Space Elevator

... Wäre das nicht auch was mit Linearmotor?  Gruß UTho 

Eine Röhre mit den "Schienen" - Stator - eines Linearmotors?
100km hoch? Was würde das wiegen?
Wie groß wäre das Fundament, reicht das instabile Japan dazu in der Breite und der Tiefe aus?
Wie würde die Standfestigkeit dieser Röhre gewährleistet werden?
Wie sieht das obere Ende aus - Bahnhof Orbit? ... und wie kommt man von dort aus auf eine brauchbare Umlaufbahn?
Wie stellt man die Rückfaht vom Orbit zum Bahnhof Orbit an, damit man wieder nuch unten kommt?
Fragt sich HausD

Gegenüber einem solchen Projekt erscheinen mir Raketenstarts einfacher und schöner!
Vermutlich auch billiger und sicherer!

Stell dir vor, so eine massive Röhre fällt um!!!

ein Seil hat kaum Gewicht, aber ein Rohr....

Tja, welche Anforderungen stellt so ein Projekt eigentlich an den Standort?

-Äquator: anders geht es nicht, wenn man in den GEO will (außer man baut eine deutlich längere Konstruktion schräg, deren Schwerpunkt im GEO liegt - für den ersten Schritt wohl deutlich zu kompliziert )

-Sicherer Standort. Wo findet man den? Mitten im Meer würde ich sagen - bei der Größe des Projekts kommts auf eine künstliche Insel auch nciht mehr an Und dann kann man sich einen Standort suchen, um den herum man eine Sperrzone einrichten kann. Damit sollte die Gefahr eines Umkippens auch nicht mehr eine Gefahr für unbeteiligte Menschen sein (Bodenstationsbesatzung mal abgesehen, wenn da was schiefgeht haben die auch ein Problem)

Hallo @websquid,

Du hast mit dem Meeresstandort recht,
wenn Du diesen Link
http://www.obayashi.co.jp/press/news20120220
in deutsch umwandelst,
ist deutlich zu sehen,das ein Standort im Meer angedacht ist.

Hallo @HausD und  UTho,
 in diesem Link steht,
http://www.yomiuri.co.jp/dy/national/T120221004421.htm
das die Entwickler an Liniarmotoren gedacht haben.

Magnetische Linearmotoren würden ein mögliches Mittel zur Fortbewegung der Aufzugkabine sein

vielleicht erfindet ja jemand einen Jungbrunnen 
und ich erlebe noch das Jahr 2050 

mit den besten Grüßen
und mit dem Willen,
das Buch von Arthur C. Clarke
Fahrstuhl zu den Sternen
endlich mal wieder zu lesen.
Gertrud

Wie schon gesagt, es ist sehr wahrscheinlich, daß sich die Obayashi Leute von dem oben genannten Sci-Fi Anime haben inspirieren lassen. (MS Gundam genießt in Japan seit über 30 Jahren einen ähnlichen Kultstatus, wie bei uns Star Trek.)

Hier mal 2 Bilder wie der Lift im Inneren aussieht und des Linearzuges.

Orbital Elevator 01
Orbital Elevator 02

Das Seil bleibt sozusagen die Schiene, die umliegende "Röhre" ist nur Schutz.

(Bodenstationsbesatzung mal abgesehen, wenn da was schiefgeht haben die auch ein Problem)

Naja, wenn er langsam umfällt, könnte man einfach einen Schritt zur Seite machen, wenn man direkt darunter steht.
das ist wie beim Baumfällen. Ist der Abstand zum Baum sehr klein, kann man gut ausweichen.


Man könnte auch einfach die Station auf einer Führungsschiene anbringen. Am Turm sind Sensoren angebracht, wenn er kippt, fährt die Station mitsamt allen Leuten aus der Schusslinie.

