Rakettien laukaisu avaruuteen on kallista, monimutkaista ja riskialtista. Olisiko teknisesti mahdollista rakentaa jättiläismäinen sähkötykki (eli sähkömagneetteja hyödyntävä pitkä kiihdytinlaite), jolla saataisiin laukaistua ainekapseleita suuria määriä suoraan avaruuteen esimerkiksi Maan kiertoradalle? Ideaalitapauksessa kapselit leijuisivat kiihdytinlaitteen putken sisällä magneettikenttien varassa ilman kosketuskontaktia putken seinämiin.
Olisiko kiertoradalle vaadittava nopeus (8.2 km./s.) saavutettavissa? Entä pakonopeus (11.2 km./s.), joka riittäisi toimituksiin esimerkiksi Kuun kiertoradalle? Kuinka suuri ja tehokas laite olisi tarkoituksenmukaisin? Kuinka suurta lähtökiihtyvyyttä kapselit kestäisivät menettämättä muotoaan, eli kuinka pitkä laitteen tulisi olla? Riittäisikö esimerkiksi 100 kilometrin pituus?
Mikä olisi tarvittava, vähitellen ylöspäin kiertyvän kiihdytinputken ulostulo-osuuden korkeus? Monenko kilometrin korkeus olisi riittävä? Entä riittävä nousukulma ulostulovaiheessa; riittäisikö 45 astetta, jolloin ideaalitapauksessa laite voitaisiin rakentaa esimerkiksi vuorenrinteeseen tuettuna? Entä keskipakoisvoimien hallintaan tarvittavat magneettikenttien voimakkuudet?
Ilmanpaine kiihdytinputkessa olisi hyvä asettaa mahdollisimman pieneksi ja se voitaisiin asettaa ainakin yhtä pieneksi kuin sen ulostulopäässä. Mikä olisi riittävä korkeus, jotta ilmanvastus saataisiin riittävän pieneksi, jotta ilmanvastus ei hidastaisi liikaa tai jopa hajottaisi kapseleita?
Rakennuskustannukset olisivat ilmeisesti jonkinmoiset ja ehkä aika suuretkin, ainakin jos ylöspäin suuntautuvan osan tulisi olla kovin korkea. Toisaalta kiihdytinelementit voitaisiin valmistaa sarjatuotantona, hanke voitaisiin rahoittaa kansainvälisenä investointina ja operointi olisi varsin yksinkertaista ja halpaa. Mitä suurempi investointi olisi, sitä enemmän se piristäisi taloutta. Jos laitteelle olisi taloudellisesti kilpailukykyistä käyttöä, se voisi lisäksi tuottaa voittoa.
Tarkkaan suunnatut kapselit voitaisiin periaatteessa hinata kiertoradalla yhteen ja ottaa hyötykäyttöön rakennettaessa tulevaisuuden massiivista avaruusteknistä infrastruktuuria. Perinteisiä raketteja tietysti tarvittaisiin edelleen miehitettyihin lentoihin ja herkkien laitteiden toimituksiin.
Olisiko kiertoradalle vaadittava nopeus (8.2 km./s.) saavutettavissa? Entä pakonopeus (11.2 km./s.), joka riittäisi toimituksiin esimerkiksi Kuun kiertoradalle? Kuinka suuri ja tehokas laite olisi tarkoituksenmukaisin? Kuinka suurta lähtökiihtyvyyttä kapselit kestäisivät menettämättä muotoaan, eli kuinka pitkä laitteen tulisi olla? Riittäisikö esimerkiksi 100 kilometrin pituus?
Mikä olisi tarvittava, vähitellen ylöspäin kiertyvän kiihdytinputken ulostulo-osuuden korkeus? Monenko kilometrin korkeus olisi riittävä? Entä riittävä nousukulma ulostulovaiheessa; riittäisikö 45 astetta, jolloin ideaalitapauksessa laite voitaisiin rakentaa esimerkiksi vuorenrinteeseen tuettuna? Entä keskipakoisvoimien hallintaan tarvittavat magneettikenttien voimakkuudet?
Ilmanpaine kiihdytinputkessa olisi hyvä asettaa mahdollisimman pieneksi ja se voitaisiin asettaa ainakin yhtä pieneksi kuin sen ulostulopäässä. Mikä olisi riittävä korkeus, jotta ilmanvastus saataisiin riittävän pieneksi, jotta ilmanvastus ei hidastaisi liikaa tai jopa hajottaisi kapseleita?
Rakennuskustannukset olisivat ilmeisesti jonkinmoiset ja ehkä aika suuretkin, ainakin jos ylöspäin suuntautuvan osan tulisi olla kovin korkea. Toisaalta kiihdytinelementit voitaisiin valmistaa sarjatuotantona, hanke voitaisiin rahoittaa kansainvälisenä investointina ja operointi olisi varsin yksinkertaista ja halpaa. Mitä suurempi investointi olisi, sitä enemmän se piristäisi taloutta. Jos laitteelle olisi taloudellisesti kilpailukykyistä käyttöä, se voisi lisäksi tuottaa voittoa.
