Skyhook (tuzilish) - Skyhook (structure)

Boshqa maqsadlar uchun qarang Skyhook (ajralish).
Orbitada aylanadigan va aylanmaydigan skyhook qanday paydo bo'lishi mumkin

A skyhook taklif qilingan momentum almashinuvi bu foydali yuklarni joylashtirish xarajatlarini kamaytirishga qaratilgan past Yer orbitasi. Og'ir orbita stantsiyasi atmosferaning yuqori qatlamiga qarab cho'zilgan kabelga ulangan. Stantsiyadan ancha engil bo'lgan foydali yuklar kabelning uchiga o'tayotganda ulanadi va keyinchalik massani markaz atrofida aylantirish orqali orbitaga tushiriladi. Keyin stantsiyani asl balandlikka ko'tarish mumkin elektromagnit qo'zg'alish, raketa harakatlanishi, yoki foydali yukga o'tkazilgandek kinetik energiyaga ega boshqa ob'ektni deorbit qilish yo'li bilan.

Skyhook geostatsionar orbitadan farq qiladi kosmik lift bunda skyhook ancha qisqaroq bo'lar edi va Yer yuzi bilan aloqa qilmas edi. Skyhook suborbital tashuvchini pastki uchiga yetishini talab qiladi, kosmik lift esa bunga erishmaydi.

Tarix

1966 yilda Isaaklardan boshlab turli xil sinxron aylanmaydigan orbitadagi skyhook tushunchalari va versiyalari taklif qilingan,[1][2] Artsutanov 1967 yilda,[3][4] Pearson[5] va 1975 yilda Kolombo,[6] 1978 yilda Kalaghan,[7] va Braginski 1985 yilda.[8] Eng yaxshi potentsialga ega versiyalar juda qisqa bog'lanishni o'z ichiga oladi past Yer orbitasi u o'z orbital tekisligida aylanadi va uchlari Yer atmosferasining yuqori qismini cho'tkaga aylantiradi, shu bilan aylanish harakati er sathidagi orbital harakatni bekor qiladi. Ushbu "aylanadigan" skyhook versiyalari 1976 yilda Moravec tomonidan taklif qilingan,[9][10] va Sarmont 1994 yilda.[11][12]

Qachon italiyalik olim Juzeppe Kolombo foydalanish g'oyasi 1970-yillarning boshlarida taklif qilingan ozgina barqarorlashdi Yerni kuzatish uchun sun'iy yo'ldoshlarni bog'lash, NASA 1979 yilda kosmosdagi uzoq masofalar uchun mumkin bo'lgan ilmiy dasturlarni va bog'langan tizimning rivojlanishi asosli ekanligini rasman baholashni boshladi.[13] Natijada Shuttle-ga asoslangan bog'lash tizimi paydo bo'ldi: TSS-1R missiyasi 1996 yil 22 fevralda boshlandi STS-75 asosiy kosmik bog'lanish xatti-harakatlarini tavsiflashga qaratilgan kosmik plazma fizikasi.[13] Italiya sun'iy yo'ldoshi kosmik kemadan 19,7 km (12,2 milya) masofaga joylashtirildi.[13]

1994 yilda muhandis Skyhook kosmik asansör yordamida erishish mumkin deb o'ylagan narsalar bilan raqobatbardosh bo'lishi mumkin deb taxmin qildi.[11]

2000 va 2001 yillarda, Boeing Phantom Works, granti bilan NASA ilg'or kontseptsiyalar instituti, turli xil skyhook dizaynlarining muhandislik va tijorat maqsadlariga muvofiqligini batafsil o'rganib chiqdi. Ular ushbu kontseptsiyaning "Hipersonik Airplane Space Tether Orbital Launch System" yoki HASTOL deb nomlangan o'ziga xos variantini batafsil o'rganishdi. Ushbu dizayn gipertonik tovushni talab qildi ramjet yoki scramjet uchish paytida aylanadigan kancani ushlab turish uchun samolyot Mach 10.[14]

Skyhook hali qurilmagan bo'lsa-da, uning turli jihatlarini o'rganadigan bir qator parvoz tajribalari o'tkazildi kosmik bog'lash umuman tushunchasi.[15]

Skyhooks turlari

Qaytmaydigan osmoncha

1990 yilda E. Sarmont taklif qilganidek 200 km uzunlikdagi aylanmaydigan osmono'par

Qaytmaydigan osmoncha vertikaldir tortishish gradiyenti barqarorlashdi pastki uchi osmonga osilgan ko'rinadi. Aynan shu ko'rinish qurilish uchun skyhook nomini qabul qilishga olib keldi.

