Navn: Bernal sphere; Stanford torus; O ‘Neill cylinder

Oppkalt Etter: Henholdsvis Britisk forsker John Desmond Bernal, Som foreslo ideen i 1929; et sommerstudieprogram holdt AV NASA i 1975 Ved Stanford University; Princeton fysiker Gerard K. O’ Neill i en 1976-bok om romkolonisering. Utvalgte Science Fiction-Portretter: Stanford torus-lignende romstasjoner er avbildet i 1968-filmen 2001: A Space Odyssey og Elysium Fra 2013. En modifisert o ‘ Neill-sylinder tjente som grunnlag For Babylon 5 – romstasjonen i 1990-tallets TV-serie med samme navn, Og I Arthur C. Clarkes Rama-romaner. ønsket om å leve på nye steder har drevet vår art til å bosette Jordens hardeste klaser, fra ørkener til tundras. En dag kan den samme trangen (eller mindre optimistisk ødeleggelse til vår hjemmeverden) føre oss til å kolonisere det tøffeste miljøet av alle: rom. Selv om de høres ufattelig futuristiske ut, er romstasjoner som huser mange tusen mennesker faktisk godt innenfor vår tekniske og tekniske kunnskap. Forskere har hevdet at permanente plass utposter tenkes kunne bygges for mindre enn Hva Usa bruker årlig på sin militære.Tilbake På 1970-tallet undersøkte NASA-finansierte forskere muligheten for flere kolonidesign. Og de måtte gjøre det for mindre enn $ 35 milliarder (nord for $ 200 milliarder i dagens dollar). «Alt måtte være basert på hva som var tilgjengelig på den tiden,» Sa Jerry Stone, leder Av British Interplanetary Societys Project SPACE (Studieprosjekt Advancing Colony Engineering), som nå oppdaterer de tiår gamle designene for å ta hensyn til nye materialer som karbonfiber, samt moderne roboter og datakraft.at 1970s workshop ga tre forskjellige designkonsepter som fortsatt er mye referert i dag: Bernal sphere, Stanford torus og O ‘ Neill cylinder. Så vi bruker dem som vår guide til hva det ville ta å bygge en blomstrende koloni i rommet. Alle tre designene inneholder i hovedsak et boareal rotert for å indusere tyngdekraften, med hovedforskjellen som brukes.

De Bernal Sfære

En Bernal sfære utvendig. (Foto Kreditt: En Bernal sfære er i hovedsak en globus om en tredjedel av en kilometer i diameter som roterer nesten to ganger per minutt for Å gi Jordlignende tyngdekraft langs ekvator. (Denne følelsen av kunstig tyngdekraft ville peter ut i nærheten av polene.)

Rundt 10.000 mennesker kunne fylle det indre rommet, deres bygninger lining kurven og vises overhead klart over sfærens ekspansjon.

En Bernal sfære interiør. (Foto Kreditt: Rick Guidice/NASA)

Stanford Torus

En Stanford torus, et doughnutformet rør 430 fot tykt med en diameter som spenner over 1,1 miles, spinner en gang i minuttet for å produsere sin tyngdekraft. Den indre delen av røret er åpen, som i filmen Elysium, eller omsluttet av et gjennomsiktig materiale for å slippe inn lys.

– >

utsiden av en Stanford eks. Et speil, som ligger over torusen, styrer sollys inn i habitatringen. (Foto Kreditt: Don Davis/NASA)

torus ville ly et tilsvarende antall kolonister som sfæren. Horizons ville skråne bort, oppover, og ringen av det bebodde landskapet svevende overhead ville gjøre nykommere besvimelse. Seks eiker kobler habitatringen til et sentralt knutepunkt hvor romfartøy kan legge til. Et massestimat: 10 millioner tonn.

– >

Det indre av en Stanford eks. (Foto Kreditt: Don Davis / NASA)

O ‘Neill Cylinder

den tredje formen Er O’ Neill cylinder, hoveddelen er ca 5 miles bred og 20 miles lang. Tre strimler av land ville strekke seg langs interiøret, med tre like store, interspersed strips som tjener som gigantiske, forseglede vinduer.

sylinderens store størrelse betyr at et forsiktig spinn av en revolusjon hvert og et halvt minutt ville være nok for jordbasert tyngdekraft. Et problem er imidlertid at objekter vil rotere om sine lange akser, så et aktivt kontrollsystem vil være nødvendig for å opprettholde den ønskelige kortaksespinnhastigheten. O ‘ Neill så også for seg at sylinderene alltid ville komme i motroterende par for å kompensere destabiliserende, gyroskopiske effekter som ville føre til at sylinderene gikk bort fra deres tilsiktede, Solvendte vinkler.

– >

O ‘ Neill sylinder innvendig. Mens noen av disse romkoloniene ville være langt større enn menneskehetens største rominfrastrukturprosjekt hittil, Den Internasjonale Romstasjonen, ville deres design ikke utgjøre uoverstigelige tekniske utfordringer. «Fra et teknisk synspunkt er strukturen veldig enkel-de tekniske beregningene er helt gyldige—» Sier Anders Sandberg, forsker ved Oxford Universitys Future Of Humanity Institute, som har studert megastrukturkonsepter.

Mining Månen

det større problemet er logistikken. Rocketing nok materiale i rommet for å bygge en koloni ville koste store penger. En bedre innsats: etablere enkle produksjonsanlegg i rom designet for å bruke råvarer utvunnet fra månen eller asteroider.Den virkelige kostnadsbesparende O ‘ Neill forutså å installere en stor elektromagnetisk katapult på månen. Populær blant amatører som coilguns, disse enhetene bruker elektromagneter til å drive en magnetiserbar nyttelast ned en aksel. Takket være månens svake tyngdekraft, ville bare en sjettedel Av Jordens kaste rikelig materiale i rommet være et stykke kake.»den fine tingen om en elektromagnetisk lanserer, når den er konstruert, er lanseringskostnadene ganske mye null,» Sier Stone. «Du trenger ikke å gi drivstoff, bare elektrisitet, og du får det fra solen ved solenergi.»de rå månen eller asteroidale ingrediensene kan bli formet molekyl for molekyl, takket VÆRE 3D-utskriftsteknologi, i de fleste komponentene som trengs for kolonien. «Vi vet Fