¬ŅSabes que usando la ley de conservaci√≥n de la energ√≠a es mucho m√°s f√°cil entregar bienes a la luna a trav√©s del intercambio masivo?

imagen

Esto es un poco como lo hace un bloque de construcción: bajamos una carga y levantamos la otra, que es igual en peso. ¡Solo para esto no necesitará un cable con una longitud de 380 mil km!

imagen

Sí, y 36 mil km hasta la OSG, como el elevador espacial Artsutanov-Clark, también, ya que no necesitamos estructuras tan poco realistas. Aunque es comprensible que fuera posible en dos de estos ascensores (lunar y terrestre) que fuera posible, utilizando la ley de conservación de la energía, es mucho más fácil entregar bienes a la luna a cambio de que se baje la misma masa de suelo lunar, utilizando la recuperación de energía. Pero para mi gran alegría, no hay materiales para el elevador espacial terrestre, y no se espera, y puedo sentirme como un Colón de las nuevas tecnologías.

Hasta ahora, entraremos en √≥rbita a la antigua usanza con cohetes Mask, por ejemplo, Falcon Heavy, pero lanzados no desde Cabo Ca√Īaveral, sino desde el ecuador. All√≠, en el plano ecuatorial, las √≥rbitas de nuestros sat√©lites y eslingas no precesar√°n debido a la oblatura de la Tierra, por lo tanto, permanecer√°n en un plano, lo que permitir√° que nuestros sat√©lites cambien de una √≥rbita a otra utilizando eslingas de intercambio.

imagen

Las propiedades de la inercia y las órbitas elípticas, descubiertas por Kepler, permiten realizar un viaje de mercancías casi sin costo en un vacío espacial desde el NOO (órbita baja cercana a la Tierra) hasta la órbita cercana a la luna e incluso a su superficie. Esto es si aprende a usar eslingas especiales para intercambiar las órbitas de 2 satélites de masas iguales. Como comprenderá, dicho intercambio no está prohibido por ninguna de las leyes de conservación, de las cuales tres son conocidas en mecánica: ZSE, ZSI y ZSMI. Dado que los objetos de masas iguales intercambian velocidades (más precisamente, sus vectores), entonces no se violan todas estas leyes, y una honda es una herramienta ideal para esto, que lleva a cabo dicho intercambio casi sin pérdida de energía mecánica, ya que su tensión no se intercambia está cambiando!

imagen

Pero la honda es un poco difícil para que entiendas de inmediato cómo funcionará. Presta atención a la imagen con bolas de billar. Todos los que juegan al billar saben que con un impacto frontal en una pelota de pie, las bolas simplemente intercambian vectores de velocidad: el delantero se detiene y el de pie adquiere la velocidad del primero. Si esto sucede en el espacio en órbita de la tierra, ¡también será ORBIT EXCHANGE!

imagen

Aqu√≠ hay una secuencia de tales intercambios, incluso entre bolas de billar, en principio, ¬°puedes llegar a la superficie de la luna! ¬°Comenzando desde el NOU y terminando con la colisi√≥n de una bola descansando en la cima de la monta√Īa lunar con otra bola corriendo a lo largo de la √≥rbita de la luna a una velocidad de 1680 m / s!
Por supuesto, el impacto absolutamente elástico a tal velocidad no es posible (simplemente habrá una explosión y la energía se convertirá en calor), pero este problema se resuelve con la ayuda de dos eslingas que giran a una velocidad media de 840 m / s, lo cual es bastante realista.

Desde √≥rbitas con m√ļltiples per√≠odos de revoluci√≥n, es posible construir un transportador de intercambio a la luna misma. Esta multiplicidad de per√≠odos es simplemente necesaria para aproximaciones peri√≥dicas de sat√©lites intercambiados de masas iguales (uno de ellos es una carga √ļtil para la base lunar y el otro es lastre del suelo lunar) y eslingas orbitales en las zonas de contacto de las √≥rbitas, donde se realizar√°n los intercambios.

imagen

Además, durante un paso a través de la eslinga de la zona de intercambio (donde las órbitas se tocan), ¡uno puede hacer no uno, sino decenas o incluso cientos de intercambios! Un transportador muy eficiente puede resultar cuando la masa total de bienes intercambiados en una pasada de la zona es cien veces mayor que la masa de la eslinga con sus dos bienes en los extremos. Y tal operación es posible cada mes lunar (cada 27.32 días).

imagen

Es decir, podemos entregar decenas de toneladas de carga a la Luna cada mes, sin gastar el 90% del combustible del cohete en la masa de carga √ļtil que se lleva al IEO, como lo hace la tecnolog√≠a convencional de cohetes. ¬°Todo lo que se lleve al DOE (y no el 10% de lo que es ahora) se entregar√° a la luna! Solo el 1-2% de la masa de lo que se entregar√° a la Luna, es decir, 900 veces menos, puede gastarse en la correcci√≥n de las √≥rbitas: compare el 1% del combustible requerido durante el INTERCAMBIO DE √ďRBITA y el 9/10 de la carga tra√≠da a LEO durante la entrega del cohete !

