trasporto di materiale nello spazio a basso costo

pindol · 22-09-2010, 17:52

salve ragazzi,

il principale problema dei viaggi spaziali lo sappiamo è il costo per mandare in orbita uomini e materiali, che incide significativamente sul costo totale della missione, mandando letteralmente in fumo milioni di dollari...

oggi guardando un documentario sulle guerre del futuro, sono venuto a conoscenza del cannone a rotaia, un tipo di cannone che grazie ad un flusso elettromagnetico spara a grande velocità un proiettile (che ovviamente deve reagire al campo magnetico)...

stavo pensando se costruendo un cannone di questo tipo di grandi dimensioni, si potrebbe portare nello spazio molto più materiale (non uomini ovviamente, la forza G ci ucciderebbe) a basso costo...

l'attuale prototipo è stato in grado di lanciare un proiettile di 3.2kg alla velocità di 2.4 Km/s (ovvero 8640km/h 7 volte la velocità del suono), questa velocità basta a far lasciare all'oggetto, l'atmosfera terrestre?

maggiori info sul cannone a rotaia qui: http://it.wikipedia.org/wiki/Cannone_a_rotaia

Pindol

Xalexalex · 22-09-2010, 18:14

http://it.wikipedia.org/wiki/Velocit%C3%A0_di_fuga
E in ogni caso si chiama RAILGUN, nessuno - nemmeno in Italia - lo chiamerebbe Cannone a Rotaia.

|alby| · 22-09-2010, 18:24

8000km/h mi pare non bastino, ne servono almeno 20000, comunque non escludo che sia possibile.
Ovviamente ci vorrebe un cannone lunghissimo, per ridurre l'accellerazione.

pindol · 22-09-2010, 19:07

Quote:

Originariamente inviato da Alessandro::Xalexalex

http://it.wikipedia.org/wiki/Velocit%C3%A0_di_fuga
E in ogni caso si chiama RAILGUN, nessuno - nemmeno in Italia - lo chiamerebbe Cannone a Rotaia.

grazie del link...

cavolo non pensavo ci volesse una velocità di 11,2 km/s...

il l'ho chiamato cannone a rotaia perchè così era descritto su wikipedia

Pindol

andrineri · 23-09-2010, 14:17

Il railgun è un sistema interessante, peccato che man mano che le potenze salgono i danni a proiettile e barre di lancio aumentano in modo quasi esponenziale. Bisogna vedere se, raggiungendo potenze tali da superare la velocità di fuga del pianeta, non si rischia di disfare cannone e/o proiettili dopo qualche lancio... resta da vedere anche come far passare in un proiettile non "pieno" / navetta di trasporto le correnti assurde che servono per generare un impulso sufficiente ad accellerare abbastanza il proiettile... Dubito si tratti di correnti sotto i 10-100kA, viste le forze in gioco. Non la vedo una tecnologia così addatta a sparare navette nello spazio.

Disclamer: se doveste cercare in rete railgun, troverete quintali di progetti di accelleratori di proiettili simili ai coilgun... un invito a tutti coloro che non hanno conoscenze in merito molto profonde, non ipotizzatene nemmeno la realizzazione in casa, le potenze in gioco, soprattutto nel banco di condensatori, sono certamente mortali. per non parlare del metallo vaporizzato che normalmente un coilgun spara assieme al proiettile... lasciate queste cose a chi ne sa più di voi, e tenetevi la salute stretta

xcdegasp · 23-09-2010, 15:20

più che altro non ti bastano i 3Kw domestici quindi il problema non si porrebbe a priori

+Benito+ · 23-09-2010, 15:24

l'attrito aerodinamico di un oggetto voluminoso a quota umana sarebbe un problema di difficile soluzione non potendo usare rivestimenti che non sopporterebbero la violenza assurda dell'accelerazione. Tempo fa pensai ad una rampa parabolica che accelera un razzo da orizzontale a verticale con sistemi che permettano un rendimento superiore a quello di un SRB e che contemporaneamente riducano la massa del razzo in modo da aumentare il carico utile a pari massa, ma anche in questo caso la velocità di uscita dalla rampa dovrebbe essere troppo alta per permettere un risparmio sensibile di carburante. Feci il calcolo con la massa dello shuttle e ne venne fuori una cosa ridicola, tipo 20 tonnellate di risparmio con una rampa di 2 km.