Qaytgan skyhook

Aylanadigan kontseptsiya. Agar orbital tezligi va bog'lash aylanish tezligi sinxronlashtirilsa, bog'lash uchi a da harakatlanadi sikloid egri chiziq. Eng past nuqtada u erga nisbatan bir zumda harakatsiz bo'lib, u foydali yukni "bog'lab", uni orbitaga aylantirishi mumkin.

Bog'ni orbitada aylantirib massa markazi orbital harakatga qarama-qarshi yo'nalishda, ilgakning erga nisbatan tezligini kamaytirish mumkin. Bu bog'lashning kerakli kuchini pasaytiradi va bog'lanishni osonlashtiradi.

Zanjirning aylanishi orbital tezlikka to'liq mos kelishi uchun amalga oshirilishi mumkin (7-8 km / s atrofida). Ushbu konfiguratsiyada kanca a ga o'xshash yo'lni aniqlaydi kardioid. Er nuqtai nazaridan, kanca deyarli vertikal ravishda pastga tushib, to'xtab, keyin yana ko'tarilgandek ko'rinadi. Ushbu konfiguratsiya aerodinamik qarshilikni minimallashtiradi va shu bilan kanca atmosferaga chuqur tushishiga imkon beradi.[16][17] Biroq, HASTOL tadqiqotiga ko'ra, Yer orbitasida bunday turdagi osmono'par yuk og'irligidan 1000-2000 barobar katta tartibda juda katta qarshi og'irlikni talab qiladi va har birini yig'gandan keyin bog'lash mexanik ravishda o'ralgan bo'lishi kerak. bog'lash aylanishi va uning orbitasi o'rtasida sinxronizatsiyani ta'minlash uchun foydali yuk.[14]

"Boing" ning birinchi bosqichi Hipersonik samolyot kosmik bog'lash orbital ishga tushirilishi (HASTOL) 2000 yilda nashr etilgan tadqiqotda ekvatorial orbitada 610–700 km balandlikda, uchi 3,5 km / s tezlikda aylanib, 600 km uzunlikdagi bog'ichni taklif qildi. Bu uchiga er usti tezligi 3,6 km / s ni beradi (Mach 10), unga yuk ko'tarish moduli ko'tarilgan gipertosmik samolyot mos keladi va 100 km balandlikda o'tkaziladi. Bog'lanish mavjud bo'lgan sotuvga qo'yiladigan materiallardan tayyorlanadi: asosan Spectra 2000 (bir xil) ultra yuqori molekulyar og'irlikdagi polietilen ), issiqqa chidamli bo'lgan tashqi 20 km tashqari Zilon PBO. Nominal foydali yuk massasi 14 tonna bo'lgan Spectra / Zylon bog'lamasi 1300 tonnani yoki foydali yukning massasidan 90 barobar ko'proqni tashkil qiladi. Mualliflar:

O'quvchiga qoldirmoqchi bo'lgan asosiy xabarimiz: "HASTOL tizimi uchun kosmik bog'lash moslamasini yaratish uchun" Bakminster-Fuller-uglerod-nanotubalar "kabi sehrli materiallar kerak emas. Mavjud materiallar buni amalga oshiradi."[14]

