元スレ【技術/宇宙】長さ10万キロのケーブルをよじ登って宇宙へ移動、「宇宙エレベーター」★２[09/28]

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851 :

ウエイトからエレベーターを伸ばすときは、やっぱりコリオリは無視出来ない。
例えば地球が見える方向にエレベーターを伸ばした場合

○　　　　　　　　_.　←伸ばし始めたエレベーター
↑地球

半日後・・・

○　　　　　　　 ⊂.

　　　　　　　　　↑このくらい曲がる

852 = 843 :

>>851
繰り出したエレベータは等速直線運動するわけじゃなく、静止軌道から繰り出し速度で蹴られた楕円軌道を描くことになるはず。
繰り出し始めの速度を保つなら、半日後に静止軌道に戻るので確かにそうなる。
しかし実際には、6時間後を考えると、先端の高度が下がって結果斜め前方に繰り出されている。
ケーブルが完全にふにゃふにゃならそれだけのことだが、もしも繰り出し側が姿勢制御をして
繰り出し方角を一定に保った場合、ケーブルの剛性が少しずつ繰り出し部に伝わることで
先進を食い止め、結果軌道速度を一部失い繰り出す側の速度を増す。
遠位側の繰り出しはその逆になるので、結果繰り出し側の速度は変わらず、
ケーブル近位側は速度を失い遠位側は速度を得る。
って感じで、少なくとも12時間後に元の所に舞い戻るのは防げるんじゃないかな。

問題は繰り出し側の姿勢制御をどうするかなんだけど・・・
噴射だとエネルギーと噴射剤使うよな。
RWにしても時々噴射して回転をゆるめることになるし・・・
なにかいい案ある？

853 :

>>852
というか、繰り出されたケーブルは重力場の中にあるのでは？

854 = 849 :

ケーブル先端は重力に引かれて懸垂してんだから
地球中心に向かって延びるだけだろ

855 :

「上に参ります」でショートショート思い出した。

856 = 843 :

>>854
繰り出す静止衛星も重力場の中にはあるよ。
そして、繰り出されたケーブルは静止衛星と同じ速度を持っている。
これをどこかで失わせないと(完成時の軌道エレベータのように下に行くほど速度を減らさないと)
懸垂することはなく、各部が勝手に楕円軌道を描きエレベータは1日分を1ループにして
ふにゃふにゃにはい回ることになる。

それを防ぐには、>>852みたいにして速度を失わせる(外に向かう方は速度を与える)か、
ケーブルに何か加速減速のための装置をつけないといけない。
もしくは>>851さんが言うように、無重力(無重量ではない）に近い環境で全長作って、一気にもってくるか・・・
でもこれだってもってくる過程で同じことがおこるんじゃないかな。

100km×100本のユニットを作っておいて、軌道周期よりはるかに短い期間で一気に作るとかｗ
これなら一応問題ないｗ

857 :

今時エレベーターかよ地球人共？w

859 :

ケーブルの先端はガスロケットに引かせて減速、引力に捕らえられたら放置で

860 = 843 :

>>859
繰り出す前から引力に捉えられてるけど・・・・？

863 = 843 :

>>861
ああすまん、Reaction Wheelのこと。
重たい車輪を回せば、反動で反対方向に機体を回すことができるというもの。
いつも一定方向に力がかかるのをこれで対抗したら車輪を際限なく加速しなきゃいけなくなるので、
そういう場合はロケットエンジンの併用が必要。

864 = 813 :

>>863
なるほど
了解

865 :

俺が生きてる間に見れるかな？
あと50年。
カーボンナノチューブがあるし、建設費は意外に安いよね

866 :

カーボンナノチューブってつかいものになるの？前ネットニュースで期待外れ見たいなこと書いてあったけど。

867 = 853 :

>>856
重力場の中にあると言うのは、衛星の長手方向が常に地球の中心を指すように
復元力を受けると言う意味なのだが。駄目？

868 = 813 :

>>852
久しぶりに「楽園の泉」を読み返してみたんだけど
クラーク御大はこの辺の問題を説明せずに端折ってるんだね．
説明するのがややこしすぎると思ったのかな．
よもやクラークが理解していなかったとも思えないんだけど．

869 :

