Hunter

Űrlift helyett felfújható torony

Egy gigantikus felfújható torony jelentené a kötélpályás űrfelvonó alternatíváját. Az ötlet támogatói szerint bár az elképzelés legalább annyira futurisztikus, mint az űrfelvonóé, megvalósítása viszont gyorsabb lenne.

Az egész űrfelvonó törekvés lényege, hogy a költséges és környezetbarátnak nem igazán mondható rakétatechnika nélkül juttassanak el szállítmányokat alacsony földkörüli pályára. Felfújható pneumatikus modulokat már több űreszköznél is sikeresen alkalmaznak, ezekből építene fel egy 15 kilométer magas tornyot Brendan Quine docens, George Zhu adjunktus, valamint Raj Seth kutató asszisztens, a Torontói York Egyetem űrmérnöki és űrfizikai karának munkatársai, akik az Acta Astronautica folyóiratban írtak az elvről.

Ha egy megfelelő hegytetőn történik az építkezés, akkor az építmény magassága elérheti a 20 kilométert is, ahol már légköri kutatásokat lehetne folytatni, miközben turisztikai célpontnak is kiváló lenne, telekommunikációs alkalmazások is helyt kaphatnának, de akár űrhajók kilövését sem tartják kivitelezhetetlennek.


Egy hétméteres bemutató torony az egyetem lépcsőházában

A csapat kevlár-polietilén kompozit csövekből készített modulok sorából építené fel a tornyot, a felfújható modulokat pedig valamilyen könnyű gázzal, például héliummal töltenék fel. Az elv tesztelésére elkészítettek egy 7 méteres kicsinyített modellt, amit hat modulból állítottak össze. A modulok három rétegelt polietilén csőből készültek, melyek gyűrűket ölelnek körül. A levegővel felfújt csövek átmérője 8 centiméter.

Hogy egyenesben maradjon és ellenálljon a szeleknek, a teljes méretű szerkezet minden egyes modulját giroszkópokkal és aktív stabilizáló rendszerrel kellene ellátni. A csapat számítása szerint megközelítőleg 100 modulból állna össze egy 15 kilométeres torony, ebből könnyen visszaszámolható, hogy egy modul 150 méter magas lenne. A modulok átmérőjét a kanadaiak 230 méterben határozták meg, a felfújható csövek 2 méter átmérőjűek lennének. Quine szerint az egész építmény 800 000 tonnát nyomna felfújva, ami megközelítőleg kétszerese a világ legnagyobb óriás-tartályhajója súlyának.

"Húsz kilométeres magasságban már majdnem olyan sötét van, mint a világűrben, bármely irányba körülbelül 600 kilométerre lehet ellátni" - mondta Quine. A turisták elé majdnem olyan látvány tárulna, mint a világűr pereméről, itt azonban még nem kell megküzdeniük a súlytalansággal. Számítása szerint a torony egészen 200 kilométeres magasságig terjeszkedhetne, így hasonló szerepet tölthetne be, mint a sokak által magasztalt űrfelvonó. Azonban míg a felvonóhoz még nem létező, szupererős nanocsövekből készített szalagokat használnának, addig a toronyhoz szükséges anyagok akár már ma is rendelkezésre állnak.

Biztonság terén is biztatónak tűnik a torony elv, több modul sérülése sem vezetne az egész szerkezet összeomlásához, hangoztatják a tervezők.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • dilofekete #237
    Azért mekkorát szólna ha ez eldőlne. :D
    Jó lenne világcsodának is.
  • Epikurosz #236
    Köszi a magyarázatot. Most már teljesen világos: mechanikai szempontból tökmindegy, hogy a műhold hogy került oda.
  • KillerBee #235
    A Föld körül szabadon (tehát kötél és egyebek nélkül) keringő testre csak a gravitáció hat. Nézd meg az ábrát, az előbb rajzoltam:



