Kosmiczna winda - czyli Kanadyjczycy się nie szczypią

[Sobol]

Panowie chyba się nie zrozumieliście mówicie o dwóch różnych wartościach. Winged mówi o zmianie prędkości koniecznej do osiągnięcia 1 prędkości kosmicznej czyli wspomnianych przez ciebie niecałych 8 000 m/s akurat tutaj RSS jest bardzo dopracowany. Chyba, że speakerzy w NASA nas oszukują

[Padalec]

Ja doskonale rozumiem Winged'a Tylko wykazuję (na przykładzie nawet z rzeczywistości, a nie z bądź co bądź gry), że nie można lekceważyć wpływu mniejszej gęstości ośrodka na poruszające się w nim ciało, bo już w małej skali (artylerie mają zasięg rzędu kilkudziesięciu kilometrów!) widać, że ma to znaczenie. To, że RSS pokazuje takie a nie inne wyniki mnie nie przekonuje. Chyba, że zostanie to podparte faktycznymi liczbami z konkretnych źródeł popartych odpowiednimi badaniami - to się bez wstydu z tego publicznie wycofam. Cytat za powiedzmy filmikiem autorstwa Ralph543 grającym w KSP z RSS takim nie będzie (to nie przytyk do nikogo - to taki przykład). Nie chcę tutaj umniejszać pracy twórców RSS bo zrobili coś super, ale gra wymaga pewnych uproszczeń - zapewniam was. A nie wiemy gdzie twórcy takowe popełnili. To, że się liczby końcowe zgadzają, i w RSS 1-sza prędkość kosmiczna również wynosi ~8000m/s wcale nie oznacza, że to będzie następowało z tego samego powodu, co w rzeczywistości. Dlatego, powtarzam już się tutaj, póki nie dokopię się do opracowań naukowców (a takie na potrzeby patentu powinny być) to nie zgadzam się na tezę "w RSS to nie działa, to na pewno nie zadziała w rzeczywistości". Ja np. w ARMIE III nie mogę wskoczyć na nieco wyższy murek niż wysokość do kolan. Czy to znaczy, że w rzeczywistości nie wskoczę na taki sam? Nie. Po prostu nie zostało to zaimplementowane w kodzie. I o tym pisałem wcześniej

Pamiętaj, speakerzy z NASA mówią to co przeczytali w źródłach naukowych. Ale przy tym, sami takim źródłem nie są

[Sobol]

Aby zobaczyć link - ZAREJESTRUJ SIĘ lub ZALOGUJ SIĘ
Może źródło nie najbardziej wiarygodne ale akapit Launch/Landing mówi wprost o 1 prędkości 7 800 m/s + 1.5-2 km/s na opór aerodynamiczny itp. co za tym idzie do wyniesienia statku na LEO potrzeba ok 9 800 m/s czyli tu RSS jest dopracowany, kolejne prędkości kosmiczne też się zgadzają choćby z tego względu, że tabele transferowe są tworzone na bazie tych z NASA. Co za tym idzie czy jeśli statek ma identyczną masę silnik identyczny ISP, stosunek masy do mocy oraz ilość paliwa się zgadza to oznacza że w RSS zachowa się inaczej niż w rzeczywistości i vice versa? Bo mi się wydaje, że to jednak potwierdza teze Winged'a. Owszem RSS może mieć niedoróbki jeśli chodzi o oddziaływania termiczne czy bezpośrednie między ciałami, jeżeli chodzi o oddziaływania grawitacyjne i atmosferyczne dla nas bądź co bądź laików i nie koniecznie wybitnych architektów dla których dziesiąte liczby po przecinku robią znaczenie RSS może być podporą w takich rozważaniach.

[Padalec]

I tak i nie. Nie chcę tutaj uchodzić za tego co umniejsza RSSowi fajności (bo tak nie jest, to na prawdę fajny mod), czy za jakiegoś buca co idzie w zaparte Nie wiem jak został ten mod napisany, a przyjęte uproszczenia (o ile były) pewnie nie dają błędu większego niż 10% (a co to jest przy dV rzędu 8000m/s - ledwie granica zamkniętej lub nie orbity), ale jeśli zamiast implementowania wzorów przyjęto skalowanie wartości (a mogło się tak zdarzyć) to możliwe, że powód dla którego wieża z kosmodromem na wysokości (a co tam, idźmy na całość) 200km okaże się super, i ekonomiczna, i w ogóle Nie szukajcie we mnie wroga RSSa, KSP, czy czegokolwiek - nauczono mnie po prostu stawiać pytania, i szukać odpowiedzi. Zauważcie, że nie rzucam tutaj wyrokami że to fajne, a to nie, tylko nazywam problemy, i nie znam jeszcze na nie odpowiedzi. Jak znajdę (a mam nadzieję znaleźć, bo mnie temat zaciekawił) to się dopiero określę, czy taka winda jest ekonomiczna, czy jednak nie. A wszystko wskazuje, że chociażby kosztowo się nie opłaca więc ta wpleciona wizyka to tylko przy okazji wyszła

