C'est un peu comme cela se fait par un bloc de construction: nous abaissons une charge et soulevons l'autre, qui est de poids égal. Seulement pour cela, vous n'aurez pas besoin d'un câble d'une longueur de 380 mille km!
Oui, et à 36 000 km du BSG, comme l'ascenseur spatial Artsutanov-Clark, car nous n'avons pas besoin de telles structures irréalistes. Bien qu'il soit compréhensible que ce soit sur deux de ces ascenseurs (lunaire et terrestre) qu'il serait possible, en utilisant la loi de conservation de l'énergie, il est beaucoup plus facile de livrer des marchandises à la lune en échange de la même masse de sol lunaire abaissée ici, en utilisant la récupération d'énergie. Mais à ma grande joie, il n'y a pas de matériaux pour l'ascenseur spatial terrestre, et ce n'est pas prévu, et je peux me sentir comme un Columbus de nouvelles technologies.
Jusqu'à présent, nous allons entrer en orbite à l'ancienne avec des fusées Mask, par exemple Falcon Heavy, mais lancées non pas depuis Cap Canaveral, mais depuis l'équateur. Là, dans le plan équatorial, les orbites de nos satellites et élingues ne seront pas précessées en raison de l'oblatérisme de la Terre, donc elles resteront dans un plan, ce qui permettra à nos satellites de passer d'une orbite à une autre en utilisant des élingues d'échange.
Les propriétés de l'inertie et des orbites elliptiques, découvertes par Kepler, permettent d'effectuer un voyage de marchandises presque gratuit dans un vide spatial depuis le NOO (orbite basse proche de la terre) jusqu'à l'orbite proche de la lune et même jusqu'à sa surface. C'est si vous apprenez à utiliser des élingues spéciales pour échanger les orbites de 2 satellites de masses égales. Comme vous le comprenez, un tel échange n'est interdit par aucune des lois de conservation, dont trois sont connues en mécanique: ZSE, ZSI et ZSMI. Puisque les objets de masses égales échangent des vitesses (plus précisément, leurs vecteurs), alors toutes ces lois ne sont pas violées, et une élingue est un outil idéal pour cela, qui effectue un tel échange presque sans perte d'énergie mécanique, car sa tension n'est pas échangée change!
Mais la fronde est un peu difficile pour vous de comprendre immédiatement comment cela fonctionnera. Faites attention à l'image avec des boules de billard. Tous ceux qui jouent au billard savent qu'avec un impact frontal dans un ballon debout, les balles échangent simplement des vecteurs de vitesse: l'attaquant s'arrête et le debout acquiert la vitesse du premier. Si cela se produit dans l'espace en orbite autour de la terre - ce sera également un échange d'orbites!
Voici une séquence de tels échanges, même entre des boules de billard en principe, vous pouvez arriver à la surface de la lune! Partant de l'UNO et se terminant par la collision d'une balle reposant au sommet de la montagne lunaire avec une autre balle se précipitant le long de l'orbite lunaire à une vitesse de 1680 m / s!
Bien sûr, un impact absolument élastique à cette vitesse n'est pas possible (il y aura simplement une explosion et l'énergie se transformera en chaleur), mais ce problème est résolu à l'aide de deux élingues tournant à une demi-vitesse de 840 m / s, ce qui est assez réaliste.
À partir d'orbites avec plusieurs périodes de révolution, il est possible de construire un convoyeur d'échange vers la lune elle-même. Cette multiplicité de périodes est simplement nécessaire pour les approximations périodiques des satellites échangés de masses égales (l'un d'eux est une charge utile pour la base lunaire, l'autre est du ballast du sol lunaire) et des élingues orbitales dans les zones de contact des orbites, où les échanges auront lieu.
De plus, lors d'un passage à travers la fronde de la zone d'échange (où les orbites se touchent) on peut faire non pas un, mais des dizaines voire des centaines d'échanges! Un convoyeur très efficace peut se révéler lorsque la masse totale des marchandises échangées en un seul passage de la zone est cent fois supérieure à la masse de l'élingue avec ses deux marchandises aux extrémités. Et une telle opération est possible tous les mois lunaires (tous les 27,32 jours).
Autrement dit, nous pouvons livrer des dizaines de tonnes de cargaison à la Lune chaque mois, sans dépenser 90% de carburant de fusée à partir de la masse de la charge utile apportée à l'IEO, comme cela est fait par la technologie de fusée conventionnelle. Tout ce qui est apporté au DOE (et non 10% comme c'est le cas actuellement) sera livré à la lune! Seulement 1 à 2% de la masse de ce qui sera livré à la Lune, soit 900 fois moins, peut être dépensé pour la correction de l'orbite: comparez 1% du carburant requis pendant ORBIT EXCHANGE et 9/10 de la cargaison apportée à LEO pendant la livraison de la fusée. !
