materiale, der har en trækstyrke, som er omkring tre gange større end noget, vi har i dag.
Hvilket materiale har i dag den største trækstyrke? Er det spindelvæv, eller noget vi selv fremstiller?
Og nu vi er i gang: Hvor stor er den trækstyrke så?
[quote]Kablet skal nødvendigvis fremstilles af et materiale, der har en trækstyrke, som er omkring tre gange større end noget, vi har i dag.
Hvilket materiale har i dag den største trækstyrke? Er det spindelvæv, eller noget vi selv fremstiller?
Og nu vi er i gang: Hvor stor er den trækstyrke så?[/quote]
Jeg tror det er fiskesnøre til fluefiskeri.
http://emmaline-grej.dk/produkter/18-fiske...
I forhold til kevlar, er smeltepunktet lavt, og det betyder, at det nemt smelter ved varme. Selvom det er stærkt, er det derfor ikke egnet mange steder, hvor der forekommer gnidning, da varmen fra gnidningen, kan få materialet til at smelte, allerede ned til ca. 90 grader. I nogle tilfælde, bruges det derfor sammen med kevlar.
Du kan også få jeans:
http://www.dragginjeans.net/fashion-range....
Her er nogle tekniske data:
http://www.dyneema.com/en_US/public/dyneem...
Det står, at det kan bruges ved temperaturer op til 70 grader.
Forskellige superfibre sammenlignes her:
http://www.matrixyarns.com/pdf/Super%20Fib...
Dyneema er let og stærk. Så let, at det flyder ovenpå vand. Men det tåler dårligt varme.
De andre materialer er i nogle tilfælde stærkere i forhold til mm2, men også tilsvarende tungere. De tåler bedre varme end dyneema.
Er der nogen der kan fortælle mig hvorfor det er en god ting med en rumelevator?
Det eneste "i rummet" der rent faktisk giver os forøget livskvalitet nede på overfladen, er i øjeblikket satellitter, og de klarer sig da fint med normale kemiske raketter.
Så: Hvorfor?
Den bedste grund jeg kan se for at bygge en rum-elevator skulle vaere
at spare braendstof og det skulle gerne vaere meget braendstof.
En Ariane 5 kan efter sigende loefte 6640 kg til GEO og den vejer 720t
paa rampen inden afgang. Hvis vi er flinke og siger at de resterende
713t er ilt og brint i passende stoekiometrisk forhold burde det med 18
g/Mol for vand give 39.6E6 Mol H2. Jeg fandt en braendvaerdi for brint
paa 282kJ/Mol saa de 713t burde aekvivalere 1.1E13 J.
Et kg i GEO har en hastighed paa 2pi36000km/24h = 2618m/s og en
hoejde over jordoverfladen paa 33000km. Energi per kg burde vaere
noget i retning af:
E = 1/2 * 1kg * (2618m/s)^2 + 1kg * 9.8m/s^2 * 33E6m = 327MJ
Med de 6640 kg burde det svare til 2.17E12 J.
Hvis ikke jeg har regnet galt er effektiviteten af en Ariane 5 i hele
traesko-laengder:
2.17E12 J / 1.1E13 J = 20%.
Det bliver alt andet end trivielt at lave en elevator-motor med 20%
effektivitet inklusiv transmissionstab.
Det regnestykke er helt i hegnet. En Ariane-5ECA vejer 777 tons hvoraf ca. 180 tons er ilt og brint (fordelt på alle trin). Dette kan bringe 10 tons i GTO.
Det betyder at nyttelasten er 1,28% af den samlede masse. Resten - brændstof og metaler går tabt. Intet kan genvindes. Og det er dyre ting der går tabt hver gang.
Med en rumelevator er det kun en crawler der går tabt ("elevatoren" kører ikke ned igen). Desuden kan en rumelevator tage "odd-sized" laster. Raketter kan ikke klare mere end 7-8 meter i diameter max. pga. aerodynamik. Crawleren kører relativt langsomt så aerodynamik er ikke et problem.
Det er vist ikke kun levende ting der ikke kan tåle at blive "skudt" ud i rummet fra jordens overflade. Kanonidéen må være din spøg, ik?
Det regnestykke er helt i hegnet. En Ariane-5ECA vejer 777 tons hvoraf ca. 180 tons er ilt og brint (fordelt på alle trin). Dette kan bringe 10 tons i GTO. Det betyder at nyttelasten er 1,28% af den samlede masse. Resten - brændstof og metaler går tabt. Intet kan genvindes. Og det er dyre ting der går tabt hver gang. Med en rumelevator er det kun en crawler der går tabt ("elevatoren" kører ikke ned igen). Desuden kan en rumelevator tage "odd-sized" laster. Raketter kan ikke klare mere end 7-8 meter i diameter max. pga. aerodynamik. Crawleren kører relativt langsomt så aerodynamik er ikke et problem.