[winged]

Ja doskonale rozumiem Winged'a

No właśnie nie bardzo, co udowadnia poniższy cytat:

Dla ziemi wynosi ona około 8000 m/s akurat, a nie 10 jak piszesz. To, że w RSS wychodzi inaczej pokazuje tylko, że to tylko gra, a nie pełnoprawny symulator (chyba, że to uogólnienie było, to możesz olać - nie odbieraj tego broń boże jako czepianie się).

Dla ziemi wynosi 9-10km/s a nie 8 tak jak piszesz. Tak jak wykazał Sobol, mylisz delta V potrzebne do osiągnięcia orbity z faktyczną prędkością na niskiej orbicie. Delta V uwzględnia opór atmosferyczny, straty grawitacyjne oraz wiele innych czynników, np. rakieta startując ze stosunkiem siły ciągu do masy 1.18 będzie  potrzebować wiecej delta V do uzyskania tej samej predkości niż rakieta startujaca ze stosunkiem 1.70. Jest to więc bardzo indywidualna kwestia, ale generalnie można przyjąć zakres 9-10km/s.


Delta V zawsze >= faktycznej zmiany prędkosci

W przypadku startu na niską orbitę w kierunku wschodnim z okolic równika:

Delta V = 9-10 km/s
Faktycznie osiągnięta prędkość = 7,3 km/s + 0,475 m/s (obrót Ziemi  - jeśli polecieliśmy w kierunku wschodnim)




Oczywiście RSS w wielu aspektach może być nieco nie dokładne ale w tym konkretnym wychodzi tak samo jak w rzeczywistości co poparł już Sobol linkiem. Tak wiec jest to całkiem dobre narzędzie do wykazania, że budowa wieży 200km nie ma większego sensu.

Chyba, że zostanie to podparte faktycznymi liczbami z konkretnych źródeł popartych odpowiednimi badaniami - to się bez wstydu z tego publicznie wycofam.

Jeszcze raz odsyłam do linka, który wrzucił Sobol.
Ponadto:
Aby zobaczyć link - ZAREJESTRUJ SIĘ lub ZALOGUJ SIĘ
Aby zobaczyć link - ZAREJESTRUJ SIĘ lub ZALOGUJ SIĘ

Wszędzie te same rezultaty.

nie zgadzam się na tezę "w RSS to nie działa, to na pewno nie zadziała w rzeczywistości"

Ale ja nigdzie nie postawilem takiej tezy. Zaznaczyłem wyżej, że W TYM KONKRETNYM PRZYKŁADZIE działa tak jak w rzeczywistości co poparł też Sobol odpowiednimi przykładami w swoim ostatnim poście. Są przykłady gdzie absolutnie nie stawiałbym RSS jako wzór jak coś dziala w rzeczywistości (głównie sprawy termiczne, gdzie całość jest chyba nieźle zabugowana) ale akurat w kwestiach delta V RSS jest bardzo dokładny dla każdej planety, każdej prędkości ucieczkowej, każdego transferu z planety X do planety Y itp.

ale jeśli zamiast implementowania wzorów przyjęto skalowanie wartości

Nie rozumiem co masz na myśli mówiąc o skalowaniu wartości.

że nie można lekceważyć wpływu mniejszej gęstości ośrodka na poruszające się w nim ciało, bo już w małej skali (artylerie mają zasięg rzędu kilkudziesięciu kilometrów!) widać, że ma to znaczenie.

No dobrze ale opór atmosferyczny zabiera ci tylko te 1,5-2km/s czyli dalej musisz przyspieszyć o 8km/s a nawet więcej bo te 8km/s to tylko wtedy gdyby rakieta od razu po starcie znajdowała się w pozycji poziomej. Tymczasem istnieje coś takiego jak grawitacja, która na 200km jest wciąż bardzo silna a to powoduje, że rakieta na 200km musiałaby zacząć swój lot pionowo a dopiero potem stopniowo przechodzić do pozycji poziomej - inaczej spadłaby na Ziemię zanim osiągnęłaby odpowiednią prędkość. Tak wiec startując z 200km wciąż będziesz zużywał paliwo na walkę z grawitacją a nie tylko na nabieranie prędkości. Zreszta nawet gdybyś nie musiał walczyć z grawitacja to i tak potrzebujesz przyspieszyć o 8km/s czyli dalej będziesz potrzebował sporej rakiety.