Cela réduira les coûts réguliers de livraison des marchandises sur la Lune de 10 fois, et la construction de ce "convoyeur vers la Lune" peut ne pas être très coûteuse!
Surtout à l'heure actuelle (des dizaines de milliers de dollars par 1 kg), il en coûte de placer des dizaines voire des centaines de cargaisons échangeables (pour une productivité mensuelle élevée du convoyeur) sur des orbites cibles élevées. Et 6-7 élingues devraient y être amenées, dans différentes orbites hautes et proches de la lune. De plus, pour la livraison de marchandises à la lune, il sera nécessaire de recevoir des carrousels aux pôles de la lune et d'autres endroits importants du port à sa surface. Cette livraison d'éléments de transport ne coûtera que 3 à 4 mois en volume de fret livré à la lune. Autrement dit, il n'est pas si cher par rapport à l'effet économique.
Dans le même temps, de nombreux hacks de vie rendent cette livraison de construction moins chère. À commencer par le masque promis de 1000 $ pour 1 kg sur le DOE. En outre, l'utilisation de la partie transporteuse (vers l'orbite avec un rayon de 3,43 du rayon de la Terre) dans le cadre du système de transport d'échange vers le BSG. Il y a constamment des satellites épuisés d'une grande masse de 3 à 5 tonnes! Ces "déchets" peuvent être remplacés à l'aide de frondes sur de nouveaux satellites. Dans ce cas, le carburant n'est pas nécessaire, mais maintenant il en nécessite 75%. Autrement dit, la livraison au BSG sera 4 fois moins chère!
Les déchets de cette activité (morceaux de vieux satellites lancés depuis le BSG) s'accumuleront au DOE au-dessus de l'équateur. Ne provoquez pas l'indignation des habitants des pays équatoriaux, en jetant des tonnes de météorites artificielles sur leur tête toutes ces ordures! Il peut être utilisé en partie comme radioprotection pour une station orbitale commerciale touristique, en partie comme fluide de travail réactif pour elle. Les grains de tout métal peuvent être rejetés avec un pistolet à une vitesse de 15 km / s par rapport à une station volant en orbite à une vitesse de 7,7 km / s. La vitesse des grains restera de 7,3 km / s par rapport à la Terre. Et ils tomberont dans l'atmosphère avec de belles étoiles filantes, ravissant les yeux des résidents locaux et attirant des touristes pour eux. Ces étoiles peuvent être versées sur demande! Au bon endroit au bon moment. Et même des panneaux publicitaires dans le ciel pour écrire dans différentes couleurs, par exemple, le sodium, donne du jaune et le cuivre est vert.
Soit dit en passant, les cargaisons d'échange peuvent être lancées depuis la Lune par des élingues 100 fois plus faciles en consommation d'énergie que depuis la Terre, car leur efficacité est élevée et la vitesse nécessaire de lancement de la Lune n'est que de 2,5 km / s. Avec les pertes gravitationnelles des roquettes, une vitesse caractéristique de 10 km / s est requise de la Terre, 4 fois plus! Les économies d'énergie sont 16 fois supérieures et l'efficacité des missiles est d'environ 10 à 20%. Mais l'essentiel est de lancer des élingues à moindre coût! Moins cher qu'une catapulte électromagnétique.
Cela nous permet d'augmenter facilement de 80% la conception de «capacité de convoyage pour la Lune» de centaines de tonnes par mois, car 90% des cargaisons d'échange peuvent être lancées depuis la lune. Eh bien, "les premiers 10% de la masse totale du convoyeur" peuvent également être retirés avec des fusées conventionnelles - puis, au début, "seulement" des dizaines de tonnes de matériel seront livrées à la Lune par mois. Sangles et énergie, logement et LSS pour les premiers habitants de la lune - régleurs de tout l'équipement de la base lunaire.
Mais ce n'est pas la limite de la réduction des coûts: des cargaisons d'échange peuvent être lancées à partir du quasi-satellite de la Terre - l'astéroïde récemment découvert. Ensuite, les coûts de création d'un "convoyeur vers la Lune" résulteront presque exclusivement des travaux de recherche et développement sur la création de sangles assez petites pour les nanosatellites et leur test sur les orbites cibles.
Ensuite, les tailles (et les masses) des élingues et des marchandises échangées peuvent être augmentées à une tonne, ce qui est suffisant pour livrer presque toutes les marchandises qui ne peuvent pas être divisées en pièces. À l'avenir, il s'agira même de capsules avec une personne. Mais cela (livrer les gens à la lune en capsules d'échange avec des élingues de 17 à 34 km de long avec des surcharges maximales autorisées inférieures à 4,2 à 8,4) est une question de futur lointain - les premières charges d'éléments structurels qui peuvent être soumises à des surcharges allant jusqu'à 85 iront en premier, et à partir de laquelle sur la lune, vous pouvez collecter tout ce dont vous avez besoin. Dans ce cas, la longueur totale de l'élingue entre les deux charges aux extrémités opposées n'est que de 1700 mètres à une vitesse de 850 m / s.
