Романтики.Ру

Нет, речь идет не про протягивание канатов между планетами.
Разговор всего лишь о петле Лофстрома.
Это средство выведения является модификацией принципа действия общепланетного транспортного средства Юницкого.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%F3%F1% ... 5%F2%EB%FF
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CE%E1%F9% ... 1%F2%E2%EE
В обоих системах для набора высоты используется центробежная сила, действующая на быстродвижущийся в магнитном подвесе ротор.
Но петлю Лофстрома не обязательно тянуть вокруг всей планеты. При длине 2-3 тысячи км она может служить эстакадой, вдоль которой электромагнитным способом разгоняются до 8-20 км/c космические грузы, отправляемые на околоземную орбиту или к другим планетам.
При максимальной загрузке петля может перебрасывать миллионы тонн грузов в год.
У меня возникла идея - поскольку в ближайшие десятилетия нереально полностью загрузить её космическими грузами (исследовательское и производственное оборудование для работы на других планетах будет не дешевым в производстве, даже при крупносерийном производстве вряд ли меньше миллиона долларов за тонну), можно частично занять петлю перевозкой людей.
Использовать её во-первых для запуска многоразовых гиперзвуковых планеров с космическими туристами (при цене билета порядка нескольких тысяч долларов туристов найдется немало).
Во-вторых петлю (более длинную, чем 2500 км) можно использовать как эстакаду для движения вакуумных поездов (про них я уже писал в теме "Сверхзвуковой поезд"): http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%E0%EA% ... E%E5%E7%E4
http://gizmod.ru/2012/03/28/pervyj-vaku ... at-v-kitae
С одной стороны, придется тратить часть энергии на поддержание скорости движения ротора, поднимающего петлю. Но зато на высоте 80 км вакуум бесплатный, в отличии от подземной или подводной трубы.
Если петля 1-2 часа в сутки будет запускать грузы в космос, а в остальное время работать эстакадой для сверхскоростных электричек - это поможет экономически окупить проект.

Проект интересный, но имхо чисто теоретический. На практике возникнет очень много сложностей с надежносью и безопасностью. Да и чисто экономически не реально. Представьте сколько система должна потреблять энергии, и это в непрерывном режиме, а остановливать ее нельзя. Кстати чисто технический момент, как разгонять ее из состояния покоя пока весь этот трос просто лежит в трубе, так чтоб он не порвался и не вытерся об стенки? Как установить и удерживать вертикально восходящий участок вакуумной трубы? Из чего делать? И т.п.

Потреблять при работе на полную мощность - 17 ГВт, это три красноярские ГЭС. Но при этом она сможет в сутки разгонять до орбитальной скорости 20 тысяч тонн грузов, или перевозить с гиперзвуковой скоростью сотни тысяч людей.
Для поддержания скорости движения ротора, чтобы система не теряла формы, нужна мощность всего 200 МВт. Ротор движется в вакуумной трубе на магнитном подвесе, поэтому трение ничтожное.
Восходящий участок трубы будет идти вверх не вертикально, а под углом, и после 200-300 км подъема постепенно (с большим радиусом закругления) переходить в горизонтальный участок на высоте 80 км. Форма трубы будет задаваться длиной тросов, прикрепляющих участки трубы к земле. Из-за центробежной силы, действующей на ротор, труба будет стремиться улететь вверх как воздушный шар. В стабильном состоянии вес внешней оболочки трубы и вес ротора будет почти уравновешен центробежной силой, небольшой избыток подъемной силы будет нужен, чтобы выдерживать вес разгоняющихся грузов и чтобы фиксирующие систему тросы держать натянутыми.
Удельные нагрузки в этой системе вполне посильные для существующих материалов, это не космический лифт со сверхпрочным тросом.

Поделюсь кое-какими сомнениями.
1) Насколько я понимаю, трос, несущийся на магнитной подвеске в вакуумной трубе, обладает свойствами маховика. Тогда вся двухтысячекилометровая лента должна совершать нешуточную работу против вращения земли, отчего, во-первых, энергетическая подпитка её должна быть существенно больше, чем в случае, если бы Земля не вращалась, а во-вторых, вращение Земли будет замедляться - интересно, с каким темпом?

2) Магнитное поле, удерживающее трос в трубе от контакта с её верхним краем, должно быть весьма сильным: во всяком случае, оно должно удерживать вес и натяжение тросов, связывающих трубу с Землёй. При подъёме трубы именно на это магнитное поле ложится работа по подъёму. В тросе из-за этого возникнет такая ЭДС, что мама не горюй. Скорее всего, он тут же расплавится. Если же сделать магнитное поле вращающимся со скоростью троса, то получим радиоизлучатель такой мощности, что инопланетяне примут Солнце за пульсар с периодичностью 24 часа , но от ЭДС не избавимся: она возникнет в неподвижной трубе (если она из диэлектрика, то в любых металлических предметах, закреплённых на трубе), а также в наземных металлических предметах. Боюсь, что мало не покажется.

3) Вызывает определённые опасения ситуация на разворотных петлях. Трение внутри троса здесь может быть таким, что любая органическая смазка разлетится на атомы, если не на ионы. Трение нитей троса на фоне их разогрева будет быстро ухудшать его механические характеристики, из-за чего его придётся то и дело менять (в лучшем случае). Ну, а если он однажды просто лопнет - будет очень обидно! Впрочем, эту проблему можно решить, если гонять в трубе не трос, а металлические шарики, не связанные один с другим.

4) Ещё одна проблема, теоретически решаемая заменой троса на шарики, - это его растяжение в процессе разгона. Даже если длина троса, растягиваемого инерцией в оборотных петлях, увеличится на 0.01%, - что делать с трубой?

5) В случае с шариками вместо троса становится понятно, насколько трудно их развернуть в оборотной петле. Летит, значит, себе шарик в кило весом с первой космической скоростью, то есть в несколько раз быстрее артиллерийского снаряда…

Вообще-то можно предположить, что все эти ситуации у авторов проекта просчитаны и что на самом деле проблемы не столь велики, какими они представляются мне. Но уверенности нет.

Есть и другой проект электромагнитной катапульты: http://en.wikipedia.org/wiki/StarTram

Дульный срез в этом проекте предлагается поднимать за счет магнитной левитации в поле Земли сверхпроводника с очень сильным током.
Но есть и другой вариант - стрелять из вакуммированного тоннеля, расположенного горизонтально на поверхности Земли (дульный срез будем закрывать разрушаемой при выстреле мембраной).
Я проверил расчеты - на скорости 30 Махов атмосфера будет тормозить снаряд массой порядка 50 тонн, изготовленный в виде конуса диаметром 4 метра с углом полураскрыва у вершины 4 градуса (по форме похоже на ракету Спринт http://ru.wikipedia.org/wiki/%D1%EF%F0% ... 5%F2%E0%29 ) , с перегрузкой порядка 10 g.
Помещая человека в жидкость, можно добиться переносимости такой перегрузки средним здоровым человеком, а не только специально отобранным испытателем. В жидкости человек может в теории выдержать кратковременно сотни g, пока не скажется различная плотность его органов (при перегрузке растет вес, растет давление жидкости и сила Архимеда). На практике испытатель в жидкости выдержал 30 g в течении 30 секунд без потери сознания и работоспособности: http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=587538
А суммарные аэродинамические потери при вылете из ствола горизонтально на уровне моря и наборе высоты за счет кривизны Земли и аэродинамического маневра составят порядка 2-3 км/c. Для выхода на орбиту нужен разгон в катапульте до скорости около 10 км/c.