Man muß ja nicht über die ganze Distanz auf die gleiche Energieversorgung zurückgreifen;
Die unteren 5000km könnte man ja per Kabel mit z.B. HGÜ Übertragung bewerkstelligen und
die obersten auch, wenn das Orbitale Gegenstück über große Solarausleger verfügt.
Dazwischen dann evtl per Laser, auch von oben und von unten.
Möglich wäre auch ein zweiter "Schlitten" der über Solarausleger verfügt, aber nur bis dorthin
mit herrunter fährt, ab wo man dann per Kabel versorgen kann, eben z.B. 5000km.
Und mit zunehmender Höhe wird das ganze doch auch leichter, weil am Zielpunkt ist man ja dann
im GEO.

Frage:
Welches Gewicht hätte denn ein Kilogramm wenn es in 5000km Höhe auf einem "24h Orbit" wäre?

näherungsweise gilt:
g(h)=g(0)/(1+h/6375km)
für 5000km ergibt das: g(5000km)=9,81m/(s²*1+5000km/6375km)=5,498m/²
das sind 56% der Schwerkraft in Bodenhöhe. Hierbei ist allerdings die Fliehkraft nicht berücksichtigt.

Hallöchen,

ne Lösung hinsichtlich der Problematik Windbelastung hat noch keiner aufgezeigt. Klakow schreibt oben, das Band ist dann wohl 500 mm breit. Ich sag mal, da kommen Segelflächen größer als beim Fünfmastvollschiff "Preussen" zusammen, da wirken einige Tonnen ...

Gruß UTho

Das ist kein großes Problem, mich würde nicht wundern wenn man es z.B. so macht das die ersten 33km eben nicht als Band sondern als ca. 4,5mm² Seil auslegen.
Falls man damit immer noch ein Problem hat kann man die unteren 33km auch wie ein Spitzzelt auslegen und das dann mit einem Ring aus sehr großen Helium oder Wasserstoffbalons anheben.
In der Höhe sind 63/64 der Luftmasse schon unter einem.

Hier ein Konzept, das mit dem S.E. mehr oder weniger verwandt ist:


http://www.startram.com/home


Eine Röhre, in der a'la Maglev Raumschiffe gestartet werden sollen.

Jo, ist schon ca. 10 Jahre alt. Das Konzept wurde glaub ich schon im Schienenstartthread besprochen.

Ui, hab ich da was nicht mitgekriegt?

naja, eigentlich war ich ja immer mehr der Fan eines Space Elevators. Solche Konzepte erschienen mir nutzlos. Aber andererseits... Wie sie sagen, die Technologie für mehrere zehn kilometer lange Seile haben wir bereits. Für Hunderttausend(e) Kilometer leider nicht.

Also eine gewisse Vorstufe zum S.E.

Abgesehen davon, daß wir die nötigen Seile für einen Space Elevator nicht bauen können und vielleicht nie werden bauen können:

Wie lange soll so ein Fahrstuhl denn zum geostationären Orbit unterwegs sein? Das sind 36.000km. Für Menschen kann ich es mir nicht vorstellen, für Fracht ist das der begrenzende Faktor. Gibt es dafür eigentlich Zahlen? Das müßte in den Konzepten doch mit berechnet worden sein. Ich habe aber dazu noch nichts gesehen.

http://en.wikipedia.org/wiki/StarTram

Das 10 Kilometer lange System wäre Gen 1, welches nur Fracht befördern könnte ,aber keine Personen.

Abgesehen davon, daß wir die nötigen Seile für einen Space Elevator nicht bauen können und vielleicht nie werden bauen können.

Sag niemals nie. 

Kohlenstoffröhren, das Material welches derzeit das wahrscheinlichste Seilmaterial wäre, sind imemr noch recht teuer, die Preise sind aber in den letzten 10 Jahren schon ziemlich gesunken. (Zumindest laut Wikipedia, ein genaues Qullenzitiat fehlt leider).