Paganetor · 23-09-2010, 15:28

è più facile che si realizzi un ascensore spaziale ( http://it.wikipedia.org/wiki/Ascensore_spaziale )

+Benito+ · 23-09-2010, 16:05

sono molto scettico a riguardo di quelle cose lì.

Paganetor · 23-09-2010, 16:08

be', se ci pensi è più facile che il carico arrivi sano e salvo con una simile tecnologia piuttosto che "sparato" a non so quanti g di accelerazione

certo, la tecnologia per ora non ci permette di realizzare un simile cavo, ma nel giro di qualche decennio chissà...

pindol · 23-09-2010, 16:11

Quote:

Originariamente inviato da Paganetor

è più facile che si realizzi un ascensore spaziale ( http://it.wikipedia.org/wiki/Ascensore_spaziale )

certo l'ascensore spaziale sarebbe la cosa ottimale, e se ne parla da anni di una sua realizzazione, teoricamente possibile anche con le attuali tecnologie (penso)...

il problema fondamentale, come tutti sappiamo è che dopo l'11 settembre nessuno oserebbe realizzare una cosa del genere, almeno che non si usi un sistema di difesa adeguato, magari con le railgun perchè no

...

pindol

jumpjack · 24-09-2010, 08:20

Quote:

Originariamente inviato da andrineri

Il railgun è un sistema interessante, peccato che man mano che le potenze salgono i danni a proiettile e barre di lancio aumentano in modo quasi esponenziale. Bisogna vedere se, raggiungendo potenze tali da superare la velocità di fuga del pianeta, non si rischia di disfare cannone e/o proiettili dopo qualche lancio...

Non credo che nel railgun il proiettile strisci lungo il cannone... Ovviamente (?) dovrebbe funzionare come un treno a monorotaia, cioè dovrebbe stare sospeso magneticamente, staccato dalle pareti.
E magari più va veloce il proiettile, più forti sono le correnti indotte, piu' forte è il campo magntico, e quindi più è stabile il proiettile nel condotto.
Problemi di energia necessaria per il lancio non dovrebbero essercene: se il sitema fosse valido, basterebbe costruire la "rampa di lancio" nel sahara e alimentarla con 1km^2 di pannelli solari.

Ma invece di uscire dall'attrazione gravitazionale... a che velocità deve partire da etrra un proiettile per arrivare a "fermarsi" a 50 o 100 km di quota? Senz'aria il calcolo è facile, ma con l'attrito dell'aria?!?

+Benito+ · 24-09-2010, 09:34

il problema della fornitura elettrica non sarebbe affatto di secondo ordine per un eventuale railgun.
L'energia da fornire è elevatissima e le correnti implicate sarebbero importantissime.

Andare in orbita mica significa uscire dal campo gravitazionale! Significa portarsi ad una quota e ad una velocità tangenziale tale per cui si "cade" con una traiettoria spirale con tempo di caduta molto elevato (per le orbite basse in cui c'è attrito) oppure vitrualmente infinito per le orbite più elevate.
L'accelerazione gravitazionale per le orbite basse è solo di poco inferiore a quella che c'è a terra.
Per cui la tua domanda ha poco senso, l'energia da dare ad un corpo per andare a 100 km di quota (che credo sia comunque insufficiente ad ottenere un'orbita stabile) è quella per andare in orbita, cioè quella per contrastare l'attrito durante la risalita che non è verticale, ma ha anche una importante componente tangenziale per imprimere al corpo la necessaria accelerazione che lo porti, appunto, alla velocità orbitale che dipende dalla quota.
La componente dovuta al potenziale è facilmente calcolabile, quella dovuta all'aerodinamica per niente.

jumpjack · 24-09-2010, 10:39

Quote:

Originariamente inviato da +Benito+

il problema della fornitura elettrica non sarebbe affatto di secondo ordine per un eventuale railgun.
L'energia da fornire è elevatissima e le correnti implicate sarebbero importantissime.

