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$\开始组$

NASA计划建造一个悬浮列车系统在月球上。

对于月球来说,是否有可能建造一个相当于磁悬浮列车的大型系统,加速(例如)一辆载冰的采矿车以达到逃逸速度,并将其送入轨道,或者可能一直到达地球?由于没有空气摩擦,月球的重力很低,并且有很多平坦的区域,类似于地球上人们赛跑的一些盐碱地。

或者,它可以是一个微型尺寸,用于发射小型有效载荷(立方体大小),并以较大或连续频率喷出。

$\端组$
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    $\开始组$ 这实际上是两个问题——绕月球运行的轨道速度铁路和地球上的磁力太空炮。建议编辑重点关注基于月球的概念的单个问题,并查看space.stackexchange.com/q/9156/26356space.stackexchange.com/questions/tagged/high-altitude-launch决定你是否想问一个单独的地球问题。当然,在任何有意义的氛围中,都不可能让火车长距离行驶。 $\端组$ 评论 5月25日4:57
  • $\开始组$ 那个NASA建议-不是计划-距离电磁发射器很远。 $\端组$ 评论 5月25日11:25
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    $\开始组$ 这不是一把轨道炮吗? $\端组$ 评论 5月25日12:16
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    $\开始组$ 还要注意的是,“逃逸速度”的定义意味着它逃逸轨道。发射入轨道所需的速度较小(而且一旦你到达合适的高度,那么……轨道就不是一个选项) $\端组$
    – 麋鹿鸭
    评论 5月28日5:11
  • 1
    $\开始组$ @除非你是一名月球地震学家,否则MoingDuck是一个选择——尽管你是对的,表面相交的开普勒轨道仍然不会被称为“轨道”。但关于方向,结果是在$1/r^2$力场中,方向无关紧要。只要你的能量没有束缚(50万美元v^2>GM/r^2$),你就可以去,月亮也无法阻挡你。方向只决定你的终点。囊性纤维变性。vis-viva方程 $\端组$
    – 哦哦
    评论 5月28日9:04

2个答案2

重置为默认值
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$\开始组$

你的提议被称为质量驱动器这一概念至少可以追溯到20世纪60年代。70年代,杰拉尔德·奥尼尔(Gerard O'Neill)讨论了这一问题,并将其作为建立太空殖民地的方法的一部分,1966年海因莱因(Heinlein)的小说中也提到了这一点月亮是一个严厉的女主人正如维基百科的文章所指出的,尽管大气阻力确实使其变得非常困难,但也有人建议将其用于地球发射。所以,是的,绝对如此。

稍后补充:你可以认为标题问题的答案与完整问题不同。如果你只是问“磁浮列车能达到逃逸速度吗”,那么答案可以说是“不,不是以实际的方式”,因为设计一种可以作为点对点客运磁浮列车,但也可以达到逃逸速的东西可能是不现实的,或者至少是浪费的。

但是,如果问题是,

对于月球来说,是否有可能建造一个相当于磁悬浮列车的大规模系统,加速(例如)一辆采矿车的结冰速度,使其达到逃逸速度并进入轨道,或者一直开到地球?"

然后答案是“是的,这是一个大规模的驱动因素。”

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    $\开始组$ @哦,idk,OP的建议听起来很像一个不知道什么是大众司机的人描述的大众司机。但就你的观点而言,我看到真空中磁浮列车的估计速度大致等于月球逃逸速度。 $\端组$
    – 芬瑞宾
    评论 5月25日7:39
  • 2
    $\开始组$ 谢谢,将磁悬浮列车与大众司机进行比较后,看不出有什么不同。谷歌搜索后也发现了这个:forum.nasaspaceflight.com/index.php?主题=58047.0 $\端组$ 评论 5月25日13:27
  • $\开始组$ @uhoh你在表面轨道上的速度小于逃逸速度。如果你想加速逃离速度,你需要倒转轨道(颠倒行驶);轨道将位于车辆上方,防止车辆逃跑。。。这样做的好处是你仍然可以利用月球固定资源来加速飞行器。 $\端组$ 评论 5月26日18:02
  • 4
    $\开始组$ 磁悬浮列车基本上是大规模驱动的简单例子。低速、低加速度,并且你有重力来确保你的车辆在两条轨道上行驶,而不是在接近逃生速度时所需的四条轨道上。当你需要处理地理和大气时,这一切都很实用,但如果没有这些限制,你的速度只会受到你愿意承受的加速度的限制。一个包裹在月球上的人可以用人类可以承受的加速度做任何事情,从太阳放牧到太阳逃逸。 $\端组$ 评论 5月26日20:50
  • 2
    $\开始组$ 海因莱因还给出了为什么不建造这样一个大规模驱动装置的最大原因:这将是一个毁灭性的武器系统。。。 $\端组$ 评论 5月27日15:25
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是的,磁浮列车/质量驱动器可能达到逃逸速度,但机械离心发射器可能更可行。

月球地面逃逸速度为2.38 km/s。

轨道速度是其平方(1/2),因此1.68 km/s(但地基弹射器的弹道轨迹将始终与其他地方的地面相交,除非进行空中修正。

自旋发射他们希望在地面离心式发射器(需要火箭级才能完成加速)中实现约4700英里/小时(7500公里/小时;2.1公里/秒)的速度。月球离心式发射器具有许多优点。除了较低的重力,没有必要担心大气。这反过来又允许更大的半径(也许是一个可以逐渐延伸到一公里或更长的系绳)来减少加速力。注意,即使在半径为1km的情况下,2.1 km/s的速度也相当于450倍地球重力的向心加速度。在半径为10公里的情况下,这会降低到地球重力的45倍。

为了使轨道达到同样的10 km半径,必须铺设10×2×π=62.8 km的轨道。虽然这将给予更大的控制并有助于减少一些材料问题,但它需要更多的投资,因此需要经常使用才能证明其合理性。

$\端组$
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    $\开始组$ 没有必要绕圈子。如果你愿意拉动45克,那么一条直线轨道将使你在大约5公里内达到相同的速度。即使你用两倍于此的速度来减慢任何不应该发射的硬件,这也远小于任何环形轨道。 $\端组$
    – mlk公司
    评论 5月27日8:31
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    $\开始组$ @mlk检查出来了,但能量传输速率是疯狂的。 $\端组$ 评论 5月27日8:51
  • $\开始组$ 没错,但作为一项工程挑战,它可能与以轨道速度绕10km系绳旋转处于同一水平。然而,实际上,使用较长的轨道可能会更简单,因为较低的加速度也允许较低的有效载荷。 $\端组$
    – mlk公司
    评论 5月27日9:07
  • $\开始组$ @mlk速度为2.1km/s的10km系绳的转速为2rpm。这应该没有问题。接近10km的电缆用于系留气球和吊桥。一根长10公里、重45克的单直径电缆是可以实现的,但锥形电缆效率更高。挑战在于电缆管理(放线、收线、振动控制)。磁悬浮列车在靠近轨道的地方需要非常高的速度。在我看来,基于现有技术的离心式系绳发射更容易实现,但如果经常使用,则可以首选质量驱动装置。它需要长期或庞大的能源基础设施 $\端组$ 评论 5月27日9:42
  • $\开始组$ 风力涡轮机气球系绳约为200克/米,你需要一些东西方式比侧向处理1.68km/s的离心力更强。 $\端组$
    – 麋鹿鸭
    评论 5月28日17:55

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