Hvad med braendstof til crawleren? Regnestykket var udelukkende paa hvor meget energi der skulle tilfoeres og hvad virkningsgrad det ville svare til hvis alt det der gik tabt var braendstof. Elevatoren vil skulle tilfoere et kg samme energi paa vej til GEO.
En forbraendingsmotor til crawleren vil skulle leoefte alt for meget braendstof (tilsvarende de 720t med 20% virkningsgrad), elektrisk overfoersel vil have transmissionstab i kablet og traadloes overfoersel eller sol-paneler har baade kapacitets og effektivitetsproblemer.
Det regnestykke er helt i hegnet. En Ariane-5ECA vejer 777 tons hvoraf ca. 180 tons er ilt og brint (fordelt på alle trin). Dette kan bringe 10 tons i GTO. Det betyder at nyttelasten er 1,28% af den samlede masse. Resten - brændstof og metaler går tabt. Intet kan genvindes. Og det er dyre ting der går tabt hver gang.
De 180t vand kan genanvendes igen og igen, det samme med mange af de kvaelstof-forbindelser der er i fast-stof boosterne.
Der skal raffineres nyt metal og det skal poelses op til en raket, men din elevator er jo ogsaa bygget af 36000km hoejteknologi der heller ikke saadan kan genanvendes naar den er slidt ned.
Det der er pointen er at uanset hvad, skal et kg der loeftes til GEO tilfoeres rigtigt meget energi. En raket er overraskende effektiv til at udfoere det stykke arbejde og den kraever ikke ret meget infrastruktur.
Udviklingen af et materiale som er stærkt nok til en rumelevator vil sætte rigtig gang i udviklingen. Bare tænk på bygninger, broer, indenfor transport, man kan blive helt svimmel af at tænke på hvilke konstruktions mæssige muligheder der pludselig vil være mulige. Plus alle de områder man i dag slet ikke aner at man kan bruge materialet til. Det skete med plastik, dengang blev man spærret inde som gak-gak-fantast hvis man gav udtryk for alle de steder vi bruger det i dag!
Hvis jeg har forstået det rigtigt (uden at begynde at regne på det) går energiregnskabet ud på at man stjæler energi fra jordens omdrejning når man bevæger sig op af wiren - derfor skal man kun bruge den energi det kræver at bevæge sig op af wiren - den kinetiske energi får man fra jorden (og tilsvarende når man bevæger sig ned af wiren).
Det betyder så til gengæld, at det bliver meget svært at etablere forbindelsen mellem jorden og det geostationære punkt - wiren vil have en tendens til at sno sig rundt om jorden.
Hvad med braendstof til crawleren? Regnestykket var udelukkende paa hvor meget energi der skulle tilfoeres og hvad virkningsgrad det ville svare til hvis alt det der gik tabt var braendstof. Elevatoren vil skulle tilfoere et kg samme energi paa vej til GEO.
Men brændstofudgiften er totalt ligegyldig i denne sammenhæng. De ca. 180 tons H2/O2 koster intet i forhold til den "tabte" raket, energien til fremstilling af dets materialer og prisen for mande-år. Og en raket er altså en engangsfornøjelse.
@Oluf Bagger: Nu laves brint altså af kulbrinter så genbrugsmuligheden er begrænset med mindre du har perspektiv i geologiske termer.
Jeg har ikke tænkt mig at spærre dig inde. Bare giv mig et par eksempler på hvilke fordele vi nede på overfladen vil få ved at have let adgang til LEO.
For satellitter er argumentet jo let nok, men der har man jo netop fundet en passende måde at komme omkring transportproblemet på. Og selv Ariane, der ikke just er designet for lav pris, koster jo ikke et afskrækkende beløb når man skal have en dyr kommunikationssatellit op. Jeg mener at forsikringen af satellitten koster mere end selve opsendelsen.
Så igen, hvad pokker opnår vi ved en billig adgang til LEO?
Jeg tror ikke, at problemet er så stort endda. Det scenarie, der er nævnt i Kim Stanley Robinson's Mars-trilogi er helt urealistisk.
