Yörünge halkası - Orbital ring

Bu makale yapay halka boyutundaki nesnelerle ilgilidir. Doğal olarak oluşan halkalar için bkz. halka sistemi. Yapay uydulardan yapılmış halkalar için bkz. yörünge.
Sabitlenmiş bir yörünge halkası ipler yere asılı.

Bir yörünge halkası etrafına yerleştirilmiş muazzam bir yapay halka kavramıdır. Dünya Dünya'nın dönüşünden daha hızlı olan açısal bir oranda dönen.

Yapının bir uzay istasyonu veya bir gezegen olarak araç çok hızlı ulaşım için veya uzay fırlatma. Orijinal yörünge halkası kavramı, uzay çeşmesi, uzay asansörü ve başlatma döngüsü. Bir gezegen (veya bir yıldız) hakkında basit, desteklenmeyen bir halka istikrarsızdır: gözetimsiz bırakılırsa merkezi gövdeye çarpabilir.[1][2] Yörüngesel halka kavramı, halkayı stabilize etmek için bir yöntem gerektirir.

Tarih

Konseptin ayrıntılı bir açıklaması önerildi ve analiz edildi. Paul Birch 1982'de, dünyayı alçak yörüngede çevreleyecek ve kabloların Dünya'nın yüzeyine sarktığı devasa bir halka önerdi.[3][4][5]

1982'de, Sovyet mucidi Anatoly Yunitskiy, Dünya'yı çevreleyen elektromanyetik bir yol önerdi.[6] (daha sonra "Dize Taşıma Sistemi"). İpin hızı 10 km / saniyeyi aştığında, merkezkaç kuvvetleri ipi Dünya yüzeyinden ayırır ve halkayı uzaya kaldırır.

Andrew Meulenberg ve öğrencileri, 2008'den 2011'e kadar, insanlığın "uzaya atlama taşları" olarak alçak yörünge halkalarının türlerine ve uygulamalarına dayanan bir dizi makale sundu ve yayınladı. Genel Bakış[7] yörünge halkalarının dört uygulamasından bahseder.

Birch modeli

Paul Birch bir dizi üç makale yayınladı British Interplanetary Society Dergisi 1982'de halka sistemlerinin matematiksel temelini ortaya koydu.[3][4][5]

Bir yörünge halka sisteminin en basit tasarımında, dönen bir kablo veya muhtemelen bir şişme uzay yapısı yerleştirilir alçak dünya yörüngesi ekvatorun üstünde. Yörüngede değil, ancak bu halkaya binmek, elektromanyetik olarak desteklendi. süper iletken mıknatıslar, Dünya'da belirli bir noktanın üzerinde bir yerde kalan zil istasyonlarıdır. Bu halka istasyonlarından sarkıtılan, yüksek gerilme mukavemeti / kütle oranına sahip malzemelerden yapılmış kısa asansör kablolarıdır.

Bu basit model ekvatorun üzerinde en iyi şekilde çalışsa da Paul Birch, halka istasyonunun yörünge halkasını doğuya doğru hızlandırmak ve ipi tutmak için kullanılabileceğinden, yörünge halkasının kasıtlı olarak Dünya'nın etrafında hareket etmesine neden olmanın mümkün olduğunu hesapladı. Dünya onun altında dönerken uzayda sabit kalmak yerine. Halkayı 24 saatte bir işlemden geçirerek, Yörünge Halkası Dünya yüzeyinde seçilen herhangi bir meridyenin üzerinde duracaktır. Halkadan sarkan kablolar artık sabit yüksekliğe ulaşmak zorunda kalmadan veya ekvator düzlemine yerleştirilmek zorunda kalmadan sabit konumdadır. Bu, Yörünge Halkası konseptini kullanarak bir veya daha fazla İstasyon çiftinin yukarıda konumlandırılabileceği anlamına gelir. hiç Dünya üzerinde istenen noktalar veya dünyanın her yerine taşınabilir. Böylece, Dünya üzerindeki herhangi bir noktaya bir uzay asansörü ile hizmet verilebilir. Ayrıca, kutupların üzerinden geçerek tüm gezegeni kaplayabilecek ve çoğu yük ve yolcu taşımacılığını üstlenebilecek bütün bir yörünge halkaları ağı inşa edilebilir. Bir dizi asansör ve birkaç yer sabit halka istasyonuyla asteroit veya Ay malzemesi alınabilir ve toprak dolgularının gerekli olduğu yerlere yavaşça bırakılabilir. Süreçte üretilen elektrik enerjisi, sistemin genişlemesini ödeyecek ve nihayetinde, sağlam bir ekonomik temelde güneş sistemi çapında bir toprak şekillendirme ve astro-mühendislik faaliyetinin yolunu açabilir.

Tahmini maliyeti

Gerekli materyallerin Dünya'dan fırlatılmasıyla inşa edilirse, 1980'lerde Birch tarafından tahmin edilen sistemin maliyeti 31 milyar dolar civarındaydı (sonraki yıl içinde başlangıç ​​boyutunun 1000 katına genişlemeyi amaçlayan bir "önyükleme" sistemi için, aksi takdirde maliyeti olurdu. Mekik kaynaklı donanım kullanılarak başlatılırsa 31 trilyon dolar), ancak uzay tabanlı üretimde 15 milyar dolara düşebilir, ilk 180.000 ton çelik, alüminyum ve cürufu düşük bir maliyetle sağlamak için büyük bir yörünge üretim tesisinin mevcut olduğu varsayılır. ve hatta Ay'ın etrafındaki yörünge halkaları ile daha da alçalır. Yükleri yörüngeye yerleştirmek için sistemin kilogram başına maliyeti 0,05 dolar civarında olacaktır.[8]

Yörünge halkaları türleri

En basit tür, içinde dairesel bir yörünge halkası olacaktır. LEO.

Paul Birch tarafından diğer iki tür de tanımlanmıştır:

  • Eksantrik yörünge halka sistemleri - bunlar, değişen yükseklikte kapalı bir şekil şeklinde olan halkalardır.
  • Kısmi yörünge halka sistemleri[3] - bu aslında bir başlatma döngüsü

Ek olarak, supra-Jovian ve supra-star "gezegenler" gibi "dünya üstü dünyalar" kavramını önerdi. Bunlar, bir gezegenin, süper devin ve hatta bir yıldızın üzerinde konumlandırılacak yörünge halkalarından oluşan bir ızgarayla desteklenecek yapay gezegenlerdir.[9]

Kurguda yörünge halkaları

Yazdır

Arthur C. Clarke'ın kapanışında Cennet Çeşmeleri (1979), romanın temeli olan uzay asansörüne uzak gelecekte takılan bir yörünge halkasına atıfta bulunulur.

Arthur C. Clarke'ın 3001: Son Odyssey (1997), Ekvator'da dört muazzam yaşanabilir kule (uzay asansörlerinin varisi olduğu varsayılan) tarafından havada tutulan bir yörünge halkasına sahiptir.

Manga Savaş Meleği Alita (1990-1995) belirgin bir şekilde hafifçe bozulmuş bir yörünge halkasına sahiptir.

Orbital halkalar yaygın olarak kullanılmaktadır. işbirlikçi kurgu worldbuilding web sitesi Orion'un Kolu.[10]

Üçüncü bölümü Neal Stephenson kitabı Seveneves aysız bir dünyanın etrafında bir yörünge halkasına sahiptir.

Görsel medya ve oyun

Filmde Yıldız Gemisi Birlikleri Ay'ı çevreleyen bir yörünge halkası gösterilmektedir.