Może nie potrzebnie przytaczalem przykład z RSS (choć RSS doskonale pokazuje jak zadziałałoby to w realu) ale zgodzisz się chyba ze mną jeśli powiem, że budowa tej wieży nie ma sensu bo startując z wieży 200km wciaż potrzebujesz niemal tak samo dużej rakiety na osiagnięcie orbity co startując z poziomu morza. To, że jakiś ładunek który normalnie wymagałby Atlasa V z 5 boosterami teraz, po wskoczeniu a 200km wymagałby Atlasa V z 3 boosterami na pewno nie sprawi, że to przedsięwzięcie byłoby opłacalne.

[Padalec]

Ha. Doczytałem o tych prędkościach i co? I miałeś a rację a ja nie

Z ostatnim akapitem prawdopodobnie mogę się zgodzić, chociaż (zawsze musi być jakieś ) nie wiem jak rzeczywiście ma się tutaj ilość boosterów. Bo jeśli w Twoim przykładzie ilość boosterów równa pięć wynosi całą rakietę z ziemi na orbitę, to czy sumarycznie 2 boostery odpowiadają za wniesienie tej rakiety na 200km? I jaki jest stosunek ceny tych boosterów z których można by zrezygnować do całej rakiety? Bo jeśli większy niż kilka %, to może się okazać taka inwestycja opłacalną, chociaż jak już pisałem, nie przy obecnym natężeniu startów rakiet.

A teraz zmykam, bo forum swoje, a życie swoje. Najważniejsze (pierwsza linijka) napisałem

[Sobol]

Nie wiem jak wy, ale ja uważam że jeśli ktoś by znał tańszy i prostszy sposób wyniesienia tych kilkuset ton na wysokość 200km to już dawno by to zrobił. Ano tak bo według danych nadal potrzebujemy mnóstwo DeltaV a więc trochę przejaskrawię, ale czy opłacałoby się wywieźć na tą wysokość rakietę tylko po to aby zamiast 5t umieściła na orbicie 10? Według mnie na chwilę obecną i nasz stan wiedzy równie dobrze możemy sobie rozważać most linowy z Paryża gdzieś na środek Morza Spokoju (Księżyc) Żeby ów winda miała sens musiałaby w jakiś magiczny sposób teleportować praktycznie ten sam ładunek na wysokość 200km co i tak byłoby absurdem bo przeciętna rakieta na tejże wysokość ma już dość poważną prędkość horyzontalną.

[Drangir]

Nie wiem jak wy, ale ja uważam że jeśli ktoś by znał tańszy i prostszy sposób wyniesienia tych kilkuset ton na wysokość 200km to już dawno by to zrobił.

Istnieje bardzo długa droga między posiadaniem wiedzy teoretycznej a praktycznej i to niekoniecznie tak działa - to nie jest coś, co może zrobić jedna osoba, poza tym, póki co technologia materiałowa nie jest wystarczająca. Najwyższee budynki tak naprawdę współcześnie nie powstają dla szczytnych idei czy oszczędności, wręcz przeciwnie. Dwukrotna wydajność rakiety to mało, ale dwukrotna wydajność 100 albo 1000 rakiet wysłanych z takiego ośrodka to już jest duże COŚ. Ponadto, jeśli kiedyś chcemy zbudować windę kosmiczną - prawdziwą windę kosmiczną - dobrze byłoby przed tym momentem nabrać doświadczenia w budowaniu ekstremalnie wysokich obiektów.

Wszyscy o rakietach, a co samolotach kosmicznych? Jakie one mają zalety startując z 20 kilometrów? Czy jeśli byłyby wyrzucane z wieży (niezerowa prędkość początkowa), czy nie zlikwidowałoby to potrzeby dwufazowych samolotów tego typu?

Ja nie wiem, panie.

[Sobol]

Ciekawa myśl Drangir od razu przyszła mi do głowy proca znana z lotniskowców co prawda musiałaby być nawet nie wiem ile razy efektywniejsza ale nadal intrygujące. Jednak coby to nie było to mój mózg dalej ogranicza się do przetransportowania tego czegoś na te 200km. W chwili obecnej wydaj mi się że potrzeba jednego narwanego inżyniera, który nie wie o tym, że się nie da i to zrobi

[Drangir]

No dobrze ale opór atmosferyczny zabiera ci tylko te 1,5-2km/s czyli dalej musisz przyspieszyć o 8km/s a nawet więcej

Tylko że to jest myślenie z KSP, gdzie paliwo jest darmowe. Te 1-2km/s dotyczy momentu, kiedy rakieta jest najcięższa i najbardziej paliwożerna a więc ten ułamek dV może być poważną ilością paliwa. Ponadto wieża według patentu ma obsługiwać samoloty SSTO, co znowu zwiększa teoretyczną opłacalność - na górę nie wiezie się całej rakiety, tylko sprzęt serwisowy, ładunek i paliwo.