Da selv en geostationær satellit ikke her 100% stationær, vil et kabel mellem satellit og jord ikke være fastgjort i begge ender, men kun i toppen, mens bunden af kablet hænger løst, evt. forbundet med justerbare kabler, der forhindrer det i at dingle for meget i vinden. Hvis rebet bliver kappet nær jorden, vil den nederste del falde ned, mens den øverste del bare bliver hængende, så det er ikke et stort problem at lave en ny bid kabel i bunden. Evt. kan der "spindes" mere kabel fra toppen, så hele kablet sænkes lidt ned. Det er i de fleste modeller alligevel på den måde, kablet laves i første omgang.
Kapning af kabel i toppen er ikke så sandsynligt, da det kræver væsentligt større ressourcer, men skulle det ske vil kablet blot gå i kredsløb (i en bane mellem toppen og bunden), så der vil ikke ske store skader andre steder. Og man kan indfange kablet og sætte det fast igen. Med andre ord, vil der være væsentligt større terroristmål, man kan nå med lignende ressourcer. Desuden rettes terrorangreb typisk mod mål, hvor der er mange mennesker -- terrorister er mindre interesserede i materialle skader og mere i menneskeliv.
Hvis jeg har forstået det rigtigt (uden at begynde at regne på det) går energiregnskabet ud på at man stjæler energi fra jordens omdrejning når man bevæger sig op af wiren - derfor skal man kun bruge den energi det kræver at bevæge sig op af wiren - den kinetiske energi får man fra jorden (og tilsvarende når man bevæger sig ned af wiren). Det betyder så til gengæld, at det bliver meget svært at etablere forbindelsen mellem jorden og det geostationære punkt - wiren vil have en tendens til at sno sig rundt om jorden.
Hovedparten af energien af et legeme i GEO er potentiel energi. Den skal elevatoren levere og det er effektiviteten af den leverance jeg proevede at regne paa stoerrelsesordenen af. Selv hvis man har kablet, bliver det svaert at lave en vogn der kan klatre op ad det med mindre braendstof-forbrug end en Ariane 5. Min folkevogn vil ogsaa bruge mange ton braendstof til en 36000 km tur, ogsaa selv om det ikke er en 90 grader stigning.
@Oluf Bagger: Nu laves brint altså af kulbrinter så genbrugsmuligheden er begrænset med mindre du har perspektiv i geologiske termer.
Brint blev i al vaesentlighed dannet ved Big Bang for 14E9 aar siden. Fordi det indgaar en kemisk forbindelse med ilt bliver det ikke endegyldigt forbrugt. Det enkelte brint-atom vil have proevet den tur flere gange allerede her paa jorden.
Naar du skal bruge X MJ til at loefte en klods 36000km vil der vaere brug for energi. Ogsaa til en elevator. Brinten kan skaffes gennem elektrolyse fra vand. En virkningsgrad paa over 20% for en Ariane 5 er meget bedre end jeg havde forestillet mig inden jeg kradsede beregningen ned paa bagsiden af en serviet.
Da selv en geostationær satellit ikke her 100% stationær, vil et kabel mellem satellit og jord ikke være fastgjort i begge ender, men kun i toppen, mens bunden af kablet hænger løst, evt. forbundet med justerbare kabler, der forhindrer det i at dingle for meget i vinden. Hvis rebet bliver kappet nær jorden, vil den nederste del falde ned, mens den øverste del bare bliver hængende, så det er ikke et stort problem at lave en ny bid kabel i bunden. Evt. kan der "spindes" mere kabel fra toppen, så hele kablet sænkes lidt ned. Det er i de fleste modeller alligevel på den måde, kablet laves i første omgang.
Det var ogsaa saadan jeg troede det skulle virke indtil for nylig hvor en anden debattoer paa denne her site (eller var det Slashdot?) kunne belaere mig om at det var snedigere end som saa.
Min oprindelige bekymring var at den geostationaere kontra-vaegt ville blive bremset i sit kredsloeb naar det gav elevator-vognen kinetisk energi i omloebsretningen som vognen kravlede op ad kablet. Denne energi forestillede jeg mig skulle genvindes ved at lade en ion-motor paa kontravegten accellerere systemet for at holde balancen.
En behjertet debattoer kunne belaere mig om at ideen er at kontravegten og masse-midtpunktet er laengere ude end syncron-banen. Derfor vil det vaere kablet der traekker kontravaegten rundt og holder snoren stram. Impulsen bevares og kloden drejer endnu mere stille rundt.
Det betyder at hvis kablet knaekker vil kablet under bruddet falde ned og kablet over bruddet vil falde op. Kontravaegten har en naturlig omloebstid der er langsommere end 24 timer saa naar foerst kablet er knaekket bliver den ikke saadan at fange igen.