Tarkkaan suunnatut kapselit voitaisiin periaatteessa hinata kiertoradalla yhteen ja ottaa hyötykäyttöön rakennettaessa tulevaisuuden massiivista avaruusteknistä infrastruktuuria. Perinteisiä raketteja tietysti tarvittaisiin edelleen miehitettyihin lentoihin ja herkkien laitteiden toimituksiin.
Vastaukset 11
Vanhimmat
Onhan tämä mahdollista. Nytkin lentotukialukset käyttää lentokoneiden ilmaansaattamisessa apuna höyrytoimista "linkoa" alkuvauhdin saamiseksi lyhyellä kiitoradalla. 2. maailmansodassa saksalaisten V-1 käytti apuna raketin laukaisuluiskaa koska raketin oma suihkumoottori ei olisi siihen riittävää lähtövauhtia antanut. V-2 rakettimoottori ei enää tarvinut apuvauhtia vaan se lähti paikaltaan.
Japanilainen "Maglev" junakin käyttää magneettivoimaa vauhtinsa aikaansaamiseksi.
Kyllä tätä sähkömagneettista kiihdytystä tutkitaan ja onpa joitakin koerakennuksiakin tehty. CERN:issä käytetään suurta sähkömagneettista kiihdytinta atomiytimien tutkimisessa.
Tieteiskirjallisuudessa ajatusta on sovellettu jo kauan sitten, esim. Robert A. Heinlein.
Raidetykillä on saavutettu 20 km/s lähtönopeus. Puhut kuitenkin sähkötykistä, joka ilmeisesti on eri laite, koska sanot ammuksen leijuvan kiihdytinlaitteen putken sisällä magneettikenttien varassa. Selittäisitkö millainen konstrukstio on sähkötykki. Onko ammuksella oltava sähkövaraus, kuinka vahva magneettikentän ammukseen kohdistuu?
Ammuksen kuormana coivi olla van erittäin lujia laitteita, jotka kestävät kiihdytyksen. Sähkö- ja magneettikentät olisivat edelleen ongelma.
Kiertoradalle tarvitaan mainitsemasi 8,2 km/s nopeus. Lähtönopeuden maasta tulisi olla paljon suurempi, silllä ilmanvastus on noissa nopeuksissa kova. Lisäksi lämpeneminen ilmakehässä olisi vielä suurempaan kuin alastullessa.
Aloittaja tarkoittanee magneetti linkoa.
Huvipuistoissa noilla kiihdytetään laitteita. joskus oli ainakin "supermienen pako" laite, jossa kelkka matkustajineen kiihdytettiin reiluun sataan kilometriin ja sitten rata kaarsi ihan pystyyn.. ja siinä oli monen sekunnin painottomuus kunnes kelkka putosi johteillaan takaisin kurviin ja oikeni maansuuntaiselle osalla, jossa samaiset magneetit hidastivat sen vauhdin nollaan.
Homma kaatuu ilmanvastukseen. Kaikista objekteista tulisi meteoreja ennen kuin olisi edes lingon suulla. Ja ei ole tekniikkaa tehdä noin 40km korkeuteen ulottuvaa linkoa jossa ilman vastus ei enää tee lastista meteoriittia.
kappale voi olla mitä materiaalia tahansa kunhan se on sitten magneettisen aineen kyydissä. Tietysti säästää materiaalia jos esim satelliitti on magneettista metallia eikä että satelliitti olisi magneettisen materiaalin kyydissä.. turha roina/paino pois tuollakin systeemillä.
"Selittäisitkö millainen konstrukstio on sähkötykki."
Tarkoitan laitetta, joka käyttäisi sähkömagneetteja putken sisällä olevien kapselien kiihdyttämiseen pakonopeuteen. Ehkä sille ei ole vakiintunutta suomenkielistä nimeä. Samantyyppisiä ratkaisuja on aiemmin ehdotettu käytettäväksi liittyen mm. uuden sukupolven ultranopeisiin juniin, jotka liikkuisivat putkessa, josta ilma on pumpattu mahdollisimman tarkkaan pois.
Magneettilevitaatio; tai oikeastaan putken kaikkien sisäpintojen karttaminen voi lisäksi olla tarpeen kapselin ja putken välisen kitkan minimointiin, etenkin jos nopeudet ovat hyvin suuria, kuten kiertoradalle kapseleita laukovan tykin tapauksessa tietysti olisivat. Laite olisi niin iso ja siten niin kallis, että jo putken kulumisen välttämiseksikin, kitka kannattaisi minimoida.
Ilmanvastus vaikuttaisi olevan pääongelma. Tarvittaisiin ainakin putki, joka olisi niin korkea, että ilmanvastus ei muodostaisi ongelmaa sen ulostulopäässä ja myös niin vahva, että se kestäisi mm. ulkoisen ilmanpaineen ja putken sisällä olevan ilmanpaineen eron aiheuttaman putkea kokoonrutistavan voiman koko putken pituudelta. Projektiilit myös toivottavasti etenisivät mahdollisimman liukkaasti ja putken suuntaisesti.