Es ist ein gefragtes Material für den Leichtbau (Auto, Flugzeug,...) und für die nächste Generation von Computerchips.

Und zum historischen Vergleich.

Aluminium war in den ersten Jahrzehnten im 19 Jhdt. nach seiner Entdeckung ebenfalls sündhaft teuer.  Neue Gewinnungsmethoden brachten die Kosten innerhalb eines Jahrzehntes auf unter 90% und heutzutage benutzen wir es für Dosen, die wir nach Gebrauch irgendwo hin pfeffern. 

Wie lange soll so ein Fahrstuhl denn zum geostationären Orbit unterwegs sein? Das sind 36.000km. Für Menschen kann ich es mir nicht vorstellen, für Fracht ist das der begrenzende Faktor. Gibt es dafür eigentlich Zahlen? Das müßte in den Konzepten doch mit berechnet worden sein. Ich habe aber dazu noch nichts gesehen.

Eine gute Frage.

Die NASA hat in einer Studie die Realisierbarkeit eines Space Elevators mal auf fünf technologische Durchbrüche eingegrenzt.

http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2000/ast07sep_1/

Punkt 1: Das Seilmaterial
Punkt 2: Die Erforschung und Entwicklung langer Seilstrukturen und ihre Kontrolle
Punkt 3:  Weitere Durchbrüche in der Entwicklung ultraleichtmaterilen zum dem Bau von hohen Strukturen.
Punkt 4: Die Entwicklung schneller elektromagnetischer Atriebssysteme für Züge bzw. Maglevs.
Punkt 5: Die eigentliche Bauinfratruktur sowohl am Boden als auch im Orbit.

Das Konzept von Obayashi geht auf der Vorseite (Link von Gertrud) geht ebenfalls von von Linearmotoren angetriebenen Transportsystemen aus.

Im Prinzip wäre der Space Elevator weniger ein Lift, als ein Zug in den Orbit. Für den Passagiertransport müßten diese in der Tat sehr schnell sein, denn mehrere Tage Fahrtdauer, wie in manchen Reports die Rede ist, ist imo. Blödsinn.

Sag niemals nie. 

Deshalb sagte ich "vielleicht nie".

Zitat

Wie lange soll so ein Fahrstuhl denn zum geostationären Orbit unterwegs sein? Das sind 36.000km.

Eine gute Frage.

Die NASA hat in einer Studie die Realisierbarkeit eines Space Elevators mal auf fünf technologische Durchbrüche eingegrenzt.

......
Punkt 4: Die Entwicklung schneller elektromagnetischer Atriebssysteme für Züge bzw. Maglevs.
....

Das Konzept von Obayashi geht auf der Vorseite (Link von Gertrud) geht ebenfalls von von Linearmotoren angetriebenen Transportsystemen aus.

Im Prinzip wäre der Space Elevator weniger ein Lift, als ein Zug in den Orbit. Für den Passagiertransport müßten diese in der Tat sehr schnell sein, denn mehrere Tage Fahrtdauer, wie in manchen Reports die Rede ist, ist imo. Blödsinn.

Das ist die große Frage, wie schnell kann der Zug/Aufzug sein?

Ich war in Schanghai mit dem Maglev/Transrapid unterwegs und kann mit Foto belegen, daß der eine Reisegeschwindigkeit von 431km/h erreicht hat. Und das auf einer schön massiven Trasse. Nehmen wir an, sie schaffen auf einem Seil das gleiche, eine recht gewagte Annahme. Dann ergibt das ca. 84 Stunden bis oben. Das wäre nicht schön aber möglich, die Sojus brauchen ja auch zwei Tage, bis sie bei der ISS ankommen.

Aber egal, welches Konzept für massive Kostenreduktion pro kg zum Zuge käme. Alle sind darauf angewiesen, viel Masse zu transportieren. Also müßte erstmal der Bedarf da sein, damit es preisgünstiger werden kann.

