Mich beschäftigt folgende hypothetische Gedankenspielereien schon seit längerem. Oft werden in Science Fiction Geschichten Orbitaläufzüge benutzt. Ehrlich gesagt graut es mich jedes Mal, wenn ich so etwas lese oder sehe. Meiner Meinung nach würden die Scherkräfte, die durch die Rotation der Erde entstehen, ein Gebäude mit mehreren Hundert Kilometern Höhe zerreißen.
Von den Problemen des Fundaments und anderen Schwierigkeiten wie das Gewicht möcht ich gar nicht sprechen.
Wie würde es allerdings aussehen, wenn nicht ein Aufzug in dem Sinne gebaut werden würde, sondern die Konstruktion einer Seilbahn gleichen würde. Die Orbitalstation könnte theoretisch durch die Rotation auch in der Höhe von mehreren Tausend Kilometer Höhe „hinter hergezogen“ werden. Die Rotationsgeschwindigkeit müßte dafür eigentlich genügen.
Natürlich gibt es auch hier Schwierigkeiten, da ein „Seil“ von solch monströsen Länge ein paar Millionen Tonnen wiegen würde. Außerdem kann ich mir jene nötige Verankerung an der Bodenstation nicht annähernd vorstellen , die das Seil und die Station halten müßte.
Aber wenn man mal davon absehen würde (gehen wir einfach davon aus, eine Zivilisation hätte jene technologischen Möglichkeiten), sollte so ein Unterfangen doch eher möglich sein, als ein statischer Turm?
Wie sinnvoll so ein Konstrukt gegenüber einer Raketentechnologie ist, ist nun eine andere Frage. Mich interessiert nur, ob ein Orbitalaufzug in jener Konfiguration wenigstens annähernd den physikalischen Gesetzen gehorchen würde, oder ebenso vernichtend wäre, wie ein statischer Turm?
Wie würde es allerdings aussehen, wenn nicht ein Aufzug in dem
Sinne gebaut werden würde, sondern die Konstruktion einer
Seilbahn gleichen würde. Die Orbitalstation könnte theoretisch
durch die Rotation auch in der Höhe von mehreren Tausend
Kilometer Höhe „hinter hergezogen“ werden. Die
Rotationsgeschwindigkeit müßte dafür eigentlich genügen.
Natürlich gibt es auch hier Schwierigkeiten, da ein „Seil“ von
solch monströsen Länge ein paar Millionen Tonnen wiegen würde.
Außerdem kann ich mir jene nötige Verankerung an der
Bodenstation nicht annähernd vorstellen , die das Seil und
die Station halten müßte.
Die Orbitalstation müßte m.E. geostationär (z.b.wie ein Wettersat.)
umlaufen, damit sie immer genau über ihrem „Fußpunkt“ auf der Erde steht.
Dann müßte sie eine so große Fliehkraft entwickeln, die dem Seilgewicht entspricht.
Wenn eine Nutzlast an dem Seil hochklettert, unterliegt sie der Corioliskraft. Das Seil würde quer belastet.
Ich kann mir schlecht vorstellen, daß das funzt.
Es werden sicher noch andere erhellende Antworten kommen.
Meiner Meinung nach
würden die Scherkräfte, die durch die Rotation der Erde
entstehen, ein Gebäude mit mehreren Hundert Kilometern Höhe
zerreißen.
Gerade bei einem solchen „Gebäude“ sind Scherkräfte vollkommen vernachlässigbar. Davon abgesehen sind mehrere hundert Kilometer Höhe ein paar Größenordnungen zu wenig.
Von den Problemen des Fundaments und anderen Schwierigkeiten
wie das Gewicht möcht ich gar nicht sprechen.
Auch die gehören bei einem Weltraumaufzug zu den kleinsten Problemen.
Wie würde es allerdings aussehen, wenn nicht ein Aufzug in dem
Sinne gebaut werden würde, sondern die Konstruktion einer
Seilbahn gleichen würde. Die Orbitalstation könnte theoretisch
durch die Rotation auch in der Höhe von mehreren Tausend
Kilometer Höhe „hinter hergezogen“ werden. Die
Rotationsgeschwindigkeit müßte dafür eigentlich genügen.
Genau das ist doch das Prinzip eines Welraumaufzuges!? Kann es sein, dass Du oben nicht Weltraumaufzüge, sondern orbitale Türme meintest?
Aber wenn man mal davon absehen würde (gehen wir einfach davon
aus, eine Zivilisation hätte jene technologischen
Möglichkeiten), sollte so ein Unterfangen doch eher möglich
sein, als ein statischer Turm?
