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楼主: hyperion
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[提问] 多级旋转天梯能否大幅降低载荷入轨难度?

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 楼主| hyperion 发表于 2019-3-26 18:35 | 显示全部楼层
topzdx 发表于 2019-3-26 16:43
不知道从材料强度上说,现阶段的材料是否可用。
增加戴森环的自转(即公转)速度,可以减少对材料的要求 ...

现有材料只能达到7~10GPa,差了13~19倍。现有材料能实现的水平就是70倍质量比,对接速度5000m/s这样。其实大部分思路在物理图景上都是差不多的,比如5000km高度的MEO天梯(对接速度5000m/s)与波音那个旋转天梯方案其实具有差不多的质量比。
 楼主| hyperion 发表于 2019-3-26 22:38 | 显示全部楼层
Hypersonic Airplane Space Tether Orbital Launch — HASTOL极音速飞机系索轨道发射:
系索长度636300m,系索重量323311kg,控制站重量51510kg,控制站压载3490kg,索尖抓斗650kg,设备总重量378961kg,系索旋转周期1077.8s,索尖线速度2517m/s,索尖最低高度150km,质心高度约580km,有效载荷5500kg。极音速飞机索尖对接速度5110m/s,索尖最高高度1001km,抛出速度10073m/s,远地点高度107542km。更大型的版本能一次对接36t有效载荷,总重量约2500t。
旋转天梯可以降低2500m/s速度增量,对于F9B5可以将海返运力从大约16t提升到45t。或者是保持36t运力,牺牲9t载荷能力将空重5t的二级变成可复用的,这有望将F9B5成熟复用版的单位发射成本降低70%。当然为了更有效的降低成本开发一款甲烷液氧“SSTO”与之配套或许是更好的选择,假设干质比13.5(再入速度只有5000m/s,远比星舰的8000m/s小,所以复用版的干质比应该可以表现得更好),那么载荷36t,干重40t,推进剂重500t。
ALPHA931 发表于 2019-3-27 01:39 | 显示全部楼层
0139.jpg
是这个意思吗?
 楼主| hyperion 发表于 2019-3-27 07:33 | 显示全部楼层

差不多,就是大旋转天梯的端头再放一个小旋转天梯。
不过后来算了算发现不靠谱,它的质量比与达到同样对地速度的单级旋转天梯一样大。
topzdx 发表于 2019-3-27 09:47 | 显示全部楼层
earth-daison.jpg

戴森环示意图,没画天梯



 楼主| hyperion 发表于 2019-3-27 10:05 | 显示全部楼层
topzdx 发表于 2019-3-27 09:47
戴森环示意图,没画天梯

你算一下受力就知道了,也是100GPa数量级。物理学不是能随便取巧的。
我之前设想多级天梯的时候,认真一算才发现,它和一样相对速度的单级天梯一样重。
topzdx 发表于 2019-3-28 09:06 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2019-3-27 10:05
你算一下受力就知道了,也是100GPa数量级。物理学不是能随便取巧的。
我之前设想多级天梯的时候,认真一 ...

地球的 戴森环 如果有自转(也即公转),是可以抵消重力场影响的,可以算出在材料强度允许时的转速。
只是对于航天物资快速进入太空来说,这个工程是否有意义。

同步天梯,对于材料来说,目前还是 水中捞月
 楼主| hyperion 发表于 2019-3-28 09:36 | 显示全部楼层
topzdx 发表于 2019-3-28 09:06
地球的 戴森环 如果有自转(也即公转),是可以抵消重力场影响的,可以算出在材料强度允许时的转速。
只 ...

如果戴森环高度200km的话,轨道环绕速度7779m/s,转动线速度需要快到7400m/s才能将重力抵消掉才能强度能承受的程度。这有什么意义?相比之下还是期待LEO旋转天梯吧
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