Brinten kan skaffes gennem elektrolyse fra vand. En virkningsgrad paa over 20% for en Ariane 5 er meget bedre end jeg havde forestillet mig inden jeg kradsede beregningen ned paa bagsiden af en serviet.
Principielt korrekt, men intet med virkeligheden at gøre. Brint laves af kulbrinter. At elektrolysere saltvand er en øvelse i gymnasiet lige som at lave kobber-zink batterier. Og brændstofudgiften til launch er bedøvende ligegyldig. Det er alt det andet det andet der koster. Spørg bare Madsen og von B.
Hovedparten af energien af et legeme i GEO er potentiel energi. Den skal elevatoren levere
Ja, hvis man tager kablet hele vejen til GEO.
En minimal accelleration er vel nok til at hæve banen, hvis man står af i LEO?
Med tiden til GEO, månen eller beyond :-)
[quote]Brinten kan skaffes gennem elektrolyse fra vand. En virkningsgrad paa over 20% for en Ariane 5 er meget bedre end jeg havde forestillet mig inden jeg kradsede beregningen ned paa bagsiden af en serviet.
Principielt korrekt, men intet med virkeligheden at gøre. Brint laves af kulbrinter. At elektrolysere saltvand er en øvelse i gymnasiet lige som at lave kobber-zink batterier. Og brændstofudgiften til launch er bedøvende ligegyldig. Det er alt det andet det andet der koster. Spørg bare Madsen og von B.[/quote]
Alkohol eller Metan er fine kulbrinter der snildt laves paa selv meget korte geologiske tidsrum.
Hos Madsen og vB havde jeg netop opfattelsen at de straeber efter at lave selve raketten billig. Man kan lave meget raket for 36000 km kabel.
Hvorfor er der ikke nogen der farer i blaekhuset og forklarer hvordan de vil drive elevatoren med en fornuftig virkningsgrad og oekonomi? Hvis ikke elevatorens business case kan holde til 5 minutters haandregninger er det nok bedst den forbliver et interessant tankeeksperiment.
[quote]Hovedparten af energien af et legeme i GEO er potentiel energi. Den skal elevatoren levere
Ja, hvis man tager kablet hele vejen til GEO.
En minimal accelleration er vel nok til at hæve banen, hvis man står af i LEO?
Med tiden til GEO, månen eller beyond :-)
[/quote]
Hvis du staar af i LEO er du jo ikke i kredsloeb. Naar du tager med elevatoren foretager du jo kun et kredsloeb i doegnet Du vil falde til jorden med et brag. Du skal have tilfoert meget mere baade potentiel og kinetisk energi for at komme i geostationaert kredsloeb. Det er meget mere end en minimal accelleration.
Hvorfor er der ikke nogen der farer i blaekhuset og forklarer hvordan de vil drive elevatoren med en fornuftig virkningsgrad og oekonomi? Hvis ikke elevatorens business case kan holde til 5 minutters haandregninger er det nok bedst den forbliver et interessant tankeeksperiment.
Du er kommet helt skævt ind på emnet. Transportens virkningsgrad er fløjtende ligegyldig indtil videre. Det er resten af transportsystemet der koster. SpaceX bruger den samme mængde brændstof som alle andre (naturlove gælder også for dem) men alligevel kan de sende ting op meget billigere end andre. De mangler måske at bevise det, men sådan er der så meget.
Selvfølgelig er rumelevatoren et tankeeksperiment så længe man mangler en faktor tre i trækstyrke. Og dernæst skal man finde en finansiering, hvilket ikke bliver let.
Pointen er et brændstofudgifter er bedøvende ligegyldige, det er raketterne og håndtering der koster. Der går altså ca. 100 mio USD tabt hver gang en Ariane 5 affyres (uden payload). Det kan man købe rigtig brændstof for. Det er mere end en halv mia kr der ryger hver gang. Prøv at modregne det i dit overslag.
Hmm ... matematik er vist ikke min stærkeste side ...
Jeg må stille endnu et tåbeligt spørgsmål, hvis jeg skal kunne sove i nat, beklager meget hvis jeg forstyrrer bloggen.
Hvis banehastigheden er faldende med stigende baneradius - hvorfor skal et legeme da accellereres for at hæve banen?
Hvis banehastigheden er faldende med stigende baneradius - hvorfor skal et legeme da accellereres for at hæve banen?
Fordi det er udsat for tyngdekraft. ISS lider fx under 0,8 g og må jævnligt løftes for ikke at styrte ned og det koster en masse brændstof.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Internat...