Andare in orbita mica significa uscire dal campo gravitazionale!

Lo so, appunto dico che non c'entra niente la velocità di fuga con la messa in orbita.

Quote:

Significa portarsi ad una quota e ad una velocità tangenziale tale per cui si "cade" con una traiettoria spirale con tempo di caduta molto elevato (per le orbite basse in cui c'è attrito) oppure vitrualmente infinito per le orbite più elevate.

La velocità tangenziale è un altro discorso: mi chiedevo se non si potrebbe usare il railgun solo per arrivare in quota, che credo sia la parte più dispendiosa in termini di carburante/energia, e caricare a bordo "solo" il carburante necessario per acquisire la velocità tangenziale.

Pero' non ho fatto calcoli...

+Benito+ · 24-09-2010, 10:51

detta così certamente è un vantaggio non da poco, perchè poi l'accelerazione tangenziale fatta in quota è mendo dispendiosa per la minore influenza dell'attrito. Quello che non so è se sia necessaria una determinata traiettoria o se sia possibile "spezzare"il tragitto in una parte verticale (che verticale poi non è perchè la Terra gira, ma approssimativamente sì, ed una seconda tangenziale solo parzialmente sovrapposte.
Attualmente i razzi che vanno in orbita seguono una traiettoria credo parabolica e dato questo fatto sospetto che sia se non necessario quantomeno conveniente.

jumpjack · 24-09-2010, 10:53

Mmmh... facendo i calcoli, sembra che:
energia per portare 100kg a 100 km di altezza: ~10^7
energia per restare in orbita a 6300+100 km: ~2*10^9

Cioe' il grosso dell'energia serve per sviluppare la velocità tangenziale, non per arrivare nello spazio (sempre se i miei calcoli sono corretti...) .
Pero' più il cannone è inclinato, piu' aria deve attraversare il proiettile...

http://it.wikipedia.org/wiki/Orbita

Erythraeum · 24-09-2010, 10:55

Quote:

Originariamente inviato da pindol

salve ragazzi,

il principale problema dei viaggi spaziali lo sappiamo è il costo per mandare in orbita uomini e materiali, che incide significativamente sul costo totale della missione, mandando letteralmente in fumo milioni di dollari...

oggi guardando un documentario sulle guerre del futuro, sono venuto a conoscenza del cannone a rotaia, un tipo di cannone che grazie ad un flusso elettromagnetico spara a grande velocità un proiettile (che ovviamente deve reagire al campo magnetico)...

stavo pensando se costruendo un cannone di questo tipo di grandi dimensioni, si potrebbe portare nello spazio molto più materiale (non uomini ovviamente, la forza G ci ucciderebbe) a basso costo...

l'attuale prototipo è stato in grado di lanciare un proiettile di 3.2kg alla velocità di 2.4 Km/s (ovvero 8640km/h 7 volte la velocità del suono), questa velocità basta a far lasciare all'oggetto, l'atmosfera terrestre?

maggiori info sul cannone a rotaia qui: http://it.wikipedia.org/wiki/Cannone_a_rotaia

Pindol

Quote:

Originariamente inviato da pindol

il problema fondamentale, come tutti sappiamo è che dopo l'11 settembre nessuno oserebbe realizzare una cosa del genere, almeno che non si usi un sistema di difesa adeguato, magari con le railgun perchè no

...

pindol

...negli anni '60 testavano questo, e ci aveva fatto un pensierino pure Saddam!

http://en.wikipedia.org/wiki/Project_HARP

+Benito+ · 24-09-2010, 13:54

Quote:

Originariamente inviato da jumpjack

Mmmh... facendo i calcoli, sembra che:
energia per portare 100kg a 100 km di altezza: ~10^7
energia per restare in orbita a 6300+100 km: ~2*10^9

Cioe' il grosso dell'energia serve per sviluppare la velocità tangenziale, non per arrivare nello spazio (sempre se i miei calcoli sono corretti...) .
Pero' più il cannone è inclinato, piu' aria deve attraversare il proiettile...

http://it.wikipedia.org/wiki/Orbita

credo che tu abbia sbagliato i calcoli, a sentimento, perchè nello spazio non hai attrito e in aria a quelle velocità fonde il metallo.

pindol · 24-09-2010, 14:45

Quote:

Originariamente inviato da Erythraeum

...negli anni '60 testavano questo, e ci aveva fatto un pensierino pure Saddam!

http://en.wikipedia.org/wiki/Project_HARP

cavolo che super cannone, riusciva a mandare il proiettile da 200libbre (90kg) a 130-140km di altezza...

sti cazzi

Pindol

+Benito+ · 24-09-2010, 16:30

rimanendo nel campo speculativo, una giostra che ruoti a 64 giri/secondo con un diametro di 50 metri, bilanciata, può portare un carico a 10000 m/s.
Un aggeggio di questo tipo con montate due o più navicelle (ipoteticamente poche navicelle "leggere" su una giostra "pesante" son gestibili) radialmente bilanciate può spararle sganciandole a velocità notevoli utilizzando accelerazioni a scelta.

Se la giostra è un disco sottile con un bordo toroidale (un volante pieno) ha "poco " attito aerodinamico e sarebbe anche magari interessante da studiare.

22-09-2010, 17:52	#1
pindol Senior Member Iscritto dal: Jan 2001 Messaggi: 3722	trasporto di materiale nello spazio a basso costo salve ragazzi, il principale problema dei viaggi spaziali lo sappiamo è il costo per mandare in orbita uomini e materiali, che incide significativamente sul costo totale della missione, mandando letteralmente in fumo milioni di dollari... oggi guardando un documentario sulle guerre del futuro, sono venuto a conoscenza del cannone a rotaia, un tipo di cannone che grazie ad un flusso elettromagnetico spara a grande velocità un proiettile (che ovviamente deve reagire al campo magnetico)... stavo pensando se costruendo un cannone di questo tipo di grandi dimensioni, si potrebbe portare nello spazio molto più materiale (non uomini ovviamente, la forza G ci ucciderebbe) a basso costo... l'attuale prototipo è stato in grado di lanciare un proiettile di 3.2kg alla velocità di 2.4 Km/s (ovvero 8640km/h 7 volte la velocità del suono), questa velocità basta a far lasciare all'oggetto, l'atmosfera terrestre? maggiori info sul cannone a rotaia qui: http://it.wikipedia.org/wiki/Cannone_a_rotaia Pindol __________________ Nel mercatino, concluso positivamente con: Cloale, xdominique, pannox, GhinghinO, alecine, @recidivo@, HI-Giona, Kevin34, Kinta, ToTo1706, alexburt1, dragonballfusion, Blackxx, Jas2000, albanomax, dav117, wolf82, Telcar

22-09-2010, 18:14	#2
Xalexalex Senior Member Iscritto dal: Jan 2006 Città: Pisa Messaggi: 2498	http://it.wikipedia.org/wiki/Velocit%C3%A0_di_fuga E in ogni caso si chiama RAILGUN, nessuno - nemmeno in Italia - lo chiamerebbe Cannone a Rotaia. __________________

23-09-2010, 14:17	#5
andrineri Senior Member Iscritto dal: Jan 2005 Città: udine Messaggi: 1123	Il railgun è un sistema interessante, peccato che man mano che le potenze salgono i danni a proiettile e barre di lancio aumentano in modo quasi esponenziale. Bisogna vedere se, raggiungendo potenze tali da superare la velocità di fuga del pianeta, non si rischia di disfare cannone e/o proiettili dopo qualche lancio... resta da vedere anche come far passare in un proiettile non "pieno" / navetta di trasporto le correnti assurde che servono per generare un impulso sufficiente ad accellerare abbastanza il proiettile... Dubito si tratti di correnti sotto i 10-100kA, viste le forze in gioco. Non la vedo una tecnologia così addatta a sparare navette nello spazio. Disclamer: se doveste cercare in rete railgun, troverete quintali di progetti di accelleratori di proiettili simili ai coilgun... un invito a tutti coloro che non hanno conoscenze in merito molto profonde, non ipotizzatene nemmeno la realizzazione in casa, le potenze in gioco, soprattutto nel banco di condensatori, sono certamente mortali. per non parlare del metallo vaporizzato che normalmente un coilgun spara assieme al proiettile... lasciate queste cose a chi ne sa più di voi, e tenetevi la salute stretta __________________ Asrock x79 Extreme6 \| Intel Xeon E5-1650 \| 24Gb ECC DDR3 \| MSI GTX 1660 6Gb \| Enermax Modu82+ 525w \| Asus Xonar DX \| Philips 325E1C 32" \| Indiana Line TH260

23-09-2010, 15:20	#6
xcdegasp Senior Member Iscritto dal: Nov 2001 Città: Fidenza(pr) da Trento Messaggi: 27479	più che altro non ti bastano i 3Kw domestici quindi il problema non si porrebbe a priori __________________ "Visti da vicino siamo tutti strani..." ~\|~ What Defines a Community? ~\|~ Thread eMule Ufficiale ~\|~ Online Armor in Italiano ~\|~ Regole di Sezione ~\|► Guida a PrivateFirewall quinto potere ~\|~ Le illusioni della TV

23-09-2010, 15:28	#8
Paganetor Senior Member Iscritto dal: May 2000 Città: Milano Messaggi: 13919	è più facile che si realizzi un ascensore spaziale ( http://it.wikipedia.org/wiki/Ascensore_spaziale ) __________________ Canon EOS 300D; Canon EOS 40D; 17-40 f4 L; EF 50 f1.8; Sigma EX 28-70 f2.8; 70-200 f4 L; Sigma APO 100-300mm F4 EX IF HSM; TC Sigma 1.4x EX Apo DG; Canon EOS 5 con VG; Flash SpeedLite 200E; Canon T50; FD 28 f2.8; FD 50 f1.8; FD 70-210 f4

22-09-2010, 18:24	#3
\|alby\| Bannato Iscritto dal: Jun 2010 Messaggi: 93	8000km/h mi pare non bastino, ne servono almeno 20000, comunque non escludo che sia possibile. Ovviamente ci vorrebe un cannone lunghissimo, per ridurre l'accellerazione.

23-09-2010, 15:24	#7
+Benito+ Senior Member Iscritto dal: Feb 2002 Messaggi: 7065	l'attrito aerodinamico di un oggetto voluminoso a quota umana sarebbe un problema di difficile soluzione non potendo usare rivestimenti che non sopporterebbero la violenza assurda dell'accelerazione. Tempo fa pensai ad una rampa parabolica che accelera un razzo da orizzontale a verticale con sistemi che permettano un rendimento superiore a quello di un SRB e che contemporaneamente riducano la massa del razzo in modo da aumentare il carico utile a pari massa, ma anche in questo caso la velocità di uscita dalla rampa dovrebbe essere troppo alta per permettere un risparmio sensibile di carburante. Feci il calcolo con la massa dello shuttle e ne venne fuori una cosa ridicola, tipo 20 tonnellate di risparmio con una rampa di 2 km.

23-09-2010, 16:05	#9
+Benito+ Senior Member Iscritto dal: Feb 2002 Messaggi: 7065	sono molto scettico a riguardo di quelle cose lì.

