Космическая трапеция

[Антикосмит]

Сидел я читал фантастический роман и, как водится, пришла мне такая идея. Вроде как экономия троса намечается. Сразу говорю,там был просто космический лифт разрушенный.

[Антикосмит]

Сгорит, наверное, трос в атмосфере, хотя 40-50 км еще достаточно разряженная среда...

[Олег]

Я так понял, должно быть i = 0 ( в экваториальной плоскости ) . А то будет - то 40, то больше.
И орбита идеально круговая, а то всякие натяжения троса рассчитывать непонятно как.

Кстати, небольшое натяжение при круговой все же будет. Первые космические на высотах 1000 км и 40 км - немного разные ( 7,35 и 7,88 км/сек)

[Антикосмит]

Если i эксцентриситет, то да. В принципе высота не принципиальна, лишь бы за границей плотной атмосферы. Возможно. Самое забавное как будет происходить разгон. Поднявшись, допустим, даже на дирижопле, полезная нагрузка хватается блоком за трос и начинает за счет трения и "набегающей" атмосферы ускоряться и одновременно подниматься к догоняющему астероиду.

[Антикосмит]

Трос однозначно будет прогибаться. Надо прикинуть с какой перегрузкой груз достигнет орбиты в 1000 км. Как бы все не оборвалось...

Кстати, интересный момент. Если трос будет двигаться тангенциально земной поверхности с приблизительно первой космической, то вес у него будет околонулевой или даже его будет выгибать вверх поблизости от Земли. Соответственно, прочность его должна быть способна выдерживать нагрузки от трения об атмосферу (постоянные) и при выводе нагрузки на орбиту (переменные). Собственный вес троса никакого значения иметь не будет и его удельная прочность по отношению к массе, если не брать во внимание экономику. Надо бы прикинуть значения...

[Антикосмит]

В принципе догоняющий астероид можно было бы и выкинуть, да вот только как удержать трос поблизости от плотных слоев атмосферы?

[Олег]

Антикосмит пишет:
Если i эксцентриситет, то да

Не, i - наклонение орбиты. Я имел ввиду, что Земля не идеальный шар, имеется сжатие. От этого и высота от поверхности будет меняться при наклонных орбитах. И вообще, гравитационное поле Земли кривое - замысловатое. От этого и движение астероидов будет не совсем согласованное, даже при круговой орбите.

[Антикосмит]

Логично на экваториальной орбите все делать. Система натяжения троса тоже однозначно должна быть для компенсации его натяжения.

[m-s Gelezniak]

Просто порвет.

[m-s Gelezniak]

Вы масконы как минимум не учитываете. И торможение астеройдов.

[Штуцер]

Антикосмит пишет:
Сгорит, наверное, трос в атмосфере, хотя 40-50 км еще достаточно разряженная среда...

Горит и разрушается выше 50 км.
У Колумбии на высоте 60 уже были только обломки.

[Олег]

Метеоры загораются на высотах от 120 до 80 км, и мелкие сгорают до 80 км.
Но у метеоров скорость - минимум 11 км/сек , а обычно от 20 до 30 . 
А всякие рукотворные объекты  входят в атмосферу  не более  7,5 км/сек. Что-то сгорает, что-то нет ( СА например ).

PS Кстати, можно смоделировать поведение троса, заменив его цепочкой пробных тел.
Хотя бы в упрощенном варианте, без учета атмосферы и сжатия Земли.

[Вепрь Ы]

А никого не смущает проблема зацепления ПН за трос, несущийся со свистом со скоростью 8 км/с?

[Ну-и-ну]

Что-то мне подсказывает, что центр масс системы находится ниже 1000км, и скорость его меньше круговой, в результате трос начнёт провисать, а спутники начнёт тянуть вниз и в сторону центра масс.

[Олег]

Ну-и-ну пишет:
скорость его меньше круговой

Ага..
Вот , сделал расчет движения пробных тел. Взял 7 тел.
Начальные условия - пробные тела на прямой линии, крайние  ( которые астероиды на рисунке у ТС )  - на высоте 1000 км от поверхности.
Скорость крайних тел - ровно круговая, у остальных - пропорциональна  расстоянию до центра Земли. То есть у всех тел в начале - одинаковая угловая скорость. Вектор начальной скорости перпендикулярен радиус-вектору, то есть нач. скорость параллельно поверхности Земли.
На рис. красная - Земля. Обозначим P - период обращения крайних тел.
Положение тел на 4 момента :
1) темно-синий t=0
2) синий t=P/12 
3) голубой t=P/6 
4) серый t = P/4
Там все, кроме крайних  " улетают " под Землю по эллипсу. 
 
То есть будут примерно такие натяжения. 

PS Сопротивление атмосферы не учитывал. И Земля - просто шар.

[Антикосмит]

Теперь вопрос как это парировать, если предположить, что масса троса пренебрежительно мала по отношению к массе астероидов.

[Антикосмит]

По вопросу сгорания троса в атмосфере. Центральная его часть имеет угол атаки близкий к нулевому, т.е. воздушный поток обтекает его вдоль оси, края, находящиеся в атмосфере повыше уже обтекаются под неким углом. Даже если поднять минимальную высоту троса до 100-150 км все равно подъем до 1000 км заманчив.

[Штуцер]

Антикосмит пишет:
Центральная его часть имеет угол атаки близкий к нулевому, т.е. воздушный поток обтекает его вдоль оси, края, находящиеся в атмосфере повыше уже обтекаются под неким углом

Это несущественно. Важно, что теплопоток ни сбрасывать ни отводить некуда. Он перегреется за секунды и потеряет несущую способность.

[Антикосмит]

Значит поднимем трос повыше и сделаем пустотелым - типа тепловой трубы со сбросом тепла на астероиды

[Штуцер]

Мысль хорошая, но тепловая труба длинной более км не слишком эффективна. Там невесомость или перегрузки?