    A nyilak a szabadon keringő test mozgását tetszőlegesen rövid szakaszon leíró mozgásvektorokat jelzik. Kellőképpen rövid szakaszon nézve az "a" és a "b" vektor egymással derékszöget zár be, ez persze nem így van az ábrán, különben nem láthatnád a vektorokat. Az "a" mozgásvektor a pálya mindenkori érintőjén fekszik, a "b" pedig erre merőleges, sugárirányú. A gravitáció nélkül a test az "a" mozgásvektor mentén egyenes vonalú, egyenletes mozgást végezne és eltávolodna a Földtől, amelyet egy kis fekete pont jelez. Ezt az eltávolodást azonban nem az általad írt, "a mozgási energiájából származó centrifugális erő" idézné elő, hanem éppen az, hogy nem hatna rá semmi erő.

    A gravitáció hatására azonban a test szabadesésben van ("b" mozgásvektor), ezért a test mozgásának eredője a "c" mozgásvektor lesz. Ennek hatására a Földtől való távolsága nem nő és a következő pontban ismét felrajzolhatnánk a három mozgásvektort, csak kicsivel odébb. Mivel a gravitáció mindig az "a" vektorra merőlegesen hat, a test eredeti egyenes vonalú, egyenletes mozgását nem lassítja le.

    Lényeges még észrevenni, hogy az ily módon szabadon keringő testre éppen hogy semmi erő nem hat. A gravitáció hatására gyorsul ugyan, de éppen ezért nem hat rá gravitációs erő - ez akkor hatna rá, ha nem gyorsulna. Emlékezz csak Einstein liftes példájára.

    A centrifugális erő dolgába inkább ne másszunk bele, mert ez nézőpont kérdése.

    A kötél tömegét érdemes nullának venni az egyszerűség kedvéért. A kipányvázott ellensúly esetén az "a" mozgásvektor hosszabb lesz, a pályán maradáshoz nem elegendő gravitáció mellett pedig hat rá a kötélben ébredő centripetális erő is. Éppen ezért nem mondható, hogy ekkor a test szabadesésben van.
  • Epikurosz #234
    Ja bocs. A centripetális erő eredetileg is ott van. A pányva csak az önsúlyánál fogva húzza lefelé a keringő tárgyat, egyébként semmilyen plusz erőt nem ad hozzá a képlethez.
    Ha a keringő tárgy nem akar elszakadni a Földtől, akkor még feszültség sem keletkezik benne. Persze, ha a keringő tárgy közeledik a Földhöz, akkor megroggyanhat. Ezeket a hatásokat kivédendő, a keringő tárgyat egy rakétával fenn kell tartani a pályáján, vagy geostacionárius pályára kell helyezni, ahol nincs szükség plusz meghajtásra, mert magától fennmarad. De akkor meg nagyon messze van, túl hosszú lesz a pányva.
  • Sir Ny #233
    "Nekem meg mindegy, hisz-e nekem, nem törekszem arra, hogy mindenáron igazam legyen."

    ha tanár lennék, ezért a mondatodért megbuktatnálak.
  • Epikurosz #232
    A Föld körül keringő testre két erő hat:
    - gravitáció, lefelé húzza
    - a mozgási energiájából származó centrifugális erő, amely kivinné az űrbe.
    A kettő egyensúlya határozza meg a keringési pályát. (E=mv²×0,5 + m×g×h)

    Ha a tárgyat egy pányvával (ezt így mondjuk!) kikötjük, lehorgonyozzuk a Föld felszínéhez, akkor a képletbe bejön egy centripetális erő is - plusz a pányva önsúlya - amelyek hozzáadódnak a gravitációhoz.

    Jól mondom?
  • KillerBee #231
    "v alakú sínbe tett golyó súlya micsoda, de szerencsére intuíciónk nem hagy cserben (a falat nyomó erők összege)."

    Ha már a korrekt megfogalmazásra törekszünk, akkor legyen inkább a falat nyomó erők eredője.