Hmm ... matematik er vist ikke min stærkeste side ... Jeg må stille endnu et tåbeligt spørgsmål, hvis jeg skal kunne sove i nat, beklager meget hvis jeg forstyrrer bloggen. Hvis banehastigheden er faldende med stigende baneradius - hvorfor skal et legeme da accellereres for at hæve banen?
Omkredsen af omloebsbanen stiger proportionalt med radius. O = 2 * pi * r. I GEO tager et omloeb netop et doegn. Under GEO tager et omloeb mindre end et doegn og over GEO mere end et doegn.
Naar man skal i et heojere kredsloeb skal der tilfoeres energi fordi hastigheden skal op. Hastigheden i forhold til jordens overflade vil dog falde idet omloebshastigheden falder hurtigere end vinkelhastigheden.
[quote]Hvis banehastigheden er faldende med stigende baneradius - hvorfor skal et legeme da accellereres for at hæve banen?
Fordi det er udsat for tyngdekraft. ISS lider fx under 0,8 g og må jævnligt løftes for ikke at styrte ned og det koster en masse brændstof.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Internat...
[/quote]
ISS er i saa lav en bane at den bliver bremset af de oeverste lag af atmosfaeren. Den gnidningsmodstand tager farten af ISS der derfor langsomt taber hoejde. Den tabte energi faar ISS saa tilbage naar der jaevnligt laves et burn for at haeve banen igen.
[quote]Hvorfor er der ikke nogen der farer i blaekhuset og forklarer hvordan de vil drive elevatoren med en fornuftig virkningsgrad og oekonomi? Hvis ikke elevatorens business case kan holde til 5 minutters haandregninger er det nok bedst den forbliver et interessant tankeeksperiment.
Du er kommet helt skævt ind på emnet. Transportens virkningsgrad er fløjtende ligegyldig indtil videre. Det er resten af transportsystemet der koster. SpaceX bruger den samme mængde brændstof som alle andre (naturlove gælder også for dem) men alligevel kan de sende ting op meget billigere end andre. De mangler måske at bevise det, men sådan er der så meget.
Selvfølgelig er rumelevatoren et tankeeksperiment så længe man mangler en faktor tre i trækstyrke. Og dernæst skal man finde en finansiering, hvilket ikke bliver let.
Pointen er et brændstofudgifter er bedøvende ligegyldige, det er raketterne og håndtering der koster. Der går altså ca. 100 mio USD tabt hver gang en Ariane 5 affyres (uden payload). Det kan man købe rigtig brændstof for. Det er mere end en halv mia kr der ryger hver gang. Prøv at modregne det i dit overslag.[/quote]
Det er ikke prisen paa aluminium, staal og titanium der koster pengene. Det er afskrivning paa udvikling samt kvalitetskontrol. Hvis behovet for loeftekapacitet blev saa stort at en elevator ville kunne svare sig vil raketter pludselig vaere noget der blev masseproduceret og styk-prisen vil rasle ned.
En raketmotor er ikke mere kompliceret end en moderne bil-motor, den eneste grund til den er saa maget dyrere (udover materialer der ikke koster i naerheden af 100M$) er at den bliver lavet i haanden i lave styk-tal.
Hvis der skulle launches 10 Ariane 5 raketter om dagen ville styk-prisen styrtdykke.
Hvis der skulle launches 10 Ariane 5 raketter om dagen ville styk-prisen styrtdykke.
Noget af det sjove er at hvis man skulle bygge en rum-elevator ville den skulle bygges oppefra og man ville have behov for tusindvis af opsendelser for at bygge den. De opsendelser ville goere raketterne billigere i kraft af masseproduktion og goere elevatoren ukonkurrencedygtig paa prisen.
Var det ikke Athur C. Clarke der fremførte idéen? Såvidt jeg husker skulle den placeres på et bjerg på Sri Lanka. Sætter man Burj Khalifa ovenpå er man da kommet lidt længere, jaja ved godt at der er i det små. Geostationær bane er vel helt urealistisk.
Levetid og kvalitet af opsendelsen skal naturligvis også med i regnestykket (som vi nok om alle omstændigheder ikke lige kan klare i en håndvending vel Oluf). Det er nok mere interessant om vi kan finde det materiale der skal bruges til kablet, her drømte Arthur C. Clarke vist et eller andet op.
Det er vist ikke kun levende ting der ikke kan tåle at blive "skudt" ud i rummet fra jordens overflade. Kanonidéen må være din spøg, ik?