W chwili obecnej wydaj mi się że potrzeba jednego narwanego inżyniera, który nie wie o tym, że się nie da i to zrobi

Taki inżynier może zbudować prototyp silnika lub inne urządzenie, wieża tego rodzaju to inwestycja na skalę państwową jeśli nie kontynentalną.

[kapacity]

"Według inżynierów, którzy opracowali windę, wykorzystanie takiego rozwiązania mogłoby pozwolić na duże oszczędności i zmniejszyć zużycie paliwa konwencjonalnych rakiet o 30%"

Aby zobaczyć link - ZAREJESTRUJ SIĘ lub ZALOGUJ SIĘ

[Drangir]

To samo stoi w oryginalnym artykule, ale pominąłem to - brzmi cokolwiek optymistycznie i czekam na forumowych fanów fizyki.

[winged]

No dobrze ale opór atmosferyczny zabiera ci tylko te 1,5-2km/s czyli dalej musisz przyspieszyć o 8km/s a nawet więcej

Tylko że to jest myślenie z KSP, gdzie paliwo jest darmowe.

No jeśli mówimy o samym paliwie to właśnie w realu jest ono bardziej darmowe niż w ksp. Bo  w realu stanowi ono 0,5% kosztów jednego startu a w stockowym ksp z tego co pamiętam te proporcje były kiedyś mocno zaburzone. Choć oczywiście większa masa paliwa do podniesienia z ziemi powoduje już poważne koszty w postaci silników i zbiorników.





Powiedziałbym, raczej, że te 2 km/s to suma strat wynikających z oporu atmosferycznego i strat grawitacyjnych. Czyli startując z 200km wciąż będziesz podążał zbliżoną trajektorią (aczkolwiek trochę szybciej wypłaszczajac lot) a co za tym idzie wciąż będziesz ponosił straty grawitacyjne.

[Drangir]

Nie może być bardziej darmowe niż "za darmo", co miałem na myśli. Chyba każdy w tym wątku wie, że wieża na 20 km to nawet nie jest półmetek orbity, ale wciąż, spore ułatwienie. Ponadto mniejsza ilość paliwa na starcie to jak sam mówisz - mniejsze wymagania na moc a więc i skomplikowanie silników.

200 km to teoretyczna melodia przyszłości, projekt jest skalowalny, ale jedna z osób odpowiedzialnych za patent sama twierdzi że ta skalowalność to tylko w teorii, bo w praktyce to jak skalowanie konta bankowego - na papierze wystarczy dopisać kilka zer, w rzeczywistości wygląda to inaczej...

[Padalec]

No i dlatego bez zajrzenia w obliczenia naukowców przed opatentowaniem tego ustrojstwa, o oszczędnościach opłacalnych do całej zabawy możemy tylko spekulować i przyjmować że będą.

Ciekawi mnie jeszcze (tak w nawiązaniu do procy z lotniskowców), jak wyglądają plany wystrzeliwania bezzałogowców (sondy mniejsze lub większe) przy pomocy railgun'a. Teraz amerykanie zbudowali armatę dającą jakieś 5000-5500m/s gdzie jeden strzał to zaledwie kilkadziesiąt tysięcy dolarów (brutto czyli prąd, konserwacja i amortyzacja). Gdyby zrobić to w sporej skali, dorzucić silnik odpalany już na pewnej wysokości, to koszt wystrzelenia satelity by malał drastycznie. Ale coś nie znalazłem od tych 7 lat żadnej informacji o tym w mediach. Albo nic nie wyciekło do prasy, albo olali i budują mniejsze działa dla wojska - przynajmniej przetestują i zminimalizują koszty i czas.

Ah. I jeszcze to:
Świetna grafika winged. Jak popatrzeć na te wykresy, to zobaczymy jakie oszczędności da ograniczenie masy pierwszej fazy. Struktura, silnik i paliwo jako masa - w sumie dają prawie 100%, a koszt to jakieś 80% (pierwszej fazy, z której nie zrezygnujemy w całości), więc ograniczając masę paliwa i silników o np. 20%  (co da ~20% oszczędności na kosztach tychże), oszczędzamy 16% kosztu całej fazy. Daje to promocję typu - wyślij sześć rakiet, a w siódmej za paliwo zapłacisz tylko 25% Wg. mnie całkiem nieźle, jeśli się nie walnąłem w obliczeniach. To tak jak z zamontowaniem gazu w samochodzie. Niby duża kasa na początek, ale po jakimś czasie się zwróci, i zyski z tego idą niezłe.