    Mit javasolsz az ellensúly (counterweight) szó helyett? Vagy nem ezzel kapcsolatban kifogásoltad a súly szó használatát? Már nem emlékszem, hol használhattam hibásan.

    Fizikakönyvem épp nincs kéznél, de nem is lényeges, a mechanika törvényei nem változnak attól, hogy ő tévesen értelmezi őket. Nekem meg mindegy, hisz-e nekem, nem törekszem arra, hogy mindenáron igazam legyen. Főképp nem ilyen nyilvánvalóan egyszerű dolgokban.

    Szerintem arról lehet szó, hogy nem tudja elképzelni magának azt a bizonyos ellensúlyt, erre utal az is, amit a #90-ben írt.
  • paat #230
    lehet h igazad van KillerBee, de miért nem fizikakönyből idézel? annyi jó magyar is van ráadásul... szegény toto66 aztán ebbe fog belekötni.

    Amúgy jobb nem használni a súlyt ügyetlen definíciója miatt, a centrifugális erőt meg azért, mert csak gyorsuló vonatkoztatási rendszerben (nem inerciarendszerben) létezik, márpedig a legtöbben a nem gyorsulót sem értik. A súly fogalmát tapasztalataim szerint gimiig használják, felsőoktatásban felesleges. Legjobb általam hallott definíciója: a súly az, amivel egy test az alátámasztást nyomja vagy a felfüggesztést húzza. Persze jó kérdés, hogy v alakú sínbe tett golyó súlya micsoda, de szerencsére intuíciónk nem hagy cserben (a falat nyomó erők összege).
  • KillerBee #229
    Megint ködösítesz, a fene sem hasonlította azt a nyomorult ellensúlyt parittyához, így nem is értem, minek hozakodsz már sokadszorra elő vele. Te egész konkrétan ezt válaszoltad arra a hozzászólásomra, hogy az ellensúly nincs szabadesésben:

    "Igen szabadesésben, ha nem hiszed kérdez meg csillagászt!
    De minden szabadesésben van amire hat a Föld gravitációja és nincs ellenirányú erő vele szemben. A kötél pedig nem az, hiszen az egyező irányú erőt fejt ki a gravitációval!"


    Talán olvasd el a #165-ös válaszomat, ott egyebek mellett megtalálod a szabadesés definícióját is az angol nyelvű Wikipediából. Azért a kedvedért idemásolom a magyar Wikipedia definícióját is:

    "Ha egy tárgyat elengedünk, és a test esését befolyásoló tényezők hatása elhanyagolható, akkor a mozgás tekinthető szabadesésnek . A szabadon eső testre egy erő hat, mégpedig a Föld vonzóereje. Ilyen folyamat például egy elejtett acélgolyó mozgása. Ha azonban az esést nagymértékben befolyásolja egy mozgást akadályozó vagy elősegítő erő, akkor az elejtett test mozgása nem tekinthető szabadesésnek."
  • toto66 #228
    Bocs de rég voltam erre!
    A "gyilkosméhecskének":
    "Ja az ellensúly? Azt hiszem abban maradtunk, hogy szabadesés+ kötél kényszer erő. Te ebből vitatod a szabadesést. Akkor úgy fogalmazom, hogy gravitáció + kötél. A kezeddel forgatott paritya pedig más eset, mert a konyhanyelven centrifugális erőnek nevezett erőhöz nem tartozik pálya, hiszen addig távolodik a középpontól, még a kötél engedi, ha kötél nem lenne a kő egyenes vonalú mozgással távolodna a középpontól, ha a Föld körül nincs kötél, a szabadesés miatt pályára áll. Ami azt jelenti, ha kör alakú a pálya, hogy sebesség függő a magasság, ha ellipszis a pálya, akkor az ellipszis nyúltsága változok a sebességgel. Tehát ha egy hatalmas paritya lövedékét az első kozmikus sebességgel (vagy nagyobbal) elengednéd (az űrlifted ellensúlyát) akkor nem egyenesvonalú mozgást végezne.
    "