Ich war in Schanghai mit dem Maglev/Transrapid unterwegs und kann mit Foto belegen, daß der eine Reisegeschwindigkeit von 431km/h erreicht hat. Und das auf einer schön massiven Trasse. Nehmen wir an, sie schaffen auf einem Seil das gleiche, eine recht gewagte Annahme. Dann ergibt das ca. 84 Stunden bis oben. Das wäre nicht schön aber möglich, die Sojus brauchen ja auch zwei Tage, bis sie bei der ISS ankommen.

Der Transrapid. Wie war die Reise in dem Zug denn?

Technisch muß man leider sagen, daß die Megatrasse des Transrapid schon technisch recht überholt ist. Um einiges fortschrittlicher ist hier der Chūō Shinkansen aus Japan.

http://www.hochgeschwindigkeitszuege.com/japan/maglev.php

@Seil: Wir wissen es eben nicht. Was dafür spricht ist die Tatsache, daß Nanoröhren extrem gute elektrische Leiter sind. (10 x besser als Kupfer).

Hier ist übrigens noch ein Bericht über Druchbrüche des Frauenhofer Institutes bei der Produktion der besonders gefragten einwandigen Nanoröhren.

http://www.elektronikpraxis.vogel.de/stromversorgung/articles/363297

Also müßte erstmal der Bedarf da sein, damit es preisgünstiger werden kann.

Exakt. Und was dafür der Attraktor sein könnte ist unter Raumfahrtfans seit Jahren ja ein Streitthema.

Der häufigste Attraktor für eine Expansion in den Weltraum in Sci-Fi Serien/Filmen/Büchern ist ja leider nicht unbedingt ein positiver. (Aber das gehört glaub ich nicht in diesen Thread.  )

Hätte ich fast vergessen zu posten.

http://www.spaceelevator.com/2012/02/obayashi-and-the-space-elevator---a-story-of-hype.html

Die Obayashi Space Elevator Ankündigung war wahrscheinlich nur ein Pressegag um Aufmerksamkeit für ihren neuen fertiggestellten Wolkenkratzer zu erzeugen.

Der Transrapid Vergleich hingt etwas. Das Antriebskonzept ist zwar ähnlich, die Transrapid Geschwindigkeit wird jedoch hauptsächlich vom Luftwiederstand begrenzt. Bei einem Space Elevator ist der Luftwiederstand nur die ersten Kilometer von Bedeutung, dann wirkt vor allem die Schwerkraft als begrenzender Faktor. Diese wird natürlich auch geringer um so weiter sich der Aufzug von der Erde entfernt. Damit wird die Geschwindigkeit sicher viel größer sein als 400 km/h!

Der Transrapid Vergleich hingt etwas. Das Antriebskonzept ist zwar ähnlich, die Transrapid Geschwindigkeit wird jedoch hauptsächlich vom Luftwiederstand begrenzt. Bei einem Space Elevator ist der Luftwiederstand nur die ersten Kilometer von Bedeutung, dann wirkt vor allem die Schwerkraft als begrenzender Faktor. Diese wird natürlich auch geringer um so weiter sich der Aufzug von der Erde entfernt. Damit wird die Geschwindigkeit sicher viel größer sein als 400 km/h!

Ich würde eher sagen, der Transrapid hat es "nur" mit dem Luftwiderstand zu tun. Beim Space Elevator muß permanent die Energie aufgebracht werden für die Lageenergie. Das Gewicht muß gegen die Schwerkraft angehoben werden. Man muß erst ziemlich hoch kommen, bis das signifikant weniger wird.

