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[提问] GEO天梯在载荷上行时轨道变化有多大?需要多少冲量补偿?

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hyperion 发表于 2019-11-28 16:24 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层 |阅读模式

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RT,很显然GEO天梯在载荷上行攀爬时会损失高度和速度,导致轨道降低,必须靠电推等方式补偿。
那么,这个轨道降低程度和补偿冲量(单位载荷)有人在论文中进行研究吗?
感觉天梯本质上其实是利用电推将载荷送入轨道,只不过是以天梯为中介的。
ArcheanEon 发表于 2019-11-28 18:04 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
天梯本质上是把电能转化为卫星的势能,把地球自转的动能转化为卫星的动能
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ArcheanEon 发表于 2019-11-28 18:06 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
ArcheanEon 发表于 2019-11-28 18:04
天梯本质上是把电能转化为卫星的势能,把地球自转的动能转化为卫星的动能

前提是,天梯的材料具有足够的刚度承受这个能量转化过程
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 楼主| hyperion 发表于 2019-11-28 20:29 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
ArcheanEon 发表于 2019-11-28 18:04
天梯本质上是把电能转化为卫星的势能,把地球自转的动能转化为卫星的动能


不是电能呀,天梯需要用推力来提升轨道,但喷射工质/动量才行。也即电力加工质。
很多天梯的设计是底端悬浮没有,接到地表。此时怎么利用地球自转能?
中华土鸡 发表于 2019-11-28 20:44 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
我没带电脑回家,记得文献里有一句话,可以吧天梯视为某种特殊的绳系卫星。说实话我没看到天梯有电推动力补偿的描述。我的理解天梯利用的是离心力。国内的说法10万公里的天梯需要天顶锚来稳定(攀爬器带来的),15万公里就完全不需要了,天梯可以只有1万公里,但是那个天顶锚好像至少几万吨
另外我认为天勾可能需要考虑电推补偿,但是天梯未必
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 楼主| hyperion 发表于 2019-11-28 22:09 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
中华土鸡 发表于 2019-11-28 20:44
我没带电脑回家,记得文献里有一句话,可以吧天梯视为某种特殊的绳系卫星。说实话我没看到天梯有电推动力补 ...

那么利用天梯上行载荷时,载荷增加的势能和动能是谁提供的?大部分天梯设计可没将底端固定的地面上。
载荷利用攀爬器向上时,攀爬器难道没有给天梯往下推的力?这个力是靠什么抵消,使天梯维持稳定轨道的?
 楼主| hyperion 发表于 2019-11-28 22:12 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
中华土鸡 发表于 2019-11-28 20:44
我没带电脑回家,记得文献里有一句话,可以吧天梯视为某种特殊的绳系卫星。说实话我没看到天梯有电推动力补 ...

那个锚就是个配重而已呀,天梯向下缆绳很重很沉,如果没有向上段,整个重心自然不可能在GEO轨道上。而向上段是靠离心力平衡向下段的重力,但离心力增长慢,所以要用长得多的缆绳平衡,嫌碳纳米缆绳太贵就用更重更便宜的锚了呗
9m96e2 发表于 2019-11-28 22:17 | 显示全部楼层
中华土鸡 发表于 2019-11-28 20:44
我没带电脑回家,记得文献里有一句话,可以吧天梯视为某种特殊的绳系卫星。说实话我没看到天梯有电推动力补 ...

暴露物理水平了= =
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Abtd 发表于 2019-11-29 00:21 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
查了一下,似乎天钩有让系绳接触电离层利用洛伦兹力升轨的方案,或许GTO天梯也能采用?
supsauce 发表于 2019-11-29 00:25 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
当然要补偿……天梯的优势是无视火箭方程的指数项,又不是永动机
ArcheanEon 发表于 2019-11-29 02:12 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2019-11-28 20:29
不是电能呀,天梯需要用推力来提升轨道,但喷射工质/动量才行。也即电力加工质。
很多天梯的设计是底 ...

我设想的天梯是:天顶锚利用太阳能发电,把卫星提升到geo。卫星就像坐电梯那样爬升几万km
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ArcheanEon 发表于 2019-11-29 02:15 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
ArcheanEon 发表于 2019-11-29 02:12
我设想的天梯是:天顶锚利用太阳能发电,把卫星提升到geo。卫星就像坐电梯那样爬升几万km

以目前的技术水平,这个设想很难实现。这样的天梯需要足够刚度且密度低的材料。
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 楼主| hyperion 发表于 2019-11-29 06:33 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
Abtd 发表于 2019-11-29 00:21
查了一下,似乎天钩有让系绳接触电离层利用洛伦兹力升轨的方案,或许GTO天梯也能采用?

这招是收集电离层电子喷射,不过用在GEO有这些问题:GEO电子密度低,而且磁感应强度也低,不太好使吧?
 楼主| hyperion 发表于 2019-11-29 06:37 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
supsauce 发表于 2019-11-29 00:25
当然要补偿……天梯的优势是无视火箭方程的指数项,又不是永动机

然而并不是,天梯的轨道补偿喷射得再在重心而非底端进行吧?也即得先将载荷上行到GEO,再拿一部分载荷作为电推工质喷出抵消轨道变化。也即在指数项这块,它其实比上行途中全程喷射的火箭还不利,完全是靠超高比冲支撑。
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Lsquirrel 发表于 2019-11-29 10:01 | 显示全部楼层
造天梯的话,不考虑太空垃圾的撞击么。
天梯不可能是刚体,这绳索晃来晃去,外加地球轨道上密布的卫星和太空垃圾,撞击的概率可是不小的,天梯怎么躲?
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 楼主| hyperion 发表于 2019-11-29 10:06 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
Lsquirrel 发表于 2019-11-29 10:01
造天梯的话,不考虑太空垃圾的撞击么。
天梯不可能是刚体,这绳索晃来晃去,外加地球轨道上密布的卫星和太 ...

答案肯定是没戏,还是在火星等空旷的地方造天梯吧?在火卫一二造天梯还不用担心轨道平衡问题,可以一边上行载荷一边下行从火卫一挖的配重,理论上还能实现零功耗。
中华土鸡 发表于 2019-11-29 12:22 | 显示全部楼层
天梯相关文献,我传到航天资料区了,看了再来。
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中华土鸡 发表于 2019-11-29 12:31 | 显示全部楼层
Lsquirrel 发表于 2019-11-29 10:01
造天梯的话,不考虑太空垃圾的撞击么。
天梯不可能是刚体,这绳索晃来晃去,外加地球轨道上密布的卫星和太 ...

马库斯几年就是4万个短命卫星,你们支持。天梯你们就不支持了?
在我看来简单的很
1 现在空间站就考虑高能激光清理太空垃圾了
2 未来空间垃圾清理可能是专门的空间服务业务(我在讨论里面已经把他当成一个收费的空间公共服务了)
3 天梯本就有备份(真建起来,是N多组,而不是1个)
4 天梯运维肯定会考虑各种修复的问题。怎么干,后续慢慢会有。
因噎废食是傻的,人类未来规模进入空间,天梯是必然路线之一。
这就和台湾人扯一堆黑障问题来否定再入机动寻的的问题
一堆人强调鸭翼不隐身一样(实际鸭翼用透波的复材做,反射面小很多)

你们是有一个问题否定掉一个方向,你看我扯星链,我不否认掉星链的原理
质疑的只是在短期内能不能达成技术和市场目标。实际我比你们客观多了...
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中华土鸡 发表于 2019-11-29 12:34 | 显示全部楼层
9m96e2 发表于 2019-11-28 22:17
暴露物理水平了= =

文献我已经贴在航天版资料区了
你和楼下几位,去看了天梯的历史和技术由来再扯。
上来就扣帽子,不知道是暴露谁的知识和文化水平。
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中华土鸡 发表于 2019-11-29 12:37 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2019-11-28 22:09
那么利用天梯上行载荷时,载荷增加的势能和动能是谁提供的?大部分天梯设计可没将底端固定的地面上。
载 ...

天梯的研究,你可以多看看资料
现在天梯的研究还很早期,因为天梯的材料还没解决。但是各种工程设想和粗算已经开始
现在看来,国家对于空间建设万吨的系统,天梯是长期规划的备选方案之一。
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