¡Esto reducirá los costos regulares de entregar productos a la luna en 10 veces, y la construcción de este "transportador a la luna" puede no ser muy costosa!

Sobre todo para los tiempos de hoy (decenas de miles de dólares por 1 kg), vale la pena poner decenas o incluso cientos de cargas intercambiables (para una alta productividad mensual del transportador) en órbitas de alto objetivo. Y deben llevarse 6-7 cabestrillos allí, en diferentes órbitas altas y cercanas a la luna. Además, para la entrega de bienes a la luna, será necesario recibir carruseles en los polos de la luna y otros puertos importantes en su superficie. Esta entrega de elementos transportadores costará solo 3-4 meses en volumen de carga entregada a la luna. Es decir, no es tan costoso en relación con el efecto económico.

Al mismo tiempo, hay muchos trucos de vida que hacen que esta entrega de construcción sea más barata. Comenzando con la máscara prometida $ 1000 por 1 kg en el DOE. Además, el uso de la parte transportadora (a la órbita con un radio de 3.43 del radio de la Tierra) como parte del sistema de transporte de intercambio a la OSG. ¡Constantemente se acumulan satélites gastados de gran masa de 3-5 toneladas! Esta "basura" se puede reemplazar con la ayuda de eslingas en nuevos satélites. En este caso, no se requiere combustible, pero ahora requiere 75%. Es decir, ¡la entrega a la OSG será más barata 4 veces!

imagen

Los desechos de esta actividad (restos de viejos sat√©lites lanzados desde la OSG) se acumular√°n en el DOE sobre el ecuador. ¬°No causen indignaci√≥n a los habitantes de los pa√≠ses ecuatoriales, arrojando toneladas de meteoritos artificiales sobre sus cabezas toda esta basura! Se puede usar en parte como protecci√≥n contra la radiaci√≥n para una estaci√≥n orbital comercial tur√≠stica, en parte como un fluido de trabajo reactivo para ella. Los granos de cualquier metal pueden ser arrojados con un ca√Ī√≥n de riel a una velocidad de 15 km / s en relaci√≥n con una estaci√≥n que vuela en √≥rbita a una velocidad de 7.7 km / s. Los granos permanecer√°n a una velocidad de 7.3 km / s en relaci√≥n con la Tierra. Y caer√°n en la atm√≥sfera con hermosas estrellas fugaces, complaciendo los ojos de los residentes locales y atrayendo turistas para ellos. ¬°Estas estrellas se pueden verter a pedido! En el lugar correcto en el momento correcto. E incluso los carteles publicitarios en el cielo est√°n escritos en diferentes colores, por ejemplo, sodio, da amarillo y el cobre es verde.

Por cierto, la carga de intercambio se puede lanzar desde la Luna por cabestrillos 100 veces más fáciles en consumo de energía que desde la Tierra, ya que su eficiencia es alta y la velocidad necesaria de lanzamiento desde la Luna es de solo 2.5 km / s. Junto con las pérdidas gravitacionales de los cohetes, se requiere una velocidad característica de 10 km / s desde la Tierra, ¡4 veces más! El ahorro de energía es 16 veces, y la eficiencia de los misiles es de aproximadamente 10-20 por ciento. ¡Pero lo principal es que tirar hondas a bajo precio! Más barato que una catapulta electromagnética.

Esto nos facilita aumentar en un 80% el dise√Īo de la "capacidad del transportador para la Luna" de cientos de toneladas por mes, porque El 90% de la carga de intercambio se puede lanzar desde la luna. Bueno, "el primer 10% de toda la masa del transportador" tambi√©n se puede retirar con cohetes convencionales; luego, al principio, "solo" se entregar√°n decenas de toneladas de equipos a la Luna por mes. Eslingas y energ√≠a, vivienda y LSS para los primeros habitantes de la luna: ajustadores de todos los equipos de la base lunar.

Pero este no es el l√≠mite de abaratamiento: la carga de intercambio se puede lanzar desde el cuasi sat√©lite de la Tierra, el asteroide recientemente descubierto. Luego, los costos de crear un "transportador a la luna" se reducir√°n casi exclusivamente al trabajo de investigaci√≥n y desarrollo sobre la creaci√≥n de eslingas bastante peque√Īas para los nano-sat√©lites y su prueba en √≥rbitas objetivo.

Luego, los tama√Īos (y masas) de eslingas y carga de intercambio se pueden aumentar a una tonelada, que es suficiente para entregar casi cualquier producto que no se pueda dividir en partes. En el futuro, incluso ser√°n c√°psulas con una persona. Pero esto (llevar personas a la luna en c√°psulas de intercambio con eslingas de 17-34 km de largo con sobrecargas m√°ximas permisibles de menos de 4.2-8.4) es una cuesti√≥n de un futuro lejano: las primeras cargas de elementos estructurales que pueden estar sujetos a sobrecargas de hasta 85 ir√°n primero, y de donde en la luna puedes recoger todo lo que necesitas. En este caso, la longitud total de la eslinga entre las dos cargas en los extremos opuestos es de solo 1700 metros a una velocidad de 850 m / s.

