SG.hu·2009. június 14.

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.

Kapcsolódó cikkek és linkek

Körvonalazódik az elsõ ûrlift Ûrfelvonót ígér egy japán cég 2050-re 900 000 dollárt nyert egy "ûrfelvonó"Már az elsõ szinten megrekedt az ûrfelvonó Új ûrdíjakat jelentett be a NASA Clarke nyitja meg az ûrfelvonó konferenciát

Hozzászólások

Jelentkezz be a hozzászóláshoz.

Azért mekkorát szólna ha ez eldõlne. :D
Jó lenne világcsodának is.

Köszi a magyarázatot. Most már teljesen világos: mechanikai szempontból tökmindegy, hogy a mûhold hogy került oda.

A Föld körül szabadon (tehát kötél és egyebek nélkül) keringõ testre csak a gravitáció hat. Nézd meg az ábrát, az elõbb rajzoltam:

A nyilak a szabadon keringõ test mozgását tetszõlegesen rövid szakaszon leíró mozgásvektorokat jelzik. Kellõképpen 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 érintõjén fekszik, a "b" pedig erre merõleges, sugárirányú. A gravitáció nélkül a test az "a" mozgásvektor mentén egyenes vonalú, egyenletes mozgást végezne és eltávolodna a Földtõl, amelyet egy kis fekete pont jelez. Ezt az eltávolodást azonban nem az általad írt, "a mozgási energiájából származó centrifugális erõ" idézné elõ, hanem éppen az, hogy nem hatna rá semmi erõ.

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

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

A centrifugális erõ dolgába inkább ne másszunk bele, mert ez nézõpont kérdése.

A kötél tömegét érdemes nullának venni az egyszerûség kedvéért. A kipányvázott ellensúly esetén az "a" mozgásvektor hosszabb lesz, a pályán maradáshoz nem elegendõ gravitáció mellett pedig hat rá a kötélben ébredõ centripetális erõ is. Éppen ezért nem mondható, hogy ekkor a test szabadesésben van.

Ja bocs. A centripetális erõ eredetileg is ott van. A pányva csak az önsúlyánál fogva húzza lefelé a keringõ tárgyat, egyébként semmilyen plusz erõt nem ad hozzá a képlethez.
Ha a keringõ tárgy nem akar elszakadni a Földtõl, akkor még feszültség sem keletkezik benne. Persze, ha a keringõ tárgy közeledik a Földhöz, akkor megroggyanhat. Ezeket a hatásokat kivédendõ, a keringõ 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.

"Nekem meg mindegy, hisz-e nekem, nem törekszem arra, hogy mindenáron igazam legyen."

ha tanár lennék, ezért a mondatodért megbuktatnálak.

A Föld körül keringõ testre két erõ hat:
- gravitáció, lefelé húzza
- a mozgási energiájából származó centrifugális erõ, amely kivinné az ûrbe.
A kettõ 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 erõ is - plusz a pányva önsúlya - amelyek hozzáadódnak a gravitációhoz.

Jól mondom?

"v alakú sínbe tett golyó súlya micsoda, de szerencsére intuíciónk nem hagy cserben (a falat nyomó erõk összege)."

Ha már a korrekt megfogalmazásra törekszünk, akkor legyen inkább a falat nyomó erõk eredõje.

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 õ tévesen értelmezi õket. Nekem meg mindegy, hisz-e nekem, nem törekszem arra, hogy mindenáron igazam legyen. Fõképp nem ilyen nyilvánvalóan egyszerû dolgokban.

Szerintem arról lehet szó, hogy nem tudja elképzelni magának azt a bizonyos ellensúlyt, erre utal az is, amit a #90-ben írt.

lehet h igazad van KillerBee, de miért nem fizikakönybõl idézel? annyi jó magyar is van ráadásul... szegény toto66 aztán ebbe fog belekötni.

Amúgy jobb nem használni a súlyt ügyetlen definíciója miatt, a centrifugális erõt 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, felsõoktatásban 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 erõk összege).

Megint ködösítesz, a fene sem hasonlította azt a nyomorult ellensúlyt parittyához, így nem is értem, minek hozakodsz már sokadszorra elõ 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 erõ vele szemben. A kötél pedig nem az, hiszen az egyezõ irányú erõt fejt ki a gravitációval!"

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

"Ha egy tárgyat elengedünk, és a test esését befolyásoló tényezõk hatása elhanyagolható, akkor a mozgás tekinthetõ szabadesésnek . A szabadon esõ testre egy erõ hat, mégpedig a Föld vonzóereje. Ilyen folyamat például egy elejtett acélgolyó mozgása. Ha azonban az esést nagymértékben befolyásolja egy mozgást akadályozó vagy elõsegítõ erõ, akkor az elejtett test mozgása nem tekinthetõ szabadesésnek."

Bocs de rég voltam erre!
A "gyilkosméhecskének":
"Ja az ellensúly? Azt hiszem abban maradtunk, hogy szabadesés+ kötél kényszer erõ. Te ebbõl vitatod a szabadesést. Akkor úgy fogalmazom, hogy gravitáció + kötél. A kezeddel forgatott paritya pedig más eset, mert a konyhanyelven centrifugális erõnek nevezett erõhöz nem tartozik pálya, hiszen addig távolodik a középpontól, még a kötél engedi, ha kötél nem lenne a kõ 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 függõ a magasság, ha ellipszis a pálya, akkor az ellipszis nyúltsága változok a sebességgel. Tehát ha egy hatalmas paritya lövedékét az elsõ kozmikus sebességgel (vagy nagyobbal) elengednéd (az ûrlifted ellensúlyát) akkor nem egyenesvonalú mozgást végezne.
"

További bejegyzések a fórumban...