Richtig ist aber, mit dem Luftwiderstand muß man sich kaum abgeben. Es spricht wohl nichts dagegen, die ersten 30km gemächlich anzugehen. Danach ist der Luftwiderstand vernachlässigbar.

nun ja der Luftwiderstand bewirkt aber sicherlich eine viel kleinere Beschleunigung als 9.81N/kg. Der Antriebsbedarf bei einem Aufzug wäre also sicherlich deutlich höher, um große Geschwindigkeiten beizubehalten. Der einzige vorteil ist, man muss nicht auf Aerodynamik und Volumen achten, was die Problematik sehr vereinfachen kann. (Dafür aber auf andere Dinge, wie Thermalhaushalt usw... keine Luft bedeutet auch keine Luftkühlung usw...)

Die Gravitation nimmt im Quadrat zur Entfernung ab. In 36.000 km höhe sind es statt 9,8 m/s² nur noch 0,2 m/s².

Oder anders herum wird man bei gleicher Motorleistung im Quadrat zur Entfernung beschleunigen.

Da wegen der nachlässigen Begriffsverwendung man oft das Gleiche doch an einander vorbei sagt, muss folgendes gesagt werden:

Gravitation ist ein Überbegriff für eine Wechselwirkung. Wenn man schon quantitative Angaben macht, so bitte ich um eine etwas sauberere Formulierung. Was mit dem Quadrat des Abstandes abnimmt ist die Kraft (und durch Masse dividiert eben die Freifallbeschleunigung). Die Feldstärke jedoch nimmt "nur" mit dem Abstand ab.

Grüße

Also dann so:
Durch die Gravitation nimmt die Schwerkraft die auf den Aufzug wirkt im Quadrat zur Entfernung ab. In 36.000 km höhe sind es statt 9,8 m/s² nur noch 0,2 m/s².

Wenn ein Aufzug im erdnahen Bereich 400 km/h schafft könnte er nahe dem GEO mit ca. dem 50fachen unterwegs sein. Also bis zu 20.000 km/h. Zu berücksichtigen ist da natürlich noch, dass es einen Bremsweg gibt und die Belastungen für Astronauten beim Bremsen nicht zu groß sein sollte. Die Effektivität der Kraftübertragung könnte bei steigender Geschwindigkeit natürlich auch abfallen.

Aktuell vorhanden Aufzüge/Climber erreichen aber solche Geschwindigkeiten noch lange nicht.

...Gravitation ist ein Überbegriff für eine Wechselwirkung...

Nämlich, dass sich immer nur Massen gegenseitig anziehen können.
@ Chewie         uuuuhaaaa!
siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Newtonsches_Gravitationsgesetz

Und  in F = G (m1 * m2) / r²  steht alles drin was du brauchst um es selber auszurechnen.
G = die universelle Gravitationskonstante 
m1 = z.B. die Masse der Erde, wenn es geht in kg und nicht in klingonische Fass-Unzen 
m2 = nun deine (Beförderungs-)Masse wieder hübsch in kg
r     = Ist der Abstand der Massenmittelpunkte , der Erde und der Last (nicht in hessischen Ellen!)
          meine Großmutter hat zu Massenmittelpunkte  "Schwerpunkt" gesagt, wir jungen Kerle doch nicht mehr
          (also den Erdradius nicht vergessen ! ) 
Nun brauchst du nicht mehr mit 2 unterschiedlichen "Gravitationen" hantieren, sondern du hast ganz eindeutig die Kraft auf deine Last in einer bestimmten Höhe über der Erdoberfläche. ... und genau die muss entgegengesetzt mindestens aufgebracht werden, um deine Last entgegengesetzt zur "Erdanziehung" mindestens zu halten und sogar zu bewegen.

Gruß von HausD  (der sich auch dazu nicht weiter äußern wird)
-Na gut, einen noch:
Was is'n 'n Stundenkilometer? Gibt's sowas? 'ne Laufleistung?
Bitte nicht antworten, nur drüber nachdenken  ... und in der 30-er Zone nur 35 Kilometer fahren!

Genau mit der Formel  F = G (m1 * m2) / r² habe ich auch gerechnet und den Erdradius habe ich auch nicht vergessen.