İkinci yinelemesi anime dizi Tekkaman tam bir halka, savaş nedeniyle terk edilmiş ve bakıma muhtaç halde ve yüzey bağları olmadan.

anime dizi Kiddy Sınıfı ayrıca uzay gemileri için fırlatma ve yanaşma alanı olarak yörünge halkaları kullanır. Bu halkalar, gezegenlerin yüzeyinden uzanan büyük kulelere bağlanır.

Anime Mobil Takım Gundam 00 ayrıca, öncelikli olarak bağlantılı güneş panellerinden oluşan bir yörünge halkasına da sahiptir. Halka, üç uzay asansörü ile toprağa bağlanır. Bu halka, toprağa neredeyse sınırsız güç sağlar. Serinin ilerleyen kısımlarında halka, yüzeyine monte edilmiş uzay istasyonlarını da gösterir.

Açılış savaşı Star Wars: Klon Savaşları '6. Sezonun pilotu, Ringo Vinda gezegenini çevreleyen bir tür halka şeklindeki yörünge uzay istasyonunda gerçekleşiyor.

İçinde Warhammer 40.000 Evren, Mars Ring of Iron denen büyük bir yörünge halkasına sahiptir. Öncelikle bir tersane yıldızlararası zanaat için. Galaksideki en büyük insan yapımı yapıdır. Medusa gezegeninde de, Teknolojinin Karanlık Çağı'ndan gelen Telstarax adında böyle bir yüzüğü var, ancak büyük ölçüde yağmalanmış ve harap olmuş durumda.

Oyun X3 Terran Çatışması Dünya çevresinde serbestçe yüzen bir yörünge halkasına sahiptir, bu bir patlama ile paramparça olur ve daha sonra yörüngeden ayrılır. X3: Albion Prelude

Oyunda Xenoblade Chronicles 2 Yörünge Halkasının tabanı etrafında büyüyen dev bir ağaç var.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Colin McInnes, "Ringworld Sistemlerinin Doğrusal Olmayan Dinamikleri", J. British Interplanetary Soc., Cilt no. 56 (2003). (Erişim tarihi 6 Nisan 2016)
  2. ^ Carl A. Brannen, "Niven Halka Yerçekimi Kararlılığı" (Erişim tarihi 6 Nisan 2016)
  3. ^ a b c Paul Birch, "Yörünge Halka Sistemleri ve Yakup'un Merdivenleri - I", British Interplanetary Society Dergisi, Cilt. 35, 1982, s. 475–497. (görmek pdf (Erişim tarihi 6 Nisan 2016).
  4. ^ a b Paul Birch, "Yörünge Halka Sistemleri ve Yakup'un Merdivenleri - II", British Interplanetary Society Dergisi, Cilt. 36, 1982, 115. (pdf ).
  5. ^ a b Paul Birch, "Yörünge Halka Sistemleri ve Yakup'un Merdivenleri - III", British Interplanetary Society Dergisi, Cilt. 36, 1982, 231. (pdf ).
  6. ^ Anatoly Yunitskiy, "в космос на колесе" ("Tekerleğe Göre Uzaya"), Техника-молодежи ("Teknik Gençlik"), No. 6, Haziran 1982, ISSN 0320-331X, s. 34–37 ve arka kapak. (pdf (alternatif kaynak: pdf (Erişim tarihi 25 Temmuz 2019].
  7. ^ A. Meulenberg ve P. S. Karthik Balaji, "The LEO Takımadaları: İletişim, uzaya toplu taşıma, güneş enerjisi ve küresel ısınmanın kontrolü için bir toprak halkaları sistemi", Acta Astronautica 68, 2011, 1931–1946.
  8. ^ "Yörünge Halka Sistemleri ve Yakup'un Merdivenleri - I-III".
  9. ^ Paul Birch, "Supramundane Gezegenler", İngiliz Gezegenler Arası Derneği Dergisi, Cilt. 44, 1991, 169.
  10. ^ Uzay Çeşmeleri ve Yörünge Halkaları, Orion'un Kolu.

Dış bağlantılar

İle ilgili medya Yörünge halkası Wikimedia Commons'ta