StarShip e gravità artificiale per viaggi B-LEO con equipaggio umano

Si, pero’ il concetto e’: se sulla Terra a 1g ci sono sistemi e veicoli tipo funivie, ponti sospesi, ascensori, gru, che vengono sostenuti da cavi di acciaio, che non e’ un materiale particolarmente esotico ,dal punto di vista dello sforzo teorico di trazione e del dimensionamento dei cavi il problema nello spazio sara’ molto simile.

Un g moltiplicato per la stessa massa fa lo stesso valore di forza sia nel campo gravitazionale sulla Terra che con forze apparenti nello spazio, lo dice anche la relativita’ generale tanto per tirare in ballo un principio ingombrante.

Mica stiamo parlando di uno space elevator da 36mila km, e neanche delle dimensioni del Golden Gate: stiamo parlando della lunghezza dei cavi di un ascensore per un normale edificio di qualunque citta’, un edificio alto se vogliamo legare insieme delle SS.

Avrei piu’ dubbi sulle manovre e sulla stabilita’ del sistema, perche’ il crearsi di oscillazioni, onde stazionarie, garbugli e collisioni tra i vari elementi potrebbe essere rovinoso… ma questo e’ un altro discorso.

Quanto al delta V necessario per spun e despun, il calcolo e’ piuttosto elementare.

La accelerazione centripeta e’ pari a v^2/r. Il che significa, per fare cifra tonda, che con una velocita’ tangenziale di 9.8 m/s e un raggio di 9.8 metri creiamo esattamente un g=9.8 m/s^2

Se consideriamo la massa concentrata sul raggio di rotazione, per generare una velocita’ periferica di 9.8 m/s il delta V necessario per mettere in rotazione il veicolo con dei razzi/motori a ioni e’ esattamente 9.8 m/s, come se lo accellerassi linearmente. Da spendere per ogni manovra di spun e despun.

Se in un ipotetica missione verso Marte devo fare due spun (uno all’andata e uno al ritorno) e due despun, il consumo di delta V complessivo e’ poco meno di 40 metri al secondo, poca roba, soprattutto se si puo’ fare con motori a ioni… ma anche fosse con l’idrazina non e’ tanto.

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Ok, si inizia a ragionare… :nerd_face:
L’unico appunto è che nel primo post avevo specificato che il sistema doveva generare 0,38g quindi circa 3,7m/s^2, quindi i carichi si riducono ulteriormente.
Secondo me poi le manovre di spun e despun non dovrebbero mai essere troppo repentine sia per ridurre i carichi sulla struttura che il fastidio per l’equipaggio, quindi il discorso di utilizzare motori a ioni o ipergolici mi pare sensato, magari anche integrati direttamente alle estremità del traliccio principale e quindi senza usare le StarShip (ed evitando anche la manovra di rotazione da me ipotizzata all’inizio per usare i motori principali e quindi il modulo preposto all’estremità del traliccio principale).
Il tuo post va nella direzione corretta (calcoli), vediamo se si riesce a continuare così. :slightly_smiling_face:

Attenzione che aumentando il raggio di rotazione l’efficienza nel produrre g si riduce.

Se con 10 m/s di velocita’ tangenziale e 10m di raggio si creano 10 m/s^2, con un raggio di rotazione di 100 metri si crea solo 1 m/s^2 quindi si consuma piu delta V per mettere in rotazione la struttura (perche’ il momento d’inerzia e’ maggiore)

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OK, avevo intuito ma hai fatto bene a precisare… Il raggio di rotazione ipotizzato dovrebbe essere circa 106m. Intuisco che avendo due motori che spingono ai due estremi in direzione opposta posso sommare le loro accelerazioni, giusto?
Nel frattempo sto cercando di capire come funziona Autodesk Inventor per procedere al calcolo FEM del mio ipotetico traliccio, per chi fosse interessato, si può impostare anche per la simulazione in assenza di gravità o con gravità diversa da 1g.

Nel calcolo della lunghezza del traliccio andrebbe tenuto in conto anche la differenza di accelerazione tra testa e piedi per gli astronauti. Dubito che vere 0,3g ai piedi e 0,1 alla testa sia piacevole

Con questa lunghezza non hai questo problema, ora non ho sotto mano i conti ma la differenza è minima…

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Non ho messo in discussione l’efficacia del traliccio come struttura portante, anzi ne sono un sostenitore da sempre, quanto l’efficacia dei giunti che hai disegnato, dal momento che il punto di rotazione si trova su una retta (la trave per intenderci) che è parallela a quella che passa per le due Starship.

Tanto più aumenta la distanza tra le due rette, ovvero tra l’asse di rotazione (dove è applicato il punto di rotazione) e l’asse neutro (quello che passa tra le Staship) tanto più aumentano gli sforzi di taglio e flessione sui giunti, proprio in funzione della distanza tra le due rette.

L’accelerazione centripeta e’ w ^2 * r, a parita’ di velocita’ angolare w l’accelerazione di gravita’ simulata e’ proporzionale al raggio, cioe’ alla distanza dall’asse di rotazione… quindi i conti sono facilissimi.

Il vero problema con piccoli raggi sono le forze di coriolis, non la differenza in g tra la testa e i piedi.

C’è una differenza del 1% circa che, da quello che ho letto su vari studi fatti in centrifughe a terra, non crea problemi. Anche le forze di coriolis dovrebbero essere modeste sopra i 100m di raggio, ci sarebbe qualche effetto strano versando dei liquidi in recipienti oppure lanciando degli oggetti ma non dovrebbero causare malessere.

Ok, ho capito, ma sarebbe sempre una questione di dimensionamento, no? Per capire di che ordine di grandezza si parla bisogna fare i calcoli (che è quello che non sono capace di fare e sul quale chiedevo aiuto in questo thread). Alla fine, faccio per dire, 1000N/m di forza torcente magari richiedono un traliccio in acciaio da 20cm di diametro e 5mm di spessore; per 100N/m basta usare alluminio da 10cm di diametro e 3mm di spessore… È quello di cui voglio discutere qui.

Mi chiedo, anche alla luce delle FAQ, se tutta questa discussione onestamente abbia un senso. Boh.

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Ottimo, chiedo allora di cancellare tutto il thread, dato che comunque non ne è venuto fuori nulla di utile, e amen.

L’utente @CrazyHorse80 è stato sospeso per 3 mesi, anche se la discussione rimane aperta.
Ringrazio tutti coloro che hanno risposto in modo positivo fin qui.

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