23-09-2010, 16:08	#10
Paganetor Senior Member Iscritto dal: May 2000 Città: Milano Messaggi: 13919	be', se ci pensi è più facile che il carico arrivi sano e salvo con una simile tecnologia piuttosto che "sparato" a non so quanti g di accelerazione certo, la tecnologia per ora non ci permette di realizzare un simile cavo, ma nel giro di qualche decennio chissà... __________________ Canon EOS 300D; Canon EOS 40D; 17-40 f4 L; EF 50 f1.8; Sigma EX 28-70 f2.8; 70-200 f4 L; Sigma APO 100-300mm F4 EX IF HSM; TC Sigma 1.4x EX Apo DG; Canon EOS 5 con VG; Flash SpeedLite 200E; Canon T50; FD 28 f2.8; FD 50 f1.8; FD 70-210 f4

24-09-2010, 09:34	#13
+Benito+ Senior Member Iscritto dal: Feb 2002 Messaggi: 7065	il problema della fornitura elettrica non sarebbe affatto di secondo ordine per un eventuale railgun. L'energia da fornire è elevatissima e le correnti implicate sarebbero importantissime. Andare in orbita mica significa uscire dal campo gravitazionale! Significa portarsi ad una quota e ad una velocità tangenziale tale per cui si "cade" con una traiettoria spirale con tempo di caduta molto elevato (per le orbite basse in cui c'è attrito) oppure vitrualmente infinito per le orbite più elevate. L'accelerazione gravitazionale per le orbite basse è solo di poco inferiore a quella che c'è a terra. Per cui la tua domanda ha poco senso, l'energia da dare ad un corpo per andare a 100 km di quota (che credo sia comunque insufficiente ad ottenere un'orbita stabile) è quella per andare in orbita, cioè quella per contrastare l'attrito durante la risalita che non è verticale, ma ha anche una importante componente tangenziale per imprimere al corpo la necessaria accelerazione che lo porti, appunto, alla velocità orbitale che dipende dalla quota. La componente dovuta al potenziale è facilmente calcolabile, quella dovuta all'aerodinamica per niente. Ultima modifica di +Benito+ : 24-09-2010 alle 09:40.

24-09-2010, 10:51	#15
+Benito+ Senior Member Iscritto dal: Feb 2002 Messaggi: 7065	detta così certamente è un vantaggio non da poco, perchè poi l'accelerazione tangenziale fatta in quota è mendo dispendiosa per la minore influenza dell'attrito. Quello che non so è se sia necessaria una determinata traiettoria o se sia possibile "spezzare"il tragitto in una parte verticale (che verticale poi non è perchè la Terra gira, ma approssimativamente sì, ed una seconda tangenziale solo parzialmente sovrapposte. Attualmente i razzi che vanno in orbita seguono una traiettoria credo parabolica e dato questo fatto sospetto che sia se non necessario quantomeno conveniente.

24-09-2010, 10:53	#16
jumpjack Senior Member Iscritto dal: Sep 2004 Messaggi: 1261	Mmmh... facendo i calcoli, sembra che: energia per portare 100kg a 100 km di altezza: ~10^7 energia per restare in orbita a 6300+100 km: ~210^9 Cioe' il grosso dell'energia serve per sviluppare la velocità tangenziale, non per arrivare nello spazio (sempre se i miei calcoli sono corretti...) . Pero' più il cannone è inclinato, piu' aria deve attraversare il proiettile... http://it.wikipedia.org/wiki/Orbita __________________ La scienza è provvisoria* -- Jumpjack --

24-09-2010, 16:30	#20
+Benito+ Senior Member Iscritto dal: Feb 2002 Messaggi: 7065	rimanendo nel campo speculativo, una giostra che ruoti a 64 giri/secondo con un diametro di 50 metri, bilanciata, può portare un carico a 10000 m/s. Un aggeggio di questo tipo con montate due o più navicelle (ipoteticamente poche navicelle "leggere" su una giostra "pesante" son gestibili) radialmente bilanciate può spararle sganciandole a velocità notevoli utilizzando accelerazioni a scelta. Se la giostra è un disco sottile con un bordo toroidale (un volante pieno) ha "poco " attito aerodinamico e sarebbe anche magari interessante da studiare.

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