Det er muligt, og mange materialer (hvis det kun er materialer), kan nemt tåle mange G. Det er stor forskel på, hvor lang strækning accellerationen behøver, på 10G som mennesker højst kan tåle, måske op til flere hundrede G, som materialer vil tåle.
Det amerikanske forsvar, har vist haft i sinde, at bygge et sådant system, for at kunne ramme fjendtlige sattelitter med 25 ører. Bagefter, opdager man måske, at kanonen kan bruges til noget "fornuftigt", såsom at sende fødevarer, vand, eller en skruenøgle op til rumstationen med.
Kina har bygget en kæmpe laser på jorden, så de kan ramme sattelitter i rummet. Den kan måske også bruges til at tilføre energi, og drivkraft, hvis der skal sendes en lille sattelit ud i rummet. Og dermed have et "fornuftigt" formål.
[quote] Hvis der skulle launches 10 Ariane 5 raketter om dagen ville styk-prisen styrtdykke.
Noget af det sjove er at hvis man skulle bygge en rum-elevator ville den skulle bygges oppefra og man ville have behov for tusindvis af opsendelser for at bygge den. De opsendelser ville gøre raketterne billigere i kraft af masseproduktion og gøre elevatoren ukonkurrencedygtig på prisen.[/quote]
Det vil derfor være billigere at indfange asteroider og kometer som leverandører af råstoffer. Det kan vel gøres med blot en håndfuld raketopsendelser og lidt tålmodighed. Dertil noget teknologi til at bygge en fabrik i GEO.
Det vil derfor være billigere at indfange asteroider og kometer som leverandører af råstoffer. Det kan vel gøres med blot en håndfuld raketopsendelser og lidt tålmodighed. Dertil noget teknologi til at bygge en fabrik i GEO.
Der skal stadig bruges et voldsomt delta-v for at faa en asteroide eller en komet til GEO dvs meget braendstof og grej selv med en ion-motor eller et solsejl. Dels skal man saa have fundet de her himmellegemer og udvalgt dem med en passende grundstof-sammensaetning. Nikkel-Jern er vist ikke lige sagen til en elevator men sikkert ok til kontravaegt og svensknoegler til fabrikken.
Selv med minedrift i solsystemet som forudsaetning bliver det til tusinder af opsendelser.
Man skal ogsaa vaere ret sikker paa haanden naar en komet eller asteroide skal i kredsloeb om jorden. Toer man luft-bremse, har man styr nok paa mekanikken i Jorden-Maanen systemet til at man ikke kommer til at dumpe en paa jorden?
Jeg synes derimod det er tankevaekkende at raketter faktisk er saa efffektive som de er. En elevator er slet ikke saa stor en forbedring som man skulle tro.
En transatlantisk jernbanebro vil nok vaere en meget bedre investering, den kunne man jo lave foerst.
Oluf Bagger:
Noget af det sjove er at hvis man skulle bygge en rum-elevator ville den skulle bygges oppefra og man ville have behov for tusindvis af opsendelser for at bygge den. De opsendelser ville goere raketterne billigere i kraft af masseproduktion og goere elevatoren ukonkurrencedygtig paa prisen.
En god pointe. Så vi ender op med at man behøver billige raketter for at kunne bygge en elevator der vil sikre billig adgang til rummet...
Måske skulle man ignorere de forskellige sci - fi tankeeksperimenter og koncentrere sig om det basale?
Den bedste grund jeg kan se for at bygge en rum-elevator skulle vaere at spare braendstof og det skulle gerne vaere meget braendstof. En Ariane 5 kan efter sigende loefte 6640 ........ ..... Det bliver alt andet end trivielt at lave en elevator-motor med 20% effektivitet inklusiv transmissionstab.
Jeg er ikke enig. Laves en rumelevator således at løftet forgår elektrisk kunne man forstille sig de første 20 strømforsynet fra jorden og resten strømforsynet med solpaneler enten monteret på vognen eller monteret på elevatoren.
Over 20km højder ville jeg ikke forvente megen vind der kan ødelægge store lette solpaneler.
Jeg er rystet over de 20%. Selv hvis dine beregninger er rigtige er det iøvrigt kun 10% da elektrolyse er ret tabsbehæftet.
Jeg er ikke enig. Laves en rumelevator således at løftet forgår elektrisk kunne man forstille sig de første 20 strømforsynet fra jorden og resten strømforsynet med solpaneler enten monteret på vognen eller monteret på elevatoren. Over 20km højder ville jeg ikke forvente megen vind der kan ødelægge store lette solpaneler. Jeg er rystet over de 20%. Selv hvis dine beregninger er rigtige er det iøvrigt kun 10% da elektrolyse er ret tabsbehæftet.
