¿Qué tipos de perturbaciones atmosféricas (y otros problemas) provocaría mi skyhook?

En esta pregunta:

Dónde anclar mi ascensor espacial

Obtenemos un nuevo material:

Gracias al reciente descubrimiento de los filamentos de handwavium que, en principio, pueden extruirse a cualquier longitud, podremos construir ascensores espaciales antes de lo que la mayoría de la gente esperaría.

En mi respuesta a esa pregunta, se hace evidente que preferimos ir a la órbita gratis que usar un ascensor espacial. Usaríamos un skyhook giratorio para hacerlo.

De la página de wikipedia:

Una cuerda giratoria es un tipo de cable que orbitaría la Tierra con una velocidad punta igual a su velocidad orbital (alrededor de 7-8 km/s). La punta rotaría hacia abajo, moviéndose en la dirección de rotación de la Tierra. Entraría en la atmósfera a baja velocidad y recogería una carga útil del suelo o de la atmósfera. Luego lo lleva al espacio.

Sin embargo, un estudio de Boeing realizado en 2000 evaluó que "intentar reducir la velocidad de la punta de la correa a 4,0 km/s (13 000 pies/s o Mach 13) requeriría una masa de la correa del skyhook superior a 200 veces la masa de la carga útil.

No tengo claro si 'baja velocidad' significa Mach 13 (cuando golpea la atmósfera) o no. En otra literatura (je, wikipedia es literatura), extienden la atadura para que la carga útil/el punto de conexión llegue antes y permanezca en el suelo dando tiempo para procesar/mover cosas al contenedor, alargan el skyhook permitiendo más tiempo en el suelo, luego un suave ascenso (aunque, mirando las cosas un poco más, ese ejemplo fue en la Luna, sin resistencia del aire en la superficie).

Pero en cualquier caso, sospecho que esto tendrá algún tipo de efecto en/sobre la atmósfera/atadura si está por encima de Mach 1.

¿Un gancho celestial giratorio alcanzaría la velocidad del sonido en la atmósfera superior? ¿O peor aún, más abajo, en la parte más densa de la atmósfera? ¿Hasta dónde se propagan los estampidos sónicos? ¿Qué tipos de perturbaciones atmosféricas (y otros problemas) provocaría mi skyhook? A Mach 13, también esperaría mucho calentamiento (¿Cuánto? ¿Suficiente para vaporizar un nanotubo?), así como una curva final; lo que reduciría el tiempo en tierra/en el punto de conexión.

Pequeño comentario: los "78 km/s" deberían ser "7-8 km/s" como se describe en la página de wikipedia. Me preguntaba por qué algo que orbitaba la Tierra tenía ese tipo de velocidad.
Probablemente usaron un m-guión en la página de wikipedia, que no vale la pena cortar y pegar (es por eso que nunca uso m-guiones).

Respuestas (1)

El punto de un Skyhook giratorio es en realidad que no alcanza ninguna velocidad y no ingresa a la atmósfera. El extremo inferior sería casi geoestacionario en su punto más bajo de la rotación, el extremo superior estaría a velocidad orbital.

Es físicamente imposible construir un skyhook giratorio que atraviese la atmósfera, el arrastre implicado detendría rápidamente la rotación, por lo que perdería la rotación, y además de eso, casi con seguridad haría que la órbita fuera inestable.

Cuando subes a través de la atmósfera, te enganchas en el extremo inferior y eso te lleva a una órbita más alta y te da una velocidad orbital en cuyo punto te libera. Debe recordar que en realidad escalar a LEO es solo una parte del problema, acelerar hasta el punto de no volver a caer también requiere mucha energía.

Sin embargo, el skyhook generalmente no entraría en la atmósfera en ningún momento, tendrías que salir de la atmósfera por tu cuenta. El skyhook te ayuda dándote velocidad orbital y un poco de altitud una vez que ya has hecho la mayor parte de la escalada tú mismo.

Creo que te perdiste la parte que dice "desde el suelo". Intenta leer la pregunta. Sí, hay opciones que no van al suelo. Frio.
@ user3082 Lo leí. Sin embargo, los ganchos celestes giratorios no atraviesan la atmósfera. Si lo hicieran, dejarían de girar muy rápidamente. He añadido otro párrafo para que quede más claro.
Excelente. Edite la página de wikipedia y dígales que es imposible que un skyhook atraviese la atmósfera. Probablemente querrán que cite una fuente.
"La versión con mejor potencial involucra una cuerda mucho más corta en la órbita terrestre baja que gira en su plano orbital y cuyos extremos rozan la atmósfera terrestre superior, con el movimiento de rotación cancelando el movimiento orbital a nivel del suelo". - esta parte del artículo de Wikipedia parece razonable.
"La punta rotaría hacia abajo, moviéndose en la dirección de rotación de la Tierra. Entraría en la atmósfera a baja velocidad y recogería una carga útil del suelo o de la atmósfera". - esta parte no. Realmente me gustaría ver una fuente porque la única atadura que conozco que llega al suelo es un ascensor espacial. (Y si pudieras construir un skyhook giratorio que llegue al suelo, entonces simplemente construirías un ascensor espacial en primer lugar, ya que es mucho más útil y, de hecho, más fácil de construir).
No confíes en todo lo que lees en wikipedia.
Hmm, pero solo viajaría tan rápido cuando es perpendicular a la superficie de la Tierra, a medida que se acerca más y más a la vertical, su velocidad disminuirá hasta que no se mueva en absoluto. El arrastre debería disminuir esa velocidad más rápido que simplemente tenerlo todo emparejado, y el arrastre debería disminuirla a medida que la Tierra se aleja de ella/gira hacia arriba.
Si pudiera existir un skyhook giratorio, no habría forma de escalar 80-500 km en un ascensor espacial, cuando podría viajar gratis (donde gratis es 'no requiere entrada de energía', para obtener esa 'energía gratis' por supuesto, tendría que administrar activamente la longitud, las masas y las velocidades de rotación para compensar todo lo que se mueva (y las pérdidas por todo el arrastre, siempre)).
Sí, esencialmente cada vez que ingresa a la atmósfera hay un arrastre que actúa sobre él hacia abajo y hacia arriba. Necesitas reemplazar toda esa energía de alguna parte, y no se me ocurre ninguna manera razonable. La resistencia del material involucrada en una atadura capaz de hacer esto también es enorme, incluso mayor que la necesaria para un ascensor espacial convencional.
En realidad, subir a un ascensor espacial es fácil, solo tienes motores eléctricos y un gran ascensor. Los requisitos de energía son bastante pequeños, probablemente incluso podría hacerlo con solo paneles solares y baterías en el ascensor si quisiera.
Fácil, reemplazarías la energía extendiendo tu otra mitad de la cuerda más lejos de la Tierra (o haciendo malabarismos con pesas en tu cuerda).
La energía nunca viene "gratis", siempre hay que ponerla de alguna parte.
Sí, estás robando energía del período de rotación de la Tierra. Pero lo hacemos con cohetes ahora mismo.
Esta discusión ha durado demasiado, siéntase libre de unirse a nosotros en el chat de construcción mundial y podemos hablar un poco más sobre esto. chat.stackexchange.com/rooms/17213/worldbuilders-general-chat