KESKUSTELU

Ajattelinkin lähinnä ilmanpainetta ja tuulia. Tyly jos kova myrsky rikkoo vaivalla rakennetun hissin.

Itään. Yläosalla on suurempi nopeus kuin maanpinnalla. Nopeusero ei noin vain häviä vaan hissikaapeli ajaa kiinnityskohtansa edelle.

Höpsistä, sehän on maanpinnan suhteen paikallaan. Jos katkeaa alle GEO-radan, vaijeri putoaa maahan ja palaa ilmakehässä, jos sen yläpuolelta, karkaa avaruuteen. Tuossa suunnnitelmassa maa-ankkurin paikaksi ajatellaan merta päiväntasaajalla, vaikka Artturi sen sijoittikin kotisaarelleen Ceylonille (tai sitä se oli vielä 1974, kun kirjoittaja lomaili siellä 9 päivää, nyt joku Sri Lanka). Sir Arthur Clarke muuten avasi Santa Fen´n avaruushissikonferenssin, ikänsä ja kuntonsa johdosta toki vain videopuheluna. Artikkelissani alla on nuoren taiteilija Shane Kilduffin piiros maa-asemasta lautalla:

http://img812.imageshack.us/img812/2716 ... tanska.pdf

Myraboa ja tytärtään, joka kuvassa valmistelee laserraketin lähtöä, jututin ja kuvasin Uudessa Meksikossa.

Ikävä juttu, jos parta kärähti, mutta on niin vaikea liikkua täällä kenenkään partaa polttamatta.

Saat anteeksi !

Taidat olla oikeassa, kun yhtään tarkemmin ajattelee.

Edit: Toisaalta asia ei kyllä ole välttämättä kovin yksinkertainen. Katkeamishetkellä kaapelin kukin piste kun yrittää varmastikin edetä tangentin suuntaan alkuperäistä kulmanopeutta vastaavalla nopeudella, mutta joutuu samalla vapaaseen putoamisliikkeeseen. Jos kuvitellaan, että kaapeli katkeiaisi vaikkapa metrin pätkiksi, jokainen pätkä haluaisi pudota omaa ellipsin kaarta pitkin samalla kun maapallo kaartuu alta pois. Intuitioni väittää, että kunkin pätkän kulmanopeus maan keskipisteen ympäri on väkisinkin keskimäärin pienempi kuin maapallon kulmanopeus, koska ellipsi ei ole pyöreä. Pätkän kulmanopeushan olisi katkeamishetkellä sama kuin maapallollakin, ja putoamisliikkeen kiihtyessä yhä enemmän kohti maata kulmanopeus pienenisi maan kulmanopeuden pysyessä vakiona. Näin ollen ainakin pätkät tippuisivat lännen puolelle, pidempi soiro olisi tietysti monimutkaisempi juttu. Mitenkä on?

Tehdään ajatuskoe.
Olet avaruushississä matkalla ylöspäin, hissi on pysähtynyt noin 100 km ennen asemaa, pystynopeus on nolla. Sinulla on kädessäsi keraaminen pallo (tai jotain muuta) ojennat kätesi ulos hissistä ja irroitat otteesi pallosta, antamatta sille alkuvauhtia. Pallo näyttää aluksi putoavan suoraan alas. Todellisuudessa pallo on hakeutunut uudelle ellipsin muotoiselle radalle, jonka maasta mitattu kaukaisin piste on juuri se piste, jossa irroitit otteesi. Maata lähinnä oleva piste on toisella puolella maapalloa. Mikä on kiertoaika tällä uudella kiertolaisella? Rata kulkee matalammalla joten kiertoaika on lyhempi.
Jos pudotat kappaleen aikaisemmin, on sen kiertoaika vielä lyhyempi tai sitten se ei ole edes kiertoradalla vaan syöksyy maahan. Missään kohti se ei tietenkään voi jäädä jälkeen hissin tukipisteestä vaan ajaa edelle.
Saman huomaat heti keplerin toisesta laista, joka kertoo, että tietystä kaapelinpätkästä maapallon keskipisteeseen piirretty jana peittää jokaisena sekunttina saman pinta-alan. Joten kulmanopeuden täytyy kasvaa.

Tästähän tulee mieleen "korant", joka hyppäsi ylös Kuussa ja putosi toiseen kraateriin. Maassa "korant" hyppäsi ilmaan kotikonnuillaan Porvoon Hinthaarassa ja maapallon pyöriessä villisti alla huomasi takaisin pudottuaan olevansa Jaappanissa, Näin on ihmeellistä Uusi Fysiikka.

Nyt pelkään pahoin, että olet tahallasi ymmärtänyt jotain väärin.
Tykkäsin kovasti artikkeleistasi, juuri tätä asiaa en huomannut sinun käsitelleen.

