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Hacia el Ascensor Espacial

 
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R2D2
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Registrado: 31 Ago 2006
Mensajes: 1132

MensajePublicado: Mar 2 Jun 2009 13:56:23    Asunto: Hacia el Ascensor Espacial Responder citando

Hacia el Ascensor Espacial


http://notesp.blogspot.com/2009/06/hacia-el-ascensor-espacial.html
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Si usted muriera y llegara a las puertas del cielo, que le diría a Dios para justificar el ateísmo que ha preconizado a lo largo de su vida?

Citaría a Bertrand Russell: “No había pruebas suficientes, Señor, no había pruebas suficientes.”

Richard Dawkins
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Avicarlos
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MensajePublicado: Mar 30 Jun 2009 20:37:46    Asunto: Responder citando

Veo que a 280 lectores no les ha suscitado interés tal noticia. A mí me ha llamado la atención por cuanto en su día en los foros de Asociación Astronómica Hubble, se trató este tema, entre aficionados a ciencia-ficción. Agotado el tema, por la cantidad de incongruencias que iban saliendo al ir pormenorizando los pros y contras, se abandonó, con bastante descrédito.

Claro que se pretendía allí, disponer de ascensor-descensor, no de un km, sino hasta la órbita equilibrio Lagrangiano. Para que los despegues de Sondas espaciales, se realizaran con mínima energía.

Saludos de Avicarlos.
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R2D2
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Registrado: 31 Ago 2006
Mensajes: 1132

MensajePublicado: Lun 16 Nov 2009 15:52:59    Asunto: re ascensor Responder citando

Un ascensor espacial con energía inalámbrica

http://www.elpais.com/articulo/futuro/ascensor/espacial/energia/inalambrica/elpepifut/20091111elpepifut_1/Tes/
pd: avicarlos, aquí tb se trató el tema del ascensor hasta la orbita geoestacionaria, cocretamente en el hilo:
A las estrellas en ascensor.
En ese hilo puse estos "números gordos":
He estado echando unos números gordos para tratar de hecerme una idea de la magnitud de los esfuerzos que debería resistir el supercable.
Para simplificar el cálculo he utilizado las siguientes hipótesis:
1º solo considero el peso propio del material utilizado, despreciando el peso de la cabina y carga transportada, la tensión que provoca el viento, etc, etc.
2º He supuesto que la parte del supercable que pesa hacia la Tierra solo es de 20.000 km. El peso propio de estos 20.000 km de supercable es equilibrado por la fuerza centrífuga del resto del cable que flota en el espacio. Esto supone que el único esfuerzo que considero que actúa en el cable es una fuerza de tracción.
3º Supongo, por conveniencia, que el cable tiene una sección constante de 1 cm2, por lo que el cálculo se reduce a averiguar la longitud de cable que puedo suspender antes de que el peso propio del cable haga que el mismo se rompa. (en teoría necesito colgar al menos 20.000 km de cable). Es decir, la formula que resume el planteamiento es:

Resistencia a tracción del cable = densidad x longitud del cable (R = d x L)

Ahora voy a experimentar con dos materiales reales y muy conocidos como el acero usado normalmente en construcción y el kevlar, averiguando cual es la longitud máxima de un cable que puedo colgar verticalmente antes de que se rompa por su propio peso y luego obtendremos las prestaciones que deberá tener el Supercable teórico:

ACERO
Densidad (d): 7.8 10-3 kg cm-3
Resistencia a tracción: 2.6 103 kg cm-2
Longitud máxima del cable: 3 km

KEVLAR
El kevlar es un material sintético a base de fibras de carbono muy resistente que tiene una resistencia a tracción de 2760 Mpa y una densidad de 1,44 gcm-3. Para hacernos una idea el kevlar es 10 veces más resistente que el acero usual con una densidad 5 veces inferior.
Densidad (d): 1.5 10-3 kg cm-3
Resistencia a tracción: 2.7 104 kg cm-2
Longitud máxima del cable: 180 km. Que podemos redondear a 200 km.