Étant donné que le vol d'échange orbital vers la Lune nécessite, en moyenne, plus de temps que la fusée, les personnes ORBIT EXCHANGE par des élingues orbitales lunaires commenceront d'abord à être transportées entre les ports-carrousels lunaires, et non entre la Terre et la Lune. La surcharge en orbite ne sera pas élevée, par exemple 2,2 avec un rayon de rotation de 33,6 km. Mais sur le manège (dans le port), les pionniers de la Lune devront souffrir quelques minutes avant de se mettre en orbite, ou après l'avoir quitté, par exemple 8,4! En accélérant à 840 m / s ou en freinant à cette vitesse. C'est avec une longueur de corde et un rayon de rotation de 8,4 km. Mais pour le carrousel, vous n'aurez pas besoin d'une tour très haute: 8,4 km / 6 / 8,4 = 1 km / 6 = 170 mètres. Cela coûtera environ le coût de matériaux comme une tour de 30 mètres de haut sur Terre. Soit dit en passant, il n'y a pas de vents sur la Lune ... donc cela ne coûtera pas trop cher: pour ne supporter qu'une charge statique - le poids de deux capsules avec des personnes et deux cordes d'environ la même masse à 1/6 de notre gravité.
Ainsi, les personnes et les cargaisons sur la Lune sur de longues distances voyageront sur une orbite basse à une vitesse de 1680 m / s, tout en tournant simultanément dans un plan vertical aux extrémités des élingues orbitales par rapport à leur centre de masse à une vitesse de 840 m / s.
Donc, au point inférieur, la vitesse par rapport à la surface lunaire sera égale à la moitié de l'orbite - les mêmes 840 m / s.
Cela permet à des charges et des capsules avec une personne d'arriver à ce point de manière échangée à partir d'un carrousel se tenant à la surface de la Lune, sans torsion horizontale également à une vitesse de 840 m / s. Dans le même temps, une charge de la même masse sautera du harnais sur le carrousel, qui sera arrêté pour retirer la charge (ou la capsule).
Toutes les cargaisons entreront en orbite et s'en retireront sans frais de carburant de fusée (uniquement pour de petites corrections) et voyageront principalement sur des orbites polaires. Depuis l'orbite polaire, toute la surface de la Lune est accessible pendant la moitié de sa révolution, c'est-à-dire en 2 semaines. Si vous dessinez 14 frondes en 14 orbites polaires, ce qui dessinera la Lune avec leurs trajectoires comme une pastèque en 28 bandes noires, puis toute la surface de la Lune, n'importe quel point sera accessible avec ces frondes une fois par jour. Les points de transbordement seront des carrousels aux pôles - ce sont les deux ports lunaires les plus importants: "Celui qui les possède possède la Lune entière!" (c) Mes paroles, ma musique ... Belmondo)
Pouvez-vous imaginer ce que deviendra la Mecque touristique de la Lune? À l'exception des poteaux, des ronds-points seront livrés autour des 6 sites d'atterrissage d'Apollo. Dites-moi 6 cratères plus monumentaux, sur les bords desquels vous devez d'abord monter les tours du carrousel. Pour commencer, il y en aura 14 - pour une optimalité en termes de coûts de matériel: le nombre de carrousels est égal au nombre de frondes orbitales.
Ici, je voudrais également peindre une feuille de route pour le transfert de l'astronautique vers ORBIT EXCHANGE, mais je dirai seulement que nous devons commencer par une convergence exacte périodique des nanosatellites en orbite, de préférence équatoriale. Mais cela nécessitera un lancement non pas depuis la Russie, mais depuis le site de lancement de Kourou. Tout d'abord, vous devez lancer 3 cubesats de navigation sur des orbites proches avec une hauteur de 575 km et une période de 96 minutes - 15 tours par jour.
De la distance à ces 3 satellites, il est possible d'obtenir des données précises sur l'emplacement d'autres nanosatellites pour mesurer des paramètres et ajuster leurs orbites dans le volume d'un anneau torique mince autour de cette orbite circulaire. Il suffit que la taille de cette zone de navigation précise soit d'environ 10 km, mais la précision peut être atteinte facilement et à peu de frais d'environ 1 à 10 cm! Il pourrait même s'agir d'un projet étudiant universitaire.
Au début, un rendez-vous satellite sera établi avec des périodes égales de 96 minutes à chaque tour. Et puis l'approche de satellites avec des périodes multiples de 1/15 et 1/14 jours, cette approche à une vitesse relative de 170 m / s se produira rarement, une fois toutes les deux semaines, mais elle prouvera la possibilité d'une visée précise et d'un échange d'orbite à une vitesse de rotation d'une fronde de 170 m / s Il est alors déjà possible de procéder au lancement d'une telle fronde.