Lremptasts4b

  • Uploaded by: Jim Cline
  • 0
  • 0
  • April 2020
  • PDF

This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA


Overview

Download & View Lremptasts4b as PDF for free.

More details

  • Words: 1,088
  • Pages: 15
Long Range Electromechanical Power  Transmission Along Space Transportation  Structures James E. D. Cline

 

 

    Although the transmission of energy across long  distances is generally considered the domain of electrical  conductors and electromagnetic radiation beams, in the  field of very long space transportation structures it may  be worthwhile to re­visit electromechanical energy  transmission distribution means.       The form of delivery of transportation energy along a  long transportation structure needs to be chosen in overall  context with its application, such as the job of cleanly  enabling a high technology worldwide civilization  through adequate access to GEO space resources, all  done carefully and quickly enough before our  bourgeoning haphazard civilization can destroy itself.  

 

    A chosen transportation system has to be up to doing the  overall job providing for civilization’s near future needs:  in more detail this overall transportation task  contextually can include: • Putting enough Solar Power Satellites into GEO to cleanly  electrically power the energy hungry high tech civilization  now rapidly expanding worldwide, saving petrochemicals • Putting mass­spectrometer type total recycling plants into  GEO to process the toxic materials produced by industry  worldwide, and ability to lift those waste materials up for  processing and bring the clean materials back down • Building large scale spaceports in GEO and to lift the  components for the immense spacecraft up to them for  commerce to the Moon and other places in the Solar System • Building a few Stanford Torus Space Settlements in GEO,  along with enough sawdust reinforced water ice to provide  their passive shielding into GEO for R&D of such cities  

 

   Transportation energy is one key to success: the  actual energy given to payload by lifting it up from  the ground and put into GEO is only 15.7 kWh/kg,  $1.57 per kg at $0.10 per kWh  • Note that this is a little less than the energy given to  achieve escape velocity, 17.4 kWh/kg • But also using energy to support the payload while  it is slowly traversing up the gravitational field in  between, can add a huge amount to the total energy  cost for the lift • The delivery energy cost to GEO could be greatly  reduced by using a transportation structure all along  the way so as to support the payload while it is  being lifted  

 

   The transportation structure itself can be configured  to distribute the transportation energy along itself  to the payload all along the way • Let’s explore how perhaps payload can be lifted … • by attaching to part of the structure that continuously  circulates between the transportation terminals • by tapping into the momentum of rapidly moving  upward bound electric armature mass passing the  payload carrying vehicles, overall a kind of  synchronous electrical motor • by higher velocity mass bouncing off its base like a  fountain • by tapping wave motion energy propagating along the  structure    

   The means of support of a transportation structure  control its shape and the options for distributing  energy along the structure. Two ways to support a  transportation structure bridging planetary surface  and geosynchronous orbit include: • By an anchored tether being swung around by the  planet’s daily rotation, supported by the centripetal force  on the tethered mass beyond GEO • By an eccentrically shaped hoop around the planet, its  internal mass moving around sufficiently faster than  orbital transfer velocity to generate distributed outward  centripetal force to balance the weight of the non­ rotating part of the hoop with its live loads  

 

Payload can be lifted and lowered by attaching to part  of a structure that continuously circulates between the  transportation terminals

QuickTimeª and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture.

 

 

By summing section weights, one can estimate that a 1300 kg/m3 tether material with a strength above 80 GPa is adequate for a linear tether through GEO

QuickTimeª and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture.

 

 

    A passively shielded lift version for personnel and  other radiation­intolerant payload could use a  relatively heavy cargo lift container attached to the  tether ribbon, utilizing several feet thickness of  sawdust­reinforced water ice • This would minimize environmental damage in  catastrophic case of the container falling into the  atmosphere.  • The significant added shielding mass would reduce the  overall throughput of payload.  • It would also require bi­directional movement of the  tether loop, along with starting and stopping the tether  belt when the shielded cargo container arrives at ground  and GEO terminals.  

 

Another basic way for distributing transportation  energy along itself is by providing paths for high  velocity circulating mass streams along the structure,  that electromagnetically share part of their upward  moving momentum to lift vehicles riding the  structure. • Along linear anchored counterweight­ supported tether  structures. • Along planetary loop structures, where circulating mass  also uses its outward centrifugal force of the loop, to  balance the weight of the stationary part of the structure. • Along fountain type supportive or lifting structures.  

 

Payload can be lifted by tapping into the momentum of  rapidly moving upward bound mass passing the payload  carrying vehicles along a linear tether structure     High velocity  upward moving  armatures  inductively  drag vehicles  upward to  space, or lower  them gently  back to earth

 

QuickTimeª and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture.

 

Payload can be lifted by tapping into the momentum of electric  motor armature mass continuously moving at 10’s of km/s  along inductive maglev tracks embedded in the motor stator  along a hoop structure around a planetary body • • •

Electric motor  armatures distribute lift  energy to vehicles Armatures distribute  servoposition energy to  the structure Armatures generate  outward centripetal  force to balance weight  of structure and  vehicles  

QuickTimeª and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture.

 

Schematic of fountain­like support or lift where  upward high velocity mass bounces off vehicle,  imparting upward reaction vehicle lift force

QuickTimeª and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture.

 

 

Principle of energy transmission by wave motion, by  electromechanical vibration of the tether at one end, and  extraction of wave motion energy along the way to lift cargo

 

 

Summary    Very long space transportation structures do have  potential for distributing electromechanical  transportation energy along themselves • As a circulating conveyor belt tether  • As a linear track structure with sliding high velocity  mass streams to drag vehicles upward • As a hoop track structure around a planet, the electric  motor’s enclosed high velocity armature circulating  mass both lifts its vehicles, and the outward  centrifugal force distributes structural weight support  • As a guide for wave motion along the structure            Jim Cline    www.kestsgeo.com   www.escalatorhi.com    

Related Documents

Lremptasts4b
April 2020 1

More Documents from "Jim Cline"