Kiihdytinlaitteiden tarvetta ylöspäinsuuntautuvassa putken osassa vähentäisi vaakasuuntaisessa osuudessa jo saavutettava kapselin nopeus. Kiihdyttämiseen tarvittava laitteisto sinällään olisi tietysti helpointa sijoittaa Maan pinnan tasolle, mutta pelkästään se ei välttämättä tuottaisi riittävää ulostulonopeutta vaadittavalla korkeudella.
Muistan melko samankaltaista ratkaisua ehdotetun käytettäväksi Kuussa, jossa operointia tietysti helpottaisivat huomattavasti se, että Kuussa ei ole mainittavaa kaasukehää ja Maata huomattavasti heikompi painovoima. Lennokkaissa visioissa Kuussa suhteellisen runsaana esiintyvää Helium-3:a sisältäviä kapseleita on ehdotettu lauottavaksi tuontyyppisellä laitteella Kuun Lagrangen pisteisiin ja kuljetettavaksi edelleen Maahan tavallisilla raketeilla tulevaisuuden fuusiovoimaloiden ydinpolttoaineeksi.
Muistan lukeneeni ammoin, että Saksalla oli WWII aikana laskelmia sähkötykistä. Sillä ei ollut tarkoituskaan laukaista satelliittia kiertoradalle, vaan trotyylliä lontoolaisten niskaan. Hanke sortui silloin siihen, ettei ollut tarpeeksi nopeita releitä, joilla peräkkäisiä sähkömagneetteja olisi saatu kytketyksi päälle ja pois riittävän tarkasti.
Muistelen nähneeni jostain että ihan yrittivät rakentaa sellaisen mutta ei se sitten onnistunut.
Tätä sähkömagneettista kiihdytystä, vaikkapa vuorenrinnettä ylös menevillä raiteilla, voitaisiin käyttää katapulttina. Sillä voisi korvata 1. vaiheen kiinteän polttoaineen (tai muut) buusterit. Eikös siitä olisi kuitenkin hyötyä jos alkuvauhti saataisiin näin ja sitten otetaan käyttöön rakettimoottorit? Ei tarvittaisi noita kiinteän polttoaineen apuraketteja eikä ehkä sitä valtavaa polttoainesäiliötä mikä avaruussukkulassa oli. Nopeuden ei silti tarvitse nousta niin suureksi että alus tuhoutuu ilman vastustuksesta. Saataisiin kuitenkin hyvä alkuvauhti ja kun raketit sytytetään ollaan myös jo ohuemman ilman alueella kuin maan pinnalla.
Näin se Heinlein käytti tätä "linkoa". Myös kuusta, jossa ei ole ilmanvastusta ja painovoimakin on pienempi, hän taisi jossain kirjassaan lähetellä malmimöhkäleitä tällä menetelmällä maan asukkaiden käyttöön.
Eipä taida magneetti linko riittää.
Arvelit ettei tarvitseisi apuraketteja ja eikä lisäsäiliötä.
Tässäpä hieman faktaa. SRB ne apuraketit tekevät työntövoimasta 70% ja vievät sukkulan noin 40km korkeudelle nopeudelle mach 4.
Lisäsäiliön turvin päämoottorit kiihdyttävät sukkulan päälle 25mach 6.ssa lisäminuutissa kun SBR.ät on irronneet. Magneetti lingolla oltaisiin vasta 6-7km korkeudessa. Tuossa korkeudessa sukkulan päämoottoreita himmataan ettei kiihdy liikaa ilmanvastusta silmällä pitäen. osapuilleen nopeudella 600-1200km/h Sitten ilmanpaine ja vastus laskee nopeasti korkeuden kasvaessa että ei ole siitä haittaa vaikka nopeus kasvaa koko ajan.
Jos olisi putki esim 20km korkeudelle ja putkeen imettöisiin voimakas alipaine siis sama paine joka on tuolla korkeudessa ilmakehässä. Putki luonnollisesti täyttyisi ilmalla nopeasti sitä virtaisi tietysti ylhäältä ja lopultaan ilman mitään läppäsysteemiä putkessa olisi kohta sama paine kuin on ulkopuolella putkea.
Onneksi tuossa korkeudessa ilman paine on pieni riittää melko heikko ovi. mutta jos siitä sukkula putkahtaa on se ovi aika iso,, neliöitä kertyy kyllä.
Lämpöongelmaa voisi hillitä rakentamalla lingottavan kapselin päälle kertakäyttöinen vaippa jostain lämpöä kestävästä materiaalista, esim EK-gyprocista. Kapselin ja vaipan väliin sitten vielä lämpöeriste, esim. Paroc fps-17, joka vaimentaisi myös kapseliin kohdistuvaa tärinää.
OK, kyseessä siis magneettilevitaatiion perustuva kiihdytys. Termi sähkötykki oli hieman harhaanjohtava, vaikkakin sähköä tarvitaan ohjaaman kiihdytinputken magneeettikenttää. Tämä edellyttää myös sen, että ammus on magneetti.