SUPERCABLE
Longitud del cable: 20.000 km
Despejando la longitud de la formula obtenemos: L = R/d. Es decir la longitud del cable es directamente proporcional a su resistencia e inversamente proporcional a su densidad.
Si comparamos la longitud del supercable con la del kevlar obtenemos que la longitud del supercable es de 20.000/200 = 100 veces la longitud del cable de kevlar.
Luego el supercable tendrá que tener unas “prestaciones” 100 veces superiores a las del kevlar, que se pueden obtener de varias combinaciones de resistencia y densidad que cumplan la condición R/d = 100., como: (R=10, d =1/10), (R= 20, d=1/5) etc.

Por lo tanto, si nos quedamos con la 1ª pareja el Supercable deberá tener una resistencia 10 veces superior a la del kevlar y una densidad o peso propio 10 veces inferior a la de dicho material.
Densidad (d) = 1/10 la del kevlar = 1.5 10 –4 kg cm-3
Resistencia = 10 veces la del kevla r= 2.7 105 kg cm-2 = 2,7 103 kg mm-2
Para hacernos una idea de lo asombrosas prestaciones de dicho material podemos decir que de un cable de ese supermaterial de tan solo 1mm2 de sección podríamos colgar casi 3 Tn de peso (2.700 kg) o dicho más gráficamente podríamos colgar un automóvil.

Además 6.666 m lineales(más de 6 km y medio de ese supercable) de 1 cm2 de sección tan solo pesarían 1 kg y podríamos suspender de él la cantidad de 100 automóviles.

Si te apetece échale un vistazo, ,me interesaría conocer tu opinión como ingeniero sobre estos números gordos.
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Avicarlos
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MensajePublicado: Lun 16 Nov 2009 20:07:52    Asunto: Responder citando

No supe hallar el hilo que mencionas para ver los números gordos, pero así a primera vista, te diré que en mis tiempos, los aceros para cables a tracción los calculábamos con una sigma admisible de
1.400 Kg / cm{2}
.

Y que esto servía para las obras en superficie Terrestre.
Si nos elevamos a 20.000 Km, el peso de los cables sólo habrá que calcularse por la longitud aproximada de 10.000 Km. lógico que a los 20.000 de altura la gravedad terrestre es casi cero.

Sin embargo, por mucha resistencia que le otorgues a los materiales que actualmente existan, ni por asomo soportarían su peso más el de los materiales a ascender a la plataforma.

Por lo que leí en cierta ocasión, parece que las arañas producen un hilo de resistencia superior aún al kevlar, (y por descontado más ligero). Creo que sobre unos
40.000 Kg/c{2}


Aún así, no llegamos para subir grandes masas para construir una verdadera plataforma útil para lanzamientos desde ella a las estrellas.

Y el mantenimiento fijo de esta plataforma, relativa a un punto geográfico también sería objeto de nueva técnica.

Saludos de Avicarlos.
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R2D2
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Registrado: 31 Ago 2006
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MensajePublicado: Mar 17 Nov 2009 11:21:51    Asunto: re avicarlos Responder citando

Avicarlos escribió:
No supe hallar el hilo que mencionas para ver los números gordos
Fué en este hilo:
http://www.hispaseti.org/foro/viewtopic.php?t=1081&highlight=*ascensor*

Avicarlos escribió:
pero así a primera vista, te diré que en mis tiempos, los aceros para cables a tracción los calculábamos con una sigma admisible de
1.400 Kg / cm{2}
.
En la resouesta anterior te puse el resumen del hilo con las simplificaciones que hice. Entre ellas evité el uso de coeficientes de minoración de resistencias y desprecié el peso propio de la plataforma elevadora y carga y todo lo que pudiera enturbiar la claridad del cálculo gordo, ya que lo que me interesaba era establecer una comparación entre la resistencia de los materiales conocidos (acero, kevlar) con las prestaciones exigidas para el supercable. Por supuesto esto es solo una aproximación grosera al problema real en el que habría que contemplar infinidad de acciones y datos que se escapan por completo a mi limitado conocimiento sobre resistencia de materiales.
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MensajePublicado: Mie 18 Nov 2009 00:27:10    Asunto: Re: re avicarlos Responder citando

R2D2 escribió:
En la resouesta anterior te puse el resumen del hilo con las simplificaciones que hice. Entre ellas evité el uso de coeficientes de minoración de resistencias y desprecié el peso propio de la plataforma elevadora y carga y todo lo que pudiera enturbiar la claridad del cálculo gordo, ya que lo que me interesaba era establecer una comparación entre la resistencia de los materiales conocidos (acero, kevlar) con las prestaciones exigidas para el supercable. Por supuesto esto es solo una aproximación grosera al problema real en el que habría que contemplar infinidad de acciones y datos que se escapan por completo a mi limitado conocimiento sobre resistencia de materiales.