2001 yilda nashr etilgan HASTOL tadqiqotining ikkinchi bosqichi, tutib turadigan havo tezligini Mach 15-17 gacha ko'tarish va kesish balandligini 150 km ga ko'tarish taklif qilindi, bu zarur bog'lash massasini uch baravarga kamaytiradi. Yuqori tezlikka faqat havo bilan nafas oladigan samolyot o'rniga qayta ishlatiladigan raketa pog'onasidan foydalanish orqali erishiladi. Tadqiqot natijalariga ko'ra, "asosiy texnik shou-stoplar" mavjud bo'lmasa-da, texnologiyani sezilarli darajada yaxshilash kerak bo'ladi. Xususan, yalang'och Spectra 2000 bog'ichi atomik kislorod bilan tezda yemirilishidan xavotirda edi; ushbu komponentga a berilgan texnologiyaga tayyorlik darajasi 2 ning.[18]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Ayzaks, J.D .; Vine, A. C .; Bredner, H; Bachus, G. E. (1966). "Sun'iy yo'ldosh uzaytirilishi" osmonga bog'langan"". Ilm-fan. 151 (3711): 682–3. Bibcode:1966Sci ... 151..682I. doi:10.1126 / science.151.3711.682. PMID  17813792. S2CID  32226322.
  2. ^ Shuningdek qarang: xat Ilm-fan 152: 800, 6 may 1966 yil.
  3. ^ Artsutanov, Y. V Kosmos na Elektrovoze (Funikulyor temir yo'li bilan fazoga). Komsomolskaya Pravda (Yosh Kommunistik Pravda), 1960 yil 31 iyul. Lvovda tasvirlangan tarkib, Ilm-fan 158: 946, 1967 yil 17-noyabr.
  4. ^ Arsutanov, Y. V Kosmos Bez Raket (Raketasiz kosmosga). Znanije-Sile (Bilim kuchdir) 1969 (7): 1969 yil 25-iyul.
  5. ^ Pearson, J (1975). "Orbital minorasi: Yerning aylanish energiyasidan foydalangan holda kosmik kemani uchiruvchi". Acta Astronautica. 2 (9–10): 785–799. Bibcode:1975AcAau ... 2..785P. CiteSeerX  10.1.1.530.3120. doi:10.1016/0094-5765(75)90021-1.
  6. ^ Kolombo, G., Gaposchkin, E. M., Grossi, M. D. va Vayfenbax, G. S. Makkanika, Jild 10, № 1, 1975 yil mart.
  7. ^ Kalaghan, P., Arnold, DA, Kolombo, G., Grossi, M., Kirschner, LR va Orringer, O., "Bog'langan sun'iy yo'ldosh tizimining dinamikasini o'rganish (Skyhook)", NASA shartnomasi NAS8-32199, SAO yakuniy hisoboti, 1978 yil mart.
  8. ^ V.B. Braginski va K.S. Torn, "Skyhook tortishish to'lqinlari detektori", MoscowState University, Moscow, SSSR, and Caltech, 1985.
  9. ^ Moravec, Xans (1976). "Skyhook taklifi".
  10. ^ Moravec, H. P. (1977). "Sinxron bo'lmagan orbital Skyhook". Astronavtika fanlari jurnali. 25: 307–322. Bibcode:1977JAnSc..25..307M. 23-AIAA yig'ilishida taqdim etilgan, Sanoat kosmik, San-Frantsisko, Kaliforniya,. 1977 yil 18-20 oktyabr.
  11. ^ a b Sarmont, burgut (1994). "Qanday qilib Yer orbitasida bog'lanib, Yer-Oy kosmik transport tizimini arzon narxlarda amalga oshirishi mumkin". SAE Texnik Qog'oz seriyasi. 942120. doi:10.4271/942120.
  12. ^ Moravec, Xans (1981). "Skyhook taklifi".
  13. ^ a b v Cosmo, M .; Lorenzini, E. (1997 yil dekabr). Fazoviy qo'llanma (PDF) (Uchinchi nashr). Smitson astrofizika rasadxonasi.
  14. ^ a b v Bogar, Tomas J.; Bangxem, Mixal E .; Oldinga, Robert L.; Lyuis, Mark J. (2000 yil 7-yanvar). Hipersonik samolyot kosmik bog'lash orbital ishga tushirish tizimi, 07600-018-sonli tadqiqot granti, I bosqich yakuniy hisobot (PDF). NASA ilg'or kontseptsiyalar instituti. Olingan 2019-07-07.
  15. ^ Chen, Yi; Xuang, Rui; Ren, Xianlin; U, Liping; He, Ye (2013). "Tether kontseptsiyasi tarixi va tether missiyalari: sharh". ISRN Astronomiya va Astrofizika. 2013 (502973): 502973. Bibcode:2013 yil ISRAA2013E ... 2C. doi:10.1155/2013/502973.
  16. ^ Ayzaks, J.D .; Vine, A. C .; Bredner, H.; Bachus, G. E. (1966). "Sun'iy yo'ldoshning haqiqiy" osmonga bog'ichi "ga cho'zilishi'". Ilm-fan. 151 (3711): 682–683. Bibcode:1966Sci ... 151..682I. doi:10.1126 / science.151.3711.682. PMID  17813792. S2CID  32226322.
  17. ^ Chen, Yi; Xuang, Rui; Ren, Xianlin; U, Liping; He, Ye (2013). "Tether kontseptsiyasi tarixi va tether missiyalari: sharh". ISRN Astronomiya va Astrofizika. 2013: 1–7. Bibcode:2013 yil ISRAA2013E ... 2C. doi:10.1155/2013/502973. 502973.
  18. ^ "Hipersonik samolyot kosmik bog'lovchi orbital ishga tushirish (HASTOL) arxitekturasini o'rganish. II bosqich: yakuniy hisobot" (PDF). Olingan 2015-10-18.

Tashqi havolalar