Výsledky vesmírných výtahových her pro rok 2009  
Nadace Spaceward Foundation společně s NASA tento měsíc pořádala již čtvrté vesmírné výtahové hry a tento článek nabízí malé ohlédnutí za jejich průběhem. Opět se soutěžilo ve dvou kategoriích a to celkem o 4 000 000$.


Nejlepším úvodem do soutěže je následující video:


První soutěžní kategorií je soutěž v pevnosti lana. První cenu (2.0M$) by získal výrobce lana jež při jeho délce 2m a váze 2g unese 1,5t, což je mimochodem trojnásobek nejlepšího komerčně vyráběného ekvivalentu. Pro rok 2009 se bohužel do této kategorie žádný tým nepřihlásil, tak si alespoň shrňme současnou situaci.


Následující tabulka zobrazuje aktuální vývoj v této disciplíně. Uváděná jednotka Yuri vyjadřuje poměr nosnost/váha a je pojmenovaná po Yurim Artsutanovovi, který v roce 1960 navrhl vesmírný výtah v podobě lana zavěšeného na geostacionární oběžné dráze. Současná nosnost lana uváděná jako základ pro stavbu vesmírného výtahu se bere 40 MYuri, kde současné materiály dokáží nabídnout pevnost méně než 4MYuri. Materiál označovaný jako “Space Elevator CNT” naznačuje hodnoty, při kterých by stavba výtahu byla víc než reálná.

 

tabulka

 

Obrázek prováděného testu v tahu

Pevnost v tahu

 


Druhou kategorií her je zdolávání vertikálně zavěšeného lana v co nejlepším čase.  Schopnost zdviže efektivně transformovat energii ze solárních panelů do změny svojí polohové energie (nosnosti a rychlosti) je hlavním konstrukčním parametrem celého výtahu. Parametry zdviže jsou úzce spojeny s pevností lana. Pokud by se podařilo vyvynout zdviž s velkou poměrnou nosností při vysoké rychlosti, tak by reálné nároky na lano byly menší, což samozřejmě platí i obráceně.

Cena byla rozdělena na dvě podkategorie, kde pro získání obnosu 0.9M$ stačilo zdolat 1km lana o rychlosti 2m/s, avšak pro získání hlavní ceny (1.1M$) to byla již rychlost 5m/s. Hodnocení jednotlivých zdviží se provádí dle rychlosti násobené množstvím užitečného zatížení, dělené jejich čistou hmotností. Například pro 15kg zdviž o nosnosti 10 kg užitečného zatížení, při rychlosti 2,5m/s tak bude mít skóre 10*2,5 / 15 = 1,67. V případě shodného výsledku více týmů, by tak cenu získal tým s lepším skóre. Ještě dodávám že maximální váha zdviže byla v soutěžních podmínkách omezena na 50kg.

Nyní opět k soutěži. V posledním ročníku soutěže v roce 2007 nebyla cena udělěna. Bylo dosaženo maximální rychlosti 1,8m/s na laně 100 metrů dlouhém a o cenu se utkalo celkem 11 týmů.

Zvětšit obrázek
Ocelové lano bylo zavěšeno ve výšce 1,5km na helikoptéře McDonnell Douglas MD530FF, speciálně dopravené na základnu Dryden – NASA z Washingtonu.

V letošním ročníku se utkaly tři týmy a to LaserMotive, Kansas City Space Pirates (KCSP) a University of Saskatchewan Space Design Team (USST).
 


 

 

 

 

 

Soutěž začala 4. listopadu startem zdviže týmu LaserMotive, který překonal lano rychlostí 3.72m/s, což bylo 2x rychleji než výsledek týmu USST z předchozího ročníku klání. I když je tento výkon nekvalifikoval pro cenu nejvyšší, jasně potvrdil nárok na cenu druhou a to pěkných 0.9M$. Nastavit laťku vysoko se jim podařilo na první pokus a svůj výsledek hned potvrdili i při pokusu následujícím, který byl dokonce o 1s lepší. Tým získal skóre 45 bodů, užitečnou nosnost a váhu zdviže se mi bohužel nepodařilo zjistit.


Ve stejný den se zapojil do soutěže i tým KCSP, ale jeho zdviž nedokázala dosáhnout vrcholu lana. Tým KCSP se pokusil svůj výkon napravit ještě v následujících dvou dnech, ale překonat celou délku trasy se mu nepodařilo ani jednou. Ve svém posledním pokusu naložil svému jezdci příliš a  došlo k jeho přehřátí. Tým USST na svůj pokus rezignoval kvůli neupřesněným technickým problémům a ani v následujících dnech se do klání nezapojil.
Tým LaserMotive se svou zdviží:

 


Vesmírné výtahové hry pro rok 2009 jsou u konce se svým zápisem do historie. Tým LaserMotive zde překonal několik milníků a to když jejich první laserem napájená zdviž dokázala vyšplhat do výše jednoho kilometru a současně při tom jako první překonala rychlost stoupání 2m/s. Svým výkonem se tým jako jediný kvalifikoval na cenu 0.9M$.

 

Závěrem snad jen pogratulovat k významnému pokroku a úspěchu týmu LaserMotive a doufám že se dalšího klání dočkáme již v roce 2010 a ne jako letos až po několika odkladech.