Ved Aekvator er der jo moerkt 12 timer i doegnet saa de nederste par tusind kilometer hvor jordens skyggekegle fylder noget vil elevatoren saa kun kunne koere om dagen. Ellers skal den bygges til ogsaa at kunne baere batterier der kan oplades om dagen. (Ikke super for virkningsgrad)
Mht til tab ved generation af brint ved jeg ikke om det er fair at regne det med. Skulle man vaere grov kunne man jo paapeje at solpanelerne som udgangspunkt har en virkningsgrad
Pointen blev spist og jeg fik ikke lov at rette.
Jeg er ikke enig. Laves en rumelevator således at løftet forgår elektrisk kunne man forstille sig de første 20 strømforsynet fra jorden og resten strømforsynet med solpaneler enten monteret på vognen eller monteret på elevatoren. Over 20km højder ville jeg ikke forvente megen vind der kan ødelægge store lette solpaneler. Jeg er rystet over de 20%. Selv hvis dine beregninger er rigtige er det iøvrigt kun 10% da elektrolyse er ret tabsbehæftet.
Ved Aekvator er der jo moerkt 12 timer i doegnet saa de nederste par tusind kilometer hvor jordens skyggekegle fylder noget vil elevatoren saa kun kunne koere om dagen. Ellers skal den bygges til ogsaa at kunne baere batterier der kan oplades om dagen. (Ikke super for virkningsgrad)
Mht til tab ved generation af brint ved jeg ikke om det er fair at regne det med. Skulle man vaere grov kunne man jo paapeje at solpanelerne som udgangspunkt har en virkningsgrad meget under 100% og at der vil vaere tab i el-motorer, lejetab, transmissionstab samt at vognens vaegt i forhold til nyttelasten ogsaa vil belaste virkningsgraden.
Hvis turen til GEO skal kunne goeres paa et doegn og beregningen om at et kg i GEO skal bruge 327 MJ er rigtig skal hvert kg altsaa tilfoeres en effekt paa: 327 MJ / (3600 * 24) = 3.7 kW. Hvis solen kun skinner om dagen skal solpanelerne pr kg altsaa levere 7.6kW hvis energien kan lagres uden tab. Med mindre et solpanel der leverer 7.6kW kan laves meget lettere end et kg kommer panelerne til at sidde paa kablet eller turen kommer til at tage mere end et doegn.
snip..... paa kablet eller turen kommer til at tage mere end et doegn.
Der er omkring 25000 km til GEO, så mon ikke en rejsetid på en måneds tid er realistisk? Det vil reducere størrelsen af solpanelet til 1/30. Det er IMHO ok kun at køre 50% af tiden.
Jeg forstiller mig netop kun intensiv brug af solpaneler fra udkanten af atmosfæren og ud efter. Så snart vognen er accelereret er kravet til solpanelet blot at det kan bære sig selv (og det er kun i starten på rejsen)
[quote]snip..... paa kablet eller turen kommer til at tage mere end et doegn.
Der er omkring 25000 km til GEO, så mon ikke en rejsetid på en måneds tid er realistisk? Det vil reducere størrelsen af solpanelet til 1/30. Det er IMHO ok kun at køre 50% af tiden. [/quote]
Saa er det 126W/kg, stadig uden tab og uden energi til life support,
lys, varme og koeling.
En maaned er lang tid hvis der er passagerer med. De kraever god plads,
mad, luft, beskyttelse mod solstorme etc. Endelig gaar elevatoren jo
kun til GEO. Skulle man have vaeret til LEO eller laengere vaek skal man
jo stige om og videre derfra med en raket eller et solsejl.
Jeg forstiller mig netop kun intensiv brug af solpaneler fra udkanten af atmosfæren og ud efter. Så snart vognen er accelereret er kravet til solpanelet blot at det kan bære sig selv (og det er kun i starten på rejsen)
Det argument er jeg ikke sikker paa jeg forstaar. Vognen skal loeftes
lodret op, langt op, og man kan ikke koere op ad bakke paa frihjul
Jeg kom til at taenke paa at koeling bliver en kaempe udfordring for elevatoren. Der er ingen konvektion og kablet vil blive skraekkeligt varmt bare fra solindstraaling hvis ikke det kan faa en hoej reflektion.
Ogsaa spild-varmen fra vognen, motorer, life support, gnidning og ikke mindst bremseenergi paa vejen ned vil skulle fjernes ved straaling. Det vil kraeve gigantiske koele-ribber og muligvis en varmepumpe der kan haeve temperaturen paa koelepladen saa den udstraaler mere.
