Kreatív mérnöki megoldás forgó gyűrű űrállomásban súlytalan közlekedésre?
Annyira egyszerűen próbálom megfogalmazni a kihívást, amennyire csak tudom. Tehát:
- Van egy gyűrű űrállomás ami forog 1G-vel (1 RPM).
- A centripetális erő lefelé fog nyomni köszönhetően a szögsebességnek (angular velocity).
- Nagy a gyűrű átmérője, tehát szeretnénk egy gyors közlekedési lehetőséget (1 RPM).
- Kellene egy opció a súlytalan mozgásra.
Legyen egy rúd, ami körbemegy az egész gyűrűn, de nem kellene forognia az űrbázissal. Hogyan stabilizáljuk? Erre várom a megoldásokat.
Ezt nagyon egyszerű körbefutó és szíjazott üléses kocsikkal, meg sugárirányban járó és átforduló liftkabinokkal megoldani!
Kb. az USA Pentagon épülete is ilyen pókhálós koncepcióval épült, hogy gyalogszerrel is elég gyorsan lehessen közlekedni a hatalmas komplexumban.
#1
Szerintem nem értetted meg a problémát. Egyfelől járművek ugyanúgy a centripetális erő hatása alatt lennének, másfelől nincs hely kocsiknak.
A liftkabinokat pedig nem is értem hogyan gondoltad.
Egy krva nagy űrállomáson már hogyne lenne hely egy rögzített felfüggesztésű, legalább egy szék szélességű gépekre méretezett, dupla pályás kocsifolyosónak?
A járművek értelemszerűen az űrállomás forgási irányával szemben haladnának - és ha nagyon sietni kéne, akár relatívan dupla kerületi sebességgel is! A gépi teherszállítás amúgy is követelmény egy ilyen helyen, tehát kiépített pálya mindenképp kell.
Az átforduló liftkabinok meg sugárirányban járnának a középponton keresztül - ha lehetséges, akkor ellensúllyal kötve - gondold csak át a témát!
P.S.
Akinek meg nem tetszik a gépesített koncepció, az kocoghat egy jót és/vagy létrázhat!
#3
Az átmérő nagy, maga a gyűrű belső tere nem. De egyébként a problémát meg nem oldottad meg, csak annyit mondtál, hogy legyen egy autó ami megy a forgással ellentétes irányba és jó lesz. Ezzel nem mondtál semmit. Milyen "kocsifolyosó"? Milyen "felfüggesztés"? Ezek az ambiguális kifejezések nem jelentenek semmit egy konkrét metódus / technika leírása nélkül. Mind egy "kocsifolyosó", mind egy "felfüggesztés", és az autó maga is ugyanúgy forogna a gyűrűvel, hogyan fogsz te a "plafonon" egy fejjel lefelé álló (relatív a külső falhoz) autóban haladni az ellenkező irányba, amikor az pont olyan lenne, mintha a Földön lebegnél fejjel lefelé, mivel attól, hogy az autó az ellenkező irányba gyorsul, attól még megtartja a forgási momentumot a súrlódás által, mivel sem a kocsifolyosó, sem a kocsi nem inerciális ebben a rendszerben. Azért mondtam, hogy egy rúd kellene, ami nem forog a bázissal, tehát inerciális.
Ja, és sugárirányba nincs semmi. Nincsen "középpont", és összekötő járatok, csak a gyűrű van.
"Ja, és sugárirányba nincs semmi."
Amíg nem építünk, addig nem is lesz :)
Kérdező - akkor elmagyarázom még egyszer:
Feltételezzük, hogy sugárirányú szerkezet nincs. Bár ez semmiképp sem lenne előnyös, de fogadjuk el, hogy most ez a téma.
Nem írtad, hogy mekkora az űrállomásod, de gyakorlati okokból eredően sem lehet cérnahurok arányokkal megépíteni. Ha nem elég a gyalogos közlekedés, akkor már mindenképp 1 km kerületű gyűrűben érdemes gondolkodni. Tehát hogyan nézne ki ilyen esetben a sietős ide-oda kocsikázás?
Beleülnél a kocsiba, és magadra hajtanád a párnázott tartókeretet vagy bekötnéd a keresztszíjazást. A gép megindulna, gyorsító nyomást éreznél a széktámlából (vagy inkább a szíjazásból, ha az automata kocsikban biztonsági megfontolásból menetiránynak háttal lennének az ülések) és te fokozatosan súlytalanságba kerülnél, mire elérnéd a forgásiránnyal szembeni kerületi sebességet. Ha még jobban sietnél (ami akár felesleges veszélyforrás is lehet, tehát ezt is mérlegelni kell) akkor tovább gyorsulva újra elérnéd a normális nehézségi erőt, esetleg kissé túl is léphetnéd azt (mondjuk 1,5 G-ig, mert az még nem megerőltető).
Mikor elérkezik a lassítószakasz, ugyanúgy minden visszafele esne meg, tehát a súlytalansági állapoton keresztül visszajutnál az állomás üzemi nehézségi szintjére. Utána kikötnéd magad az ülésből és mennél a dolgodra.
A kocsik felfüggesztése precíz geometriájú fémsínekkel történne, melyeken zajmentesen gurulnának a kellő csillapítással felszerelt keménygumi (esetleg poliamid vagy hasonló mechanikai tulajdonságú) kerekek. A viszonylag nagy gyorsítóerő miatt már érdemes számba venni a lineáris indukciós motor elvén működő közvetlen elektromágneses meghajtás lehetőségét, természetesen mechanikus biztonsági féktalpakkal kiegészítve.
Most meg neki lehet állni kiszámolni az utazási időket a különböző méretű szerkezetek esetére - vagyis a nevezetesebb esetekre felírni az utazási időt az átmérő függvényében - ami egy egyszerű középiskolás számolási feladat!
Ki a fene építene egy ilyet és minek? Ha tényleg létrehoznak majd egyszer egy ilyen űrállomást (én szurkolok), akkor tuti hogy lesz középpontja is a témának, ha másért nem, akkor azért, hogy ahhoz kössék a gyűrűtestet merevítésként, mint a biciklikereket a küllők. Ha meg már megvan a középpont, akkor dőreség lenne nem kihasználni az ottani "gravmentes" részt.
Egyébként nekem egy középponton áthaladó, spirálszerű csúszdarendszer jutott az eszembe, 3 kezdő és 3 végponttal, felváltva 60 fokonként. Ezen bobszánszerű járművekkel lehet közlekedni. Így maximum a teljes kerület 1/6-ának legyaloglása után elérhetsz egy indítóállásra, és megjelölheted a végállomást is, bal vagy jobb 120 fokra akarsz menni.
#9 - bár a spirálszerű csúszdarendszer egy eléggé eredeti ötlet, csak az a probléma, hogy a lecsúszás egyirányú, ráadásul a bonyolult és merevséget kevéssé adó forma miatt költséges a kiépítése is.
A központba jutáshoz mindenképp a liftkabinok használata lenne a legkényelmesebb, melyek már alapból két irányba kell hogy járjanak. A Coriolis-erőt kényelmesen meg lehetne fogni a kabin fokozatos elfordításával, így még szíjazott ülések sem kellenének, csak kapaszkodók (esetleg láb meg csomagrögzítők) a súlytalan állapothoz.
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!