Estructuras intermedias a lo largo de un ascensor espacial

Suponiendo que se superen todos los obstáculos principales en la construcción de un ascensor espacial, ¿sería estructuralmente factible colocar topes intermedios a lo largo de la cuerda (entre el planeta y la OSG, y/o entre la OSG y el contrapeso) sin causar inestabilidades?

¡Gracias!

Una parada, per se, no trae carga adicional. Es la estructura que agrega a la parada la que trae la carga. Y la carga depende de lo que planees poner ahí. ¿Un cobertizo de mantenimiento? ¿Un restaurante? ¿Un hotel?
Depende de la sofisticación de la tecnología involucrada. Ejemplo: El 3001 de Clarke tiene ascensores espaciales que se han expandido en enormes torres similares a arcologías con decenas de miles de pisos.
Por parada, estoy pensando en estaciones de usos múltiples, alojamiento, investigación, mantenimiento, etc. Por lo tanto, en cuanto al volumen, tal vez un hotel de tamaño pequeño a mediano que se encuentra típicamente en una autopista de América del Norte. En cuanto al nivel tecnológico, creo que todavía los días tempranos (más o menos) son lo suficientemente avanzados como para construirlo bien, pero aún no las torres de Clarke (a menos que haya menos brecha entre los dos de lo que imagino)
Siempre me pregunto ¿cuáles serían los límites de hacer que las piezas floten? Si la parada adjunta al elevador espacial es básicamente una aeronave que nunca deja su punto de anclaje, ¿tendría problemas? ¿Podrían estas paradas incluso permitir que exista el ascensor espacial al soportar una parte del peso en cada parada, lo que reduce la fuerza total sobre el ascensor? ¿No sería una buena elección para alojamiento, investigación, hoteles, etc., ya que durante los problemas su "parada" puede desprenderse y simplemente flotar? ¿Algún motor eléctrico en estos módulos podría usarse para ayudar a estabilizar el ascensor?
El principal problema de @Demigan sería anclar la nave en medio de un ascensor espacial en lugar de simplemente mantenerla allí.
@RodolfoPenteado solo si las aeronaves tienen forma clásica de zepelín. Teóricamente, los dirigibles pueden tener cualquier forma que desee, siempre que lo haga estable. Me imagino 2 aeronaves en forma de semicírculo unidas a los lados del ascensor para mantenerlo estable mientras se eleva. Estoy seguro de que hay algo que impide este tipo de uso porque es una solución demasiado simple que se habría recomendado como solución de alguna manera, pero no lo es. Los límites de la atmósfera probablemente. Pero si el ascensor es posible de todos modos? Podría ser una solución para accesorios laterales
@Demigan Tome la ISS por ejemplo, para mantener su órbita a 400 km sobre la superficie, gira alrededor de la Tierra 16 veces al día. Esto significa que la ISS se mueve 16 veces más rápido de lo que se movería un ascensor espacial. ¿Cómo vas a frenar esta velocidad para fondear? Una vez que disminuyas la velocidad, caerás en el planeta. Cuán alta es la altura de la órbita, se requiere menos velocidad para mantenerse allí. Esta es la razón por la que la órbita estacionaria es un punto necesario para investigar en una construcción como un ascensor. Además, cualquier nave dependiente de la atmósfera cubrirá solo el 0,02 % menos de la extensión del ascensor.
@RodolfoPenteado Habría asumido que el nombre de "AIRship" habría informado a la gente sobre qué era y cómo se uniría a un ascensor espacial. En este caso: se construyó sobre el tope en lugar de anclarse allí. Sí, esta idea era únicamente para la parte atmosférica del ascensor. No hay razón para que una aeronave vaya a velocidades orbitales y luego intente anclarla a un ascensor espacial de movimiento más lento. Aunque ahora que lo mencionas: ¿por qué el ascensor se construiría a una altura donde las naves espaciales se estrellarían si trataran de anclar exactamente? Extenderías la altura
El propósito del elevador espacial @Demigan es hacer una manera fácil de escapar del pozo gravitatorio de la Tierra, lo que permite aumentar la carga útil total de una nave. Además, en GEO la velocidad inicial es de 3075 m/s, 6,6 veces la velocidad de rotación de la Tierra en el ecuador, un gran impulso para iniciar cualquier misión al espacio profundo.

Respuestas (3)

Como parte de la premisa, ahora tenemos un ascensor espacial, una cuerda de material por la que puedes trepar. Puedes escalarlo y de repente estar en órbita geoestacionaria (GSO). No solo está muy lejos, sino que lanzar cohetes se volvió súper barato. Entonces, ¿podría haber paradas a lo largo del ascensor, un "piso" para detenerse?

La mayor consideración es:

Resistencia a la tracción

La premisa es que tenemos algo que resuelve el problema de la resistencia a la tracción de los ascensores espaciales, pero lo bien que superemos esto determina los márgenes para el peso de los pisos. Esos pisos están soportados en el ascensor por el cable principal. Si el cable se rompe, no solo el ascensor desaparece, ¡sino también esos pisos!

Además, esos pisos adicionales contribuyen a otra cosa:

Arrastrar

Sé que el espacio se caracteriza por su profunda falta de materia. Alrededor de la Tierra, donde al menos una parte de un ascensor espacial debe operar, las cosas se ponen muy ocupadas.

La transición de la atmósfera al espacio no es un salto repentino. Es más como una transición suave de muchas partículas a solo algunas, a menos y luego básicamente a ninguna. Los extremos inferiores del cable seguirán encontrando cierto número de partículas que luego (a su vez) ejercen cierta cantidad de arrastre. Agregar un "piso" al elevador aumenta la cantidad de arrastre porque el "piso" aumenta las probabilidades de golpear partículas.