>>868
この変の細かい事を言い出したら夢のあるSF作品として成り立たなくなるから
あえて無視したんだろ？

870 = 816 :

>>868
普通の読者には難解だろう、あれが精一杯
別で解説本出して欲しかったな

871 = 813 :

>>869
うーん
まあそれがクラークのスタイルなのかな．
個人的にはロバート・L・フォワードが「竜の卵」でやったような
詳細にこだわったくどくどしい解説が好きなもんで
もうちょっと突っ込んで欲しかったというのが感想．

872 = 816 :

>>856
だから繰り出し初期の高速回転が必要だって

873 = 816 :

>>871
士郎正宗みたいに欄外脚注の方が好きだ、漫画だけど
連投スマソsage

874 = 869 :

このショッピングセンターには獣用連続注射銃とか無いのかな？

875 = 859 :

>>860
ケーブルの先端が地表に向かって落下し始めたら放置で

これでいいかい

876 :

>>874
ここはゾンビ映画のスレではない罠

877 :

>>875
実は、静止衛星ほどの速度から降下し、先端が落下し始めるまで減速するには
先端分の質量を静止衛星軌道に上げるのとほぼ同じくらいのエネルギーが必要なんだ。

結局、静止衛星軌道上でいかにして、エレベータ全体を 1回転／日で回すエネルギーを
得ればいいかという課題に直面する事になる。

ただ、RW（リアクションホイール）で回転エネルギーを与え続けながら伸張はいけるかも。
>>863
確かにリアクションホイールは、一方方向の回転だけで反動を得続けようとすれば
いずれホイールの加速が限界に達する。
だが、2つ以上のホイールを互い違いに逆回転させて、それをさらに垂直に回そうとすると、
推進剤なしで反動をいくらでも得続けることが出来る。
（もちろん内側のホイールは減速するので電気で加速モーターする。）

ただ、実際の航宙体にその原理がほとんど使われないのは、
・・・故障しやすいからなんだ。なにせ回転軸を垂直にひねるわけだからね。

>>874
(・∀・)

878 :

朝死暗悪

879 :

軌道エレベーターが完成してる状態っていろんな所の高さやら力やら速さやらの数式がいっぱい＝でつながってるんだろうなぁ………ハァハァ…

880 :

気象観測の風船に登ることの難しさから発想すればいい

881 = 880 :

風、雨、雷、ジェット気流・・宇宙まで行くには色んな障害がある。

882 :

>>877
あとで気づいたけど、>>852でもだめだわ。
軌道エレベータの姿勢制御をして先端が曲がっていくのに対抗する角度や速度を与えて繰り出したとしても、
12時間後の分に合わせればその後12時間後でその部分はまっすぐ下に繰り出されるので結局曲がる。
24時間後も大丈夫のように繰り出せば、36時間後分はやっぱり曲がるし、12時間後の分が反対側に曲がる。
よく言われているような、数ヶ月とか数年掛けて静止軌道でケーブルを製造しながら繰り出すってのでは根本的に無理かな。

エレベータ各所にロケット噴射で力を加えるか、
あらかじめ全長分作っておいて数時間で一気に繰り出すことしかないな。
速度が速ければ、長さあたりの影響は減る。

883 :

>>882
となるとクラーク方式は難しくてシェフィールド方式の方が現実的
ということか。

884 :

曲がる曲がる詐欺

885 :

>>877
>先端分の質量を静止衛星軌道に上げるのとほぼ同じくらいのエネルギーが必要なんだ。

最初のワイヤーがすごく細いと仮定、大して減速にエネルギーが要らないとする。
静止軌道上に沿ってあらかじめ10万キロ分ワイヤーを展開、エネルギー節約のため
ワイヤーの進行方向の先端からつの字に折り返して減速、あとはオモリが地表に向かって
落下し始めれば。

886 :

この話の流れだと，結論としてコリオリ力は作用するってこと？

887 = 884 :

コリオリ力はだな、ケーブル繰り出し速度ベクトルに起因するってこった
曲がる曲がる詐欺師は振り子の原理と塔の回転慣性を無視して地球に垂直に繰り出すから曲がるんだよ
それをやると、午前０時に垂直に繰り出したケーブルは午前６時には垂直から90度ずれて水平に伸びて行こうとするだろう
お昼の正午には繰り出し衛星に向かって伸びてくる
1日伸ばし続けるとケーブルの輪っかが出来るだけだ
衛星から見るな北極星から見ろ