En Ariane 5 raket er lille, fix, fleksibel og billig.
Det er ogsaa en ulempe at elevatoren kun gaar til GEO. Det er ikke meget spaendende der sker der bortset fra broadcast TV.
Ogsaa spild-varmen fra vognen, motorer, life support, gnidning og ikke mindst bremseenergi paa vejen ned vil skulle fjernes ved straaling.
Der er ingen "på vej ned". Crawleren går tabt efter at have trukket noget op. Og at kalde Ariane 5 for "billig" er godt nok at strække begreberne. Jeg er selv stor fan af Ariane 5, men den hører til i den absolut dyreste ende af sammenlignelige løfteraketter. Men den er pålidelig.
[quote]Ogsaa spild-varmen fra vognen, motorer, life support, gnidning og ikke mindst bremseenergi paa vejen ned vil skulle fjernes ved straaling.
Der er ingen "på vej ned". Crawleren går tabt efter at have trukket noget op. Og at kalde Ariane 5 for "billig" er godt nok at strække begreberne. Jeg er selv stor fan af Ariane 5, men den hører til i den absolut dyreste ende af sammenlignelige løfteraketter. Men den er pålidelig.[/quote]
Vil det ikke skuffe passagererne ikke at kunne komme hjem? Saa efter at have introduceret minedrift paa asteroider og fabrikation i rummet vil vi ikke transportere noget tilbage til jorden?
Hvad goer man af vognene naar de er kommet op? Vil de bare hobe sig op i syncronbanen?
Der er lidt en traels ting ved at have sat et taarn op der naar til GEO. Det bliver straks lidt mere risikabelt at flyve rundt i LEO. Man skal i hvert fald vide hvad man goer og det ville vaere rart ikke at have for meget rum-skrot.
Hvis vognene skal lande gennem atmosfaeren for at komme hjem, er det saa tanken at de skal vaere en slags kapsler som Apollo eller Soyus eller en lifting body/vinge ting som rumfaergen?
Naar noget er i GEO skal det jo tilfoeres en del energi for at blive bremset tilstraekkeligt op til at komme tilbage til atmosfaeren. Er det tanken at der skal fragtes braendstof til bremseraketter op med hver cravler for at den skal komme hjem eller er det ogsaa noget der taenkes udvundet andre steder i solsystemet?
Det er naturligvis kun for at vaere flabet jeg kaldte Ariane 5 for lille fix og billig ;-). Saa laenge den ikke gaar i masseproduktion vil den vaere dyr og upaalidelig sammenlignet med industri-produkter. Sagen er bare at elevatoren vil vaere raedsomt dyr at bruge selv hvis den kunne bygges
og der er mange tekniske forhindringer der ville skulle overvindes foerst.
Jeg mener at den rumelevator NASA har sat på ønskelisten skal drives af lasere ved jordoverfladen (måake suppleret af nogle fra rummet når den kommer langt nok op)
@johnny
Oluf Baggers regnestykke er gået ret galt, primært ved at han regner med at tyngdekraften er konstant 9,8 m/s^2 hele vejen op. Vi kan regne med at energien for at komme til GEO er en lille smule under energien som kræves for at slippe helt fri af Jordens tyngdefelt, og den energi er 62,4 MJ/kg, eller lige omkring for 40 kroner elektricitet til danske husstandspriser, så den er altså ikke dyr at drive.
Mht. crawlerene er der vel ikke noget teknisk til hinder for at de kunne kravle ned igen. Men hvis man vil undgå for meget rumskrot er en lettere løsning nok at man blot lader dem blive siddende på den satellit de har fragtet op.
Lasere er et alternativ til et elevatorkabel, de kan sende den fornødne energi direkte til rumskibe på vej op således at de helt eller delvist kan slippe for at medbringe deres eget brændstof. Det er stadigvæk ambitiøst, men nok generelt en løsning der er lidt tættere på at være inden for rækkevidde end et elevatorkabel.
Det er stadigvæk ambitiøst, men nok generelt en løsning der er lidt tættere på at være inden for rækkevidde end et elevatorkabel.
Jeg mener NASA vil have en kabel +crawler med elmotor drevet af laser oppe og nede fra :)
Jeg kommer til at tænke på Storebæltsbroen. Der var mange der påstod at færgerne var alt rigeligt, men jeg tror nu nok at et meget stort antal af danskere ville kræve retablering hurtigst muligt hvis den blev skadet.
Gætter at der er en del raketnostalgikere der helst ikke ser en rumelevator in action :-(
M
Kommentarer (49)