Todo ese arrastre ejerce aún más fuerzas sobre el ascensor espacial, lo que aumenta los requisitos de resistencia a la tracción. El arrastre también puede alterar la órbita o causar un ligero par: esto tampoco es bueno. (Hay otros esquemas, como Skyhooks , que pueden disfrutar de esto).

Centro de Masa y Mecánica Orbital

Los ascensores espaciales son estructuras lo suficientemente grandes como para que el cambio del centro de masas se convierta en una preocupación. Si el CoM para todo el sistema de ascensores/pisos/personas cambia demasiado, alterará la órbita. Estas son malas noticias para algo que intenta permanecer en la OSG.

¡Agregar pisos y luego poner muchas cosas en esos pisos puede ser demasiado! Por supuesto, un contrapeso más pesado puede ser la clave para evitar esto, pero eso es solo llevar este problema tan lejos en el camino de carga del elevador espacial que no es un problema.

Todo esto realmente se reduce a la única respuesta verdadera en Worldbuilding SE: depende . La resistencia a la tracción es probablemente el factor más importante, seguido del tamaño de estos pisos y la mecánica orbital.

Gracias por toda la información esto ayuda mucho! Con respecto al centro de masa, además de las dificultades de construir o adquirir la masa necesaria para el contrapeso, ¿habría un gran problema al comenzar con un contrapeso mucho más grande que el que necesita la estructura inicial? Espacio para crecer básicamente. Suponiendo que cualquier estructura que se construya tenga la resistencia a la tracción para sujetar el contrapeso.
@Rusty, no. Cuanto más grande sea el cuerpo en el centro de masa, más estable será el ascensor espacial en construcción y cuando comience a operar. La mayoría de las obras de ciencia ficción e incluso los conceptos utilizan la idea de colocar un asteroide masivo en posición como contrapeso y fuente básica de material. En propósitos a un ascensor espacial marciano es de uso común incluso las 'lunas' Fobos y Deimos.

Al contrario de lo que comúnmente se cree, quizás podamos construir un ascensor espacial con los materiales existentes. El punto es que no pensamos en cómo construir esta estructura de una manera realmente adecuada, como afirman los autores de este artículo o de este otro artículo .

La estructura deberá tener elasticidad para soportar las fuerzas de marea de la Luna, que tendrá algún tipo de reposición por el ataque de micrometeoroides, escudos para proteger de la radiación, protección contra las acciones de la atmósfera, soporte de paneles solares en toda la estructura. , tuberías para agua, oxígeno, nitrógeno [1], material de estructura básica, además de rieles de servicio exclusivos para máquinas controladas por IA que se encargarán de las reparaciones, diferentes vías para subir y bajar, que en realidad no tienen por qué ser diferentes para la carga y pasajeros, además de una posible ampliación de la estructura para la construcción de nuevas vías.

De todos modos, esta estructura será enorme en sí misma, incluso sin estaciones de parada.

No va a hacer que un ascensor espacial sea económicamente interesante de construir siempre que el volumen de carga pueda llevarse al espacio o traerse a la Tierra de otras formas [2], así que si ha llegado al punto de construir uno o más espacios ascensores, es porque su sociedad tiene un gran comercio entre los lados de la atmósfera.

Todas estas cargas que suben y bajan por el ascensor generarán fuerzas que el cable debe resistir y equilibrar, lo que requiere que esté dimensionado mucho más alto que lo que sería simplemente una sarta de nanotubos de diamante, grafeno, carbino, cinta adhesiva o cualquier otro. supermaterial

Aquí hay un punto interesante: si la carga se mueve demasiado rápido, no necesitará muchas estaciones intermedias, pero las fuerzas de todo este movimiento requerirán un sobredimensionamiento de los cables. Si la carga se mueve lentamente, necesitará más estaciones intermedias, y también requerirán más cables.

En conclusión , cualquier tipo de estación intermedia, con algún tipo de hotel con vistas panorámicas, mantenimiento de los coches, servicios de emergencia, cápsulas de escape, restaurantes, etc., no supondrá un esfuerzo importante en la estructura de un ascensor, a no ser que se quiera para hacer un pueblo pequeño.

[1] Realmente no sé por qué la mayoría de las historias de ciencia ficción o las sugerencias de terraformación de Marte ignoran la importancia del nitrógeno en la composición atmosférica.

[2] métodos que ya están y estarán en uso por la sociedad entonces, la propuesta de un ascensor espacial siempre parecerá radical hasta que su construcción sea una necesidad inevitable.

[3] user535733 merece todos los votos a favor por mencionar el último libro de La odisea del espacio de Clarke.

[4] No pude aprender cómo hacer notas de pie de página decentes aquí, que alguien las edite.

¡+1 notas al pie y documentos académicos! Además, ¡las etiquetas html "sup" y "sub"! Al menos, así es como lo he hecho en el pasado.

Claro, pero reducirías la capacidad de carga

Usando materiales que están disponibles actualmente, no es posible construir un ascensor espacial. Hay estudios sobre materiales que podrían estar a la altura, pero nadie ha descubierto cómo hacer piezas lo suficientemente largas para llegar al espacio. Entonces, en tu historia, estás comenzando con una realidad diferente a la del mundo real. Si crea un material que sea fuerte, liviano y fácil de fabricar a escala, entonces puede hacerlo lo suficientemente fuerte como para soportar paradas intermedias. Incluso puede construirlos usando un material similar al del cable para mantener el peso bajo. Recuerde que cualquier peso que ponga en el cable reducirá la capacidad de carga del ascensor espacial.

Estructuras intermedias a lo largo de un ascensor espacial
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v