Dado que el vuelo de intercambio orbital a la Luna requiere, en promedio, m√°s tiempo que el cohete, las personas INTERCAMBIO DE √ďRBITA por eslingas orbitales lunares primero comenzar√°n a ser transportadas entre los puertos-carruseles lunares, y no entre la Tierra y la Luna. La sobrecarga en √≥rbita no ser√° alta, por ejemplo, 2.2 con un radio de rotaci√≥n de 33.6 km. Pero en el tiovivo (en el puerto), los pioneros de la Luna tendr√°n que aguantar unos minutos antes de entrar en √≥rbita, o despu√©s de salir, por ejemplo, 8.4. Al acelerar a 840 m / so frenar a esta velocidad. Esto es con una longitud de cuerda y un radio de rotaci√≥n de 8.4 km. Pero para el carrusel, no necesitar√° una torre muy alta: 8.4 km / 6 / 8.4 = 1 km / 6 = 170 metros. Costar√° aproximadamente el costo de materiales como una torre de 30 metros de altura en la Tierra. Por cierto, no hay vientos en la Luna ... por lo que no costar√° demasiado: resistir solo una carga est√°tica: el peso de dos c√°psulas con personas y dos cuerdas de aproximadamente la misma masa a 1/6 de nuestra gravedad.

Por lo tanto, las personas y las cargas en la Luna a largas distancias viajarán en una órbita baja a una velocidad de 1680 m / s, mientras que simultáneamente giran en un plano vertical en los extremos de las eslingas orbitales en relación con su centro de masa a una velocidad de 840 m / s.

Entonces, en el punto m√°s bajo, la velocidad relativa a la superficie lunar ser√° igual a la mitad del orbital, los mismos 840 m / s.

imagen

Esto permite que las cargas y las cápsulas con una persona lleguen a este punto de forma intercambiable desde un carrusel parado en la superficie de la Luna, sin torcer horizontalmente también a una velocidad de 840 m / s. Al mismo tiempo, una carga de la misma masa saltará de la eslinga al carrusel, que se detendrá para eliminar la carga (o cápsula).

Toda la carga entrar√° en √≥rbita y se retirar√° sin costos serios de combustible para cohetes (solo para peque√Īas correcciones) y viajar√° principalmente en √≥rbitas polares. Desde la √≥rbita polar, toda la superficie de la Luna es accesible durante la mitad de su revoluci√≥n, es decir. en 2 semanas Si dibujas 14 eslingas en 14 √≥rbitas polares, que dibujar√°n la Luna con sus trayectorias como una sand√≠a en 28 franjas negras, entonces toda la superficie de la Luna, cualquier punto ser√° accesible con estas eslingas una vez al d√≠a. Los puntos de transbordo ser√°n los carruseles en los polos: estos son los dos puertos lunares m√°s importantes: "¬°Quien los posea posee toda la Luna!" (c) Mis palabras, m√ļsica ... Belmondo)

¬ŅTe imaginas en qu√© turista se convertir√° Mecca the Moon? A excepci√≥n de los postes, las rotondas se entregar√°n alrededor de los 6 sitios de aterrizaje de Apollo. Dime 6 cr√°teres monumentales m√°s, en cuyos bordes deber√≠as colocar primero las torres del carrusel. Para empezar, habr√° 14, para una optimizaci√≥n en t√©rminos de costos de material: la cantidad de carruseles es igual a la cantidad de eslingas orbitales.

Aquí también me gustaría pintar una hoja de ruta para la transferencia de la astronáutica a ORBIT EXCHANGE, pero solo diré que necesitamos comenzar con la convergencia exacta periódica de los nano-satélites en órbita, preferiblemente ecuatorial. Pero esto requerirá un lanzamiento no desde Rusia, sino desde el sitio de lanzamiento de Kourou. Primero, debe lanzar 3 cubesats de navegación en órbitas cercanas con una altura de 575 km y un período de 96 minutos: 15 vueltas por día.

Desde la distancia a estos 3 sat√©lites, es posible obtener datos precisos sobre la ubicaci√≥n de otros nanat√©lites para medir par√°metros y ajustar sus √≥rbitas en el volumen de un anillo de toro delgado alrededor de esta √≥rbita circular. ¬°Es suficiente que el tama√Īo de esta zona de navegaci√≥n precisa sea de aproximadamente 10 km, pero la precisi√≥n se puede alcanzar de manera f√°cil y econ√≥mica de aproximadamente 1-10 cm! Incluso podr√≠a ser un proyecto de estudiante universitario.

Al principio, la cita satelital se resolver√° con per√≠odos iguales de 96 minutos en cada turno. Y luego, el enfoque de sat√©lites con per√≠odos m√ļltiples de 1/15 y 1/14 d√≠as, este enfoque a una velocidad relativa de 170 m / s ocurrir√° raramente, una vez cada dos semanas, pero probar√° la posibilidad de apuntar con precisi√≥n y el intercambio de √≥rbitas a una velocidad de rotaci√≥n de una honda de 170 m / s Entonces ya es posible proceder a lanzar tal honda.

Source: https://habr.com/ru/post/440640/


All Articles