通常、軌道から衛星を落とす場合周回速度を減速させるのが常識だ
よって繰り出し衛星の公転方向と逆の方向に、地上と水平にケーブルを繰り出すと、即座に地球の重力に引かれるようになる
だだし、ケーブルが落下し始めると繰り出し方向もそれに引かれて垂直になってしまう
問題は繰り出しベクトルと繰り出しスピードと重力、遠心力それぞれのバランスを取って繰り出すことだ
ケーブルが落下し始め、繰り出し方向もそれに引かれて垂直になったら、あとは
同一公転周期での軌道高度の格差による重力と遠心力に頼ってケーブルを引っ張らせることになる
かかる重力、遠心力がまだ弱いうち（ケーブルが短いうち）に高速で地上と垂直にケーブルを繰り出すと、
繰り出しベクトルのケーブルへの残留で”ケーブルを繰り出した日数×２”の腹を持つ弦振動が発生するだろう
弦振動がどんな影響を及ぼすかはその規模しだいだろうが、この振動を抑えるには繰り出しスピードが十分に遅ければそれでいい
だが初期繰り出し速度が制限されてしまうので面白くないわな

そこで初期繰り出し時に繰り出しベクトルを高速回転し、自転の遠心力に引っ張らせると良いと言う訳だ
”同一公転周期での軌道高度の格差による重力と遠心力”が十分に強まるころに１回転／日に塔の自転をあわせればよい
塔のテーパーを考えても、繰り出し初期はケーブルが細いから高速で製造できる訳だしこの方が効率が良いだろう

↓塔の自転減速についてはフィギュアスケートのスピンの加速減速の話な、
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1314450558?fr=rcmd_chie_detail

888 = 882 :

>>886
コリオリ力というとわけわからなくなるから、素直に地球中心の加速がない座標系でみればいい。
>>852のような感じで、仮想的な（回転座標系の中では仮想でもないが）コリオリ力を考えるよりすっきりするよ。

889 = 886 :

>>887
どうでもいいことかもしれんが
「曲がる曲がる詐欺師」
って何の話？

890 = 884 :

>>889
曲がる曲がるって騒いでコリオリ力の知識の自慢してる奴の事

891 = 886 :

>>890
？
コリオリ力の知識って言っても
回転座標系でF=2mωV
ってだけで，それ以上でもそれ以下でもないような．
他になんかあるの？

892 = 884 :

>>891
www知らんわ
変なとこにこだわるんだなｗｗ

893 = 886 :

>>892
いや，他意はないけど
コリオリ力を持ち出すのがそんなに変なのかなあ
と不思議に思っただけ．

894 = 886 :

暇なんでもう一回スレ眺めてたんだけど，結局のところ
「コリオリ力は作用する」　し　「曲がる」　んだろ？

何も詐欺師呼ばわりすることもないと思うが．
慣性座標系で考えないとダメという主張なのかな．

895 = 882 :

>>887
それをやると繰り出し地点を遠地点とする楕円軌道に乗るのだが。
つまり、1日後には同じ高度で前方に舞い戻ってくる。
静止軌道の繰り出し衛星を離れてからも何かしないといかんですよ。
この例では、繰り出されてから12時間後にもう一度減速噴射で、静止軌道高度に舞い戻るのを抑止しないとだめ。

896 :

>>895
静止衛星から質点を打ち出した時の絵を描いているようですが
その質点は静止衛星と結ばれています

つまりケーブルは静止衛星とエネルギーのやり取りができると言うことですけど

簡単な描像では、静止衛星と地球の中心を結ぶ直線上で衛星と地球の中心との間に
固定された質点に働く力は、地球を中心とした回転座標系からみると
重力とそれより小さい遠心力になります。コリオリの力を無視できるほどの速さで
質点を移動させることにすれば(この拘束条件が衛星と質点の間で、紐を通して
エネルギーをやり取りすることになる)質点は地球の中心に向かって重力に引っ張られて
降下していくことになります