Beide Konstruktionen haben ihre Vor- und Nachteile. Der größte Nachteil der Türme besteht allerdings nicht in der Konstruktion, sondern in der Tatsache, dass man damit nicht ohne Raketenantrieb in den Orbit kommt. Der Aufwand wäre nur unwesentlich kleiner als bei einem Start vom Erdboden aus - es sei denn, man baut ein elektromagnetisches Katapult von der Erdoberfläche bis zur Turmspitze. Dann wäre das aber kein Turm, sondern eine Rampe.
Mich
interessiert nur, ob ein Orbitalaufzug in jener Konfiguration
wenigstens annähernd den physikalischen Gesetzen gehorchen
würde, oder ebenso vernichtend wäre, wie ein statischer Turm?
Beide Konstruktionen sind im Rahmen physikalischer Gesetze überhaupt kein Problem. Die Probleme liegen allein bei den dafür notwendigen Materialien. Momentan gibt es kein Material mit der für ein orbitales Seil notwendigen Reißfestigkeit (von der Resistenz gegenüber Strahlung und Mikrometeoriten ganz zu schweigen). Einen orbitalen Turm könnte man meines Wissens mit den derzeit verfügbaren Materialien bauen. Allerdings würde das Ergebnis eher einem Berg ähneln.
Die Orbitalstation müßte m.E. geostationär (z.b.wie ein
Wettersat.) umlaufen, damit sie immer genau über ihrem „Fußpunkt“
auf der Erde steht.
Und dieser Fußpunkt würde dann am Äquator liegen…
Dann müßte sie eine so große Fliehkraft
entwickeln, die dem Seilgewicht entspricht.
Wenn eine Nutzlast an dem Seil hochklettert, unterliegt sie
der Corioliskraft. Das Seil würde quer belastet.
…wo Corioliskräfte gar nicht auftreten und daher so oder so keine Rolle spielen.
interessiert nur, ob ein Orbitalaufzug in jener Konfiguration
wenigstens annähernd den physikalischen Gesetzen gehorchen
würde, oder ebenso vernichtend wäre, wie ein statischer Turm?
Wie ein paar schon angedeutet haben, funktioniert so etwas am besten, wenn der Schwerpunkt des Aufzugssystems sich in der geostationären Umlaufbahn befindet. Darüber macht man sich bereits Gedanken:
Dann müßte sie eine so große Fliehkraft
entwickeln, die dem Seilgewicht entspricht.
Wenn eine Nutzlast an dem Seil hochklettert, unterliegt sie
der Corioliskraft. Das Seil würde quer belastet.
…wo Corioliskräfte gar nicht auftreten und daher so oder so
keine Rolle spielen.
Natürlich treten bei Bau und Betrieb des Seils Corioliskräfte auf und müssen entsprechend berücksichtigt werden.
…wo Corioliskräfte gar nicht auftreten und daher so oder so
keine Rolle spielen.
Da liegst du wohl daneben!
Am Äquator liegt die Umfangsgeschwindigkeit „X“ vor.
Auf einer geostationären Umlaufbahn die Geschw. „Y“.
Y > X
Wenn nach außen hin die Geschwindigkeit zunimmt, tritt die Corioliskraft senkrecht zur Bewegungsrichtung auf, denn ein Körper muß immer stärker in Umfangsrichtung beschleunigt werden, je weiter er vom Zentrum der Drehbewegung wegstrebt.
Wenn nach außen hin die Geschwindigkeit zunimmt, tritt die
Corioliskraft senkrecht zur Bewegungsrichtung auf, denn ein
Körper muß immer stärker in Umfangsrichtung beschleunigt
werden, je weiter er vom Zentrum der Drehbewegung wegstrebt.
Richtig.
Diese Querkraft kann m.E. kein Seil aufnehmen.
Muss ja auch nicht. Man könnte den Fahrstuhl in diese Richtung passend beschleunigen.
Gruß
loderunner
Doch, kann es. Sobald die Qerkraft zu einer Auslenkung des Seils führt, wirkt ihr im Wesentlichen zwei Kräfte entgegen:
Die Gezeitenkraft der Erde, die das Seil aufzurichten versucht und
die Seilspannung, die das Seil wie eine gespannte Violinensaite in die Ruhelage zurück zwingt.
Es ist eine Frage der richtigen Steuerung, ob das Seil von der Summe aller wirkenden Kräfte stabilisiert, destabilisiert oder in Schwingungen versetzt wird. Die Schwingungen werden sich vermutlich nicht vermeiden lassen (schon allein wegen den Gezeitenkräften von Mond und Sonne), aber solange sie sich in Grenzen halten lassen, könnte das Ganze funktionieren.
, die das Seil und die Station halten müßte.