 

Vítězný tým přebírá cenu:


Zdroje:
http://www.spaceelevatorblog.com
http://www.isec.info/
http://www.spaceward.org/elevator2010

Autor: Jan Bílek
Datum: 13.11.2009 05:13
Tisk článku

Zábavný pravopis - Nováková Iva
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 185 Kč
cena: 164 Kč
Zábavný pravopis
Nováková Iva

Diskuze:

Re: Funkce motoru

Jan Bilek,2009-11-13 16:03:25

Jak rikate energie je dodavana laserem ze zeme a pres solarni panely konvertovana na elektrinu a pak to pohani kolecka. Zkusim to rozvinout v dalsim clanku co pripravuju.

Odpovědět


vesmírný páternoster?

Stanislav Brabec,2009-11-13 23:16:21

Při rychlostech dosažených na soutěži by cesta na geostacionární dráhu trvala skoro půl roku. Pokud by ovšem vysílající laser dokázal udržet paprsek extrémně nízkou rozbíhavost. Pokud se nemýlím, dnešní nejlepší lasery by na 40000km měly rozptyl v řádu stovek metrů.

Proč se vlastně přemýšlí o velmi komplikovaném pohonu laserem? Nebyl by lepší takový vesmírný páternoster? Na Zemi by bylo jedno obrovské kolo, které by vše pohánělo. Pohon na vozících by se pouze staral o udržení správné polohy.

Vidím jedinou významnou nevýhodu: celá délka lana by musela být upravena pro pobyt v atmosféře. Ovšem ono obří kolo by mohlo viset třeba 20km vysoko, a k němu by jezdily laserem poháněné vozíky snadněji.

Odpovědět

Funkce motoru

Marcel Koníček,2009-11-13 14:33:07

Na jakém principu funguje motor zdviže? Píše se tu něco o laseru, ale jak přesně? To je energije laseru ze země přeměňována do pohybu nějakých koleček, nebo se to pohání laserem přímo?

Odpovědět


Funkce motoru

Stanislav Brabec,2009-11-16 23:01:37

Návrh předpokládá, že voziky vybavené motorem budou šplhat po stacionárním laně. A protože vyšplhat 40000km vysoko je energeticky velmi náročné, uvažuje se vysílání energie ze Země a její bezdrátový příjem na vozíku.

V soutěži zřejmě šlo o laser svítící na fotovoltaický panel. Za současné úrovně znalostí lze s takovým přenosem dosáhnout přinejlepším účinnost kolem 4%, a to ještě pouze na menší vzdálenost.

Věc je poněkud složitější. Pokud by se vozík od lana utrhl nebo se přetrhlo lano, čekal by vozík volný pád. Bez poměrně silného raketového motoru by z určitých výšek při takovém pádu nešlo posádku zachránit. Skutečné vozíky by tedy musely mít i vlastní pohon, nebo alespoň při přepravě lidí by byl velmi žádoucí.

Odpovědět

To je jednoduche

Martin Cerba,2009-11-13 10:47:36

Jednoducho natiahnes to lano az za geostacianarnu drahu (najlepsie poriadne daleko ) a ono sa napne samo. Naviac ten druhy koniec potom mozes pouzivat ako prak.

Odpovědět


To je sice pravda

Tomáš Bartoň,2009-11-13 16:23:32

ale lano ať bude sebelehčí, bude svou tíží představovat neustálý silový moment, tím spíš že by po něm měly lézt nahoru nějaké zásilky. Není vyřešeno kývání, atmosférické jevy a plno dalších zdánlivých drobností. Je to skvělý nápad, ale myslím že ještě hodně dlouho utopistický.

Odpovědět


Re: To je sice pravda

Stanislav Brabec,2009-11-16 23:20:13

Na lano působí dvě síly: gravitační tíže směrem dolů (s výškou klesá) a odstředivá síla směrem nahoru (s výškou roste). Na úrovni geostacionární dráhy jsou obě síly vyrovnané. Lano pod úrovní geostacionární dráhy bude představovat silový moment směrem dolů. Lano nad úrovní geostacionární dráhy bude představovat silový moment směrem nahoru.

Při vhodné délce lana tedy nastane labilní rovnovážný stav. Nicméně lano lze na Zemi upevnit, a nad úrovní geostacionární dráhy přidat vhodnou délku. Pak bude vždy převažovat odstředivá síla, ta bude lano napínat, a nastane stabilní rovnovážný stav.

Atmosférické jevy lze řešit speciální úpravou nejnižších 30 km lana (tedy méně než 1‰ délky). Kývání lze dobře simulovat, a poté se mu vhodnou volbou délky, případně umístěním stabilizačních závaží vyhnout.

Chybí však zatím to nejdůležitější: materiál lana. I ty nejlepší materiály ze soutěže by se přetrhly vlastní vahou. K metě samonosného orbitálního lana nám zbývá vylepšit poměr pevnost/hmotnost více než jeden řád!

Odpovědět

jsem zvedav jak se pri finalni realizaci poperou

Zbynek Riha,2009-11-13 09:38:07

treba s napnutim lana, jak ho udrzet napnute? stanici ktera bude vyset na miste na geostacionarni draze? to bude muset mit furt zapnute motory jen aby ji to lano vlastni vahou nestahlo z orbity.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace