Jméno: Bernal oblasti; Stanford torus; O ‚neill válce

Pojmenovaný Pro: Respektive, Britský vědec John Desmond Bernal, který navrhl v roce 1929; letní studijní program koná v NASA v roce 1975 na Stanford University, Princeton fyzik Gerard K. O‘ neill v roce 1976 knihu o kolonizaci vesmíru.

vybrané Sci-Fi portréty: Stanfordské torusové vesmírné stanice jsou zobrazeny ve filmu 2001: Vesmírná odysea z roku 1968 a Elysium z roku 2013. Upravený válec O ‚ Neill sloužil jako základ vesmírné stanice Babylon 5 ve stejnojmenném televizním seriálu 1990 a v románech Arthura C.Clarka Rama.

touha žít na nových místech přiměla náš druh usadit nejdrsnější podnebí země, od pouští po tundry. Jednoho dne, to stejné nutkání (nebo méně optimisticky, devastace naší planety) může řídit nás kolonizovat nejtěžší prostředí: prostor.

i když zvuk bezmezně futuristický, vesmírných stanic bydlení tisíce lidí, kteří jsou vlastně také v naší technické a inženýrské know-how. Vědci tvrdí, že trvalé vesmírné základny by mohly být postaveny za méně, než kolik Spojené státy ročně utratí za svou armádu.

v 70. letech například vědci financovaní NASA zkoumali proveditelnost více návrhů kolonií. A museli to udělat za necelých 35 miliard dolarů (na sever od dnešních 200 miliard dolarů). „Všechno muselo být na základě toho, co bylo k dispozici v době,“ řekl Jerry Kamene, vůdce Britské Meziplanetární Společnosti Project SPACE (Studie, Projekt Postupuje Kolonie Engineering), který je nyní aktualizace desítky let staré návrhy, aby se nové materiály, jako je uhlíkové vlákno v úvahu, stejně jako moderní roboty a výpočetní výkon.

dílna 1970 přinesla tři odlišné koncepty designu, které jsou dodnes široce odkazovány: Bernal sphere, Stanford torus a O ‚ Neill cylinder. Takže je použijeme jako průvodce, co by bylo potřeba k vybudování prosperující kolonie ve vesmíru. Všechny tři návrhy v podstatě obsahují obytný prostor otočený k vyvolání gravitace, přičemž klíčovým rozdílem je použitý tvar.

Bernal Oblasti

Bernal oblasti exteriéru. (Foto Kredit: National Space Society)

Bernal sféře je v podstatě celém světě o třetí na míli v průměru, který se otáčí téměř dvakrát za minutu poskytnout Podobní gravitace podél jeho rovníku. (Tento pocit umělé gravitace by se blížil k pólům.)

asi 10 000 lidí mohlo naplnit vnitřní prostor, jejich budovy lemovaly křivku a objevovaly se nad hlavou jasně přes rozlohu koule.

Bernal oblasti interiéru. (Foto Kredit: Rick Guidice/NASA)

Stanford Torus

Stanford torus, kobliha ve tvaru trubice 430 nohy silné s průměrem spanning 1.1 km, otáčení jednou za minutu, aby vyrábět své gravitace. Vnitřní část trubice je otevřená, stejně jako ve filmu Elysium, nebo uzavřena průhledným materiálem, který propouští světlo.

vnější Stanford torus. Zrcadlo, umístěné nad torusem, nasměruje sluneční světlo do kruhu stanoviště. (Foto kredit: Don Davis/NASA)

torus by chránil podobný počet kolonistů jako koule. Obzory by se svažovaly, nahoru, a prsten obydlené krajiny stoupající nad hlavou by nováčky omdlel. Šest paprsků spojuje habitat ring s centrálním nábojem, kde může kosmická loď zakotvit. Hmotnostní odhad: 10 milionů tun.

interiér Stanford torus. (Foto Kredit: Don Davis/NASA)

O ‚neill Válce

třetí tvar je O‘ neill válec, hlavní tělo, které je asi 5 km široká a 20 km dlouhá. Tři proužky pozemků se táhnou podél interiéru, s tři stejné velikosti, střídají proužky sloužící jako obří, uzavřené windows.

obrovská velikost válce znamená, že jemné roztočení jedné otáčky každou minutu a půl by stačilo pro pozemskou gravitaci. Jeden problém, ačkoli, je to, že objekty se chtějí otáčet kolem svých dlouhých OS, takže k udržení požadované rychlosti odstředění v krátké ose by byl zapotřebí aktivní řídicí systém. O ‚ neill také si představil, že válce by vždy přijít v protiběžných párech k vyrovnání destabilizující, gyroskopických účinků, které by mohlo způsobit válců odchýlit od své zamýšlené, Slunce-směr úhlů.