No joo, sorry, laskin leikkiä. Kyllähän avaruushissin kaapelin paloille tapahtuu erilaisia asioita sen katketessa eri korkeuksilla ja todellakin, muistaakseni noin 10 000 km:n korkeus on se minimi, josta kappale joutuu pitkälle elliptiselle radalle. Vitsini ydin oli siinä, että aina silloin kun katkennut kaapeli ei joudu kiertoradalle, se tai siitä huomattava osa pudotessaan maahan palaa poroksi ilmakehässä.

Asian tarkasteluun löytyy montakin helppoa tapaa. Yksi on tuo Jorman mainitsema Keplerin laki, joka ei olisi tullut minulle ensimmäisenä mieleen. Toinen on pyörimismäärän säilymislaki: kulmanopeuden on kasvettava, kun kappale lähestyy pyörimisakselia. Kolmas on kirjoittaa Coriolisvoiman lauseke ja tarkastella suuntaa Maan koordinaatistossa. Lopputulos on kaikissa sama.

Kappas vaan, wanhassa lehdessänikin, Tekniikan Maailmassa, käydään lukijainpalstalla sekä netissä että paperilehdessä (13-2011) keskustelua avaruushissistä. Jari Mäkinen nykyisin kopioi vanhoja aiheitani, hyvä niin, saattaa oppia jotain .

Olivat unohtaneet panna minun kirjoitusestoni päälle loma ajaksi (ihan totta, ne estivät kritiikkini ja toimittaja Domonyi haukkui päälle sähköpostilla) ja hämmästyksekseni sain kommentin sinne:


Keskustelut: Tekniikan Maailman keskustelu > Muu tekniikka > Hissilläkö avaruuteen?

Hissilläkö avaruuteen?
18.5.11 15:30
mikapee
Hissilläkö avaruuteen?
Hiljattain oli TekniikanMaailmassa juttu vanhasta aiheesta, että vedetään geostationaariselta kiertoradalta hissivaijeri maan pinnalle, ja sitten on edullista avaruuteen tavaran vieminen.

Onkohan jutun keksijällä jäänyt ajatus kesken? Unohdettu on, että jos maan pinnalta aletaan nousta pystysuoraan ylöspäin, on lähtiessä vaakasuoraa nopeutta maapallon pyörimisvauhdin verran; kun on noustu vaikkapa 100 km, on nopeus sama, mutta rata on pidentynyt (pii x 100km x 2) eli kierrosluku hidastunut.

Eli kun ylös noustaan, alkaa lähtöpaikka maan pinnalla kiertyä edelle. Jostain se on hankittava se kiertoradalla pysymisvauhti, muutoin hissinvaijeri menee mutkalle.

Tyhjästä ei voi nyhjästä. Avaruuteen nousu on ihan mitätön asia verrattuna kiertoradalle kiihdyttämiseen.

6.7.11 12:39
Dr. No
Voi hyvät hyssykät!

Avaruushissistä riittää "havukka-ahon ajattelijoilla" väärinkäsityksiä, eikä Jari Mäkisen selitys (TM 13-2011)ainakaan asiaa selvemmäksi tee, itkeä tekisi mieli!

Hissin potentiaalienergialla, jolla Mäkinen selittää, ei ole mitään tekemistä tämän asian kanssa. Kuten edellä kirjoittaja olettaa, hissin noustessa sen kulmamomentti kasvaa ja jostain tuo energia on saatava. Ei kuitenkaan tarvita mitään erillistä voimaa siihen, vaan hissin vastapaino (100 000 km GEO-radalta ulospäin) vetää aina "laahaamaan" pyrkivän vaijerin suoraksi, energia tähän otetaan Maan pyörimisliikkeestä.

Hyvänä vertauksena voidaan käyttää vaikkapa moukarin heittäjää, ei moukarin vaijeri hänenkään ympärilleen lähde kiertymään tai sitten jousipyssyä, siinähän jänteen pystysuoralla jännityksellä aikaansaadaan nuolen vaakasuora liike.

Tämä nousevan hissin kasvavan kulmamomentin kompensointi ei vaadi järin suuria voimia, esimerkiksi viikon nousuajalla GEO-radalle se on pari-kolmekymmentä Newtonia eli vastaa kevyttä työntöä kädellä.

Kirjoitin aiheesta aikanaan TM:aan ja haastattelin Santa Fe´n avaruushissikonferenssissa kehittäjäänsä:

http://img812.imageshack.us/img812/2716 ... tanska.pdf

Hannu Tanskanen,kemisti, Ph.D.
Vapaa tiedetoimittaja
Blogi: http://ilmastohuijaus.blogspot.com

Keskustelut: Tekniikan Maailman keskustelu > Muu tekniikka > Hissilläkö avaruuteen?

© Tekniikan Maailma