No me entretuve en cálculos pero creo que la idea la llevas bien. Lo que sí he leído de cabo a rabo el hilo del link que citas. Efectivamente, gozasteis al darle vueltas jocosa unas y medio serias otras.
Al menos Nexus 7, Kalambres, y pedrovega, expusieron unas cuantas pegas reales incluso aportando ideas para que las desarrollara un imaginario gabinete de proyectistas.

A mí también me gusta imaginar como solucionar pegas unas veces y otras, lo contrario, ponerlas.

Y puesto ya en el meollo, pongo algunas que allí no se trataron.

Por ejemplo:
Estaría bien que la plataforma fuera La Luna. Su masa permite que Ciudades enteras se posaran en ella, o que de ella, partieran Colosales Naves para hacer viajes Cósmicos. No hace falta meterse en cálculos para tener como evidencia, que no alteraríamos ni en su fuerza de atracción ni su velocidad orbital. Me refiero sensiblemente, porqué algo le influye.

Ahora querer trasladar el efecto de La Luna a una microscópica, (comparativamente), plataforma satélite en órbita estacionaria, es exageración tal que cae por su base la ficción divertida presentada.

Incluso suponiendo todo lo citado en el hilo a favor y en contra, como superado, queda que el punto fijo de la estación, con muy buena voluntad lo sería si se la deja en paz no influyéndole nada. Mantiene el equilibrio por las fuerzas gravitacionales confluyentes. La principal, por la gravedad Terrestre y en su medida, las procedentes del Sistema Solar y las no tan influyentes del resto de la Galaxia.

Si no la dejamos en paz, colgándole una cola, que aún suponiendo que pesara 1/10.000 el peso de la plataforma, esta se desestabilizaría constantemente, a medida que la usáramos.

Primero a la plataforma ya no le llegaría la atracción sólo de la gravedad Terrestre. Se incrementaría por el peso ( mejor dicho, por la tensión transmitida) del cable, ascensor, paquetes y personas, que al nivel del Mar serían su peso real Terrestre, pero que disminuiría a medida que ascendiera hasta llegar a ingravidez sobre la plataforma (o debajo, que allí, tanto monta monta tanto lo que es arriba o abajo).

Esto ya supone que constantemente la plataforma debería o variar su velocidad tangencial, o su altura. Puede lograrse con más energía. Pero debería existir un regulador para suministrarle las variantes de energía precisas en cada momento.

Superado este escollo, veamos como solventamos el que nos transmite a sus pies en la Tierra. Ni más ni menos que la base del mecanimo ascensor, cangilones o contrapesos o lo que se urdiera, variaría su ubicación. O se trasladaba en horizontal, o lo hacía en vertical.

Incluso si se hiciera subir al ascensor magnéticamente a través de cable electrificado, a la instalación, estas variaciones comportarían el riesgo muy real de ruptura de la cinta, o plancha o cable suspensor, por cuanto ya no sería tracción lo que debería soportar sino la combinación tracción- compresión alternativas que producen la fatiga.
A este tipo fuerza, no creo puedan existir materiales que las ignoren.

Total el batacazo es más que seguro.

Y no contamos tampoco con las balizas a colocar cada medio Km. para ser avistadas por las Aeronaves de Líneas normalizadas o por normalizar.

Y Alerta con los pájaros. Mas de un accidente en Aeropuertos hubo por culpa de una simple paloma, al enfrentarse con el turboreactor de un Boing, u otra Marca.

Saludos de Avicarlos.
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Cabezón
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MensajePublicado: Jue 19 Nov 2009 23:31:35    Asunto: Responder citando

La resistencia del cable tiene que ser mayor que la del acero. ¿Cuál sería la de unos nanotubos de carbono? Ese sí que podría ser el material adecuado. Pero no hay datos. ¿O sí?
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R2D2
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Registrado: 31 Ago 2006
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MensajePublicado: Mie 6 Feb 2013 14:22:39    Asunto: nanotubos de carbono: ¿solución del ascensor espacial? Responder citando

http://danielmarin.blogspot.com.es/2013/02/el-ascensor-espacial-autopista-hacia-el.html
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