O ‚ neill válec interiéru. (Foto Kredit: Rick Guidice/NASA)

Zatímco některý z těchto vesmírných kolonií by bylo daleko více, než drtivá lidstvo je největší vesmírné infrastruktury projektu k dnešnímu dni, Mezinárodní Vesmírné Stanice, jejich návrhy by neměly představovat nepřekonatelné technické problémy. „Z technického hlediska je struktura velmi snadná—technické výpočty jsou zcela platné,“ říká Anders Sandberg, výzkumný pracovník Ústavu budoucnosti lidstva na Oxfordské univerzitě, který studoval koncepty megastruktury.

těžba měsíce

větším problémem je logistika. Dostat do vesmíru dostatek materiálu na vybudování kolonie by stálo velké peníze. Lepší sázka: zřízení jednoduchých výrobních zařízení ve vesmíru určených k využití surovin těžených z měsíce nebo asteroidů.

skutečný šetřič nákladů O ‚ Neill předpokládal instalaci velkého elektromagnetického katapultu na měsíc. Populární mezi fandy jako coilguns, tato zařízení používají elektromagnety k pohonu magnetizovatelného užitečného zatížení po hřídeli. Díky slabé gravitaci měsíce, pouze jedné šestině země, by bylo házení dostatečného materiálu do vesmíru hračkou.

„pěkná věc na elektromagnetickém spouštěči, jakmile je zkonstruován, jsou náklady na spuštění téměř nulové,“ říká Stone. „Nemusíte dodávat palivo, jen elektřinu ,a dostanete to ze slunce sluneční energií.““

surové měsíční nebo asteroidní složky by mohly být díky technologii 3D tisku vytvořeny molekulou po molekule do většiny složek potřebných pro kolonii. „Ze vzorků Apolla víme složení měsíčních hornin a půdy,“ říká Stone. „Je tu spousta kyslíku, který potřebujeme pro dýchání; spousta hliníku, který je potřebný pro konstrukční části ;je tu křemík, pro okna; a hořčík a titan a další užitečné věci.“

Další klíčové konstrukční položky by zahrnovaly solární panely pro energii a zrcadla, která by odrazila sluneční světlo do skříní stanovišť jejich okny. Roboti by zvládli většinu samotné konstrukce, vedeni lidmi nebo pracují autonomně. Půda a další předměty specifické pro Zemi, jako je divoká zvěř, by, s určitými obtížemi, musí být odeslány ve vzduchu.

Kolonie Postavena tak, aby Poslední

úspěšně absolvováno kolonie by pobývat v Lagrangeův bod známý jako L5, ostrov stability, kde gravitační přitažlivost z naší planety, měsíc a slunce v rovnováze. Specializované zemědělské oblasti (nachází se v dalších tori mimo Bernal sféře, nebo v O ‚ neill válce end caps, s optimalizovanými kontroly životního prostředí) by, aby kolonisté dobře krmena čerstvé potraviny. Obchod s jinými koloniemi a země by dodávala veškeré nedostupné zboží.

Chcete-li chránit kolonie před dopady meteoritů, zbytky strusky z výroby by mohly být vybudovány jako polstrování na exteriéru kolonie. Odborníci obecně říkají, že meteority by měly být zvládnutelnou nepříjemností.

„meteorit s dostatečnou kinetickou rychlostí k rozbití okenního panelu se může stát každé tři roky,“ říká Stone na základě studií této problematiky. Okna by byla vyrobena z mnoha malých panelů, takže jeden se tu a tam rozbil, žádný problém-trvalo by staletí, než by vzduch z kolonie unikl.

chránit obyvatele před škodlivým vesmírným zářením je ale složitější. Kosmické paprsky z hlubokého vesmíru nemohly být rozumně zastaveny, pokud lidé žili mimo ochranu atmosféry naší planety. Obyvatelé vesmíru by měli mírně zvýšené riziko rakoviny, zmírněné častými screeningy, říká Stone.

Pokud jde o záření ze slunce, několik centimetrů vodního stínění by většinu zablokovalo. Během zřídka intenzivní sluneční erupce, kolonisté mohl vzít útočiště v hustě stíněný „bouře přístřešky“—není na rozdíl od opatření pro významné povětrnostní události zde na Zemi.

jedna výhoda: vesmírné kolonie by byly imunní vůči pozemským přírodním katastrofám. „V koloniích by nedošlo k žádným zemětřesením, hurikánům, tsunami ani sopkám,“ říká Stone. „Navíc do značné míry ovládáte počasí ve válci O‘ Neill. Protože je tak velký, že by se tam tvořily přírodní dešťové mraky.“

tato úroveň kontroly – a šance prosperovat v konečné hranici-by měla motivovat lidstvo k opuštění našeho planetárního domova. Jak O ‚ neill napsal ve Fyzice Dnes v roce 1974: „věřím, že jsme nyní dosáhli bodu, kdy můžeme, pokud se tak rozhodnete, budování nových stanovišť, mnohem více pohodlné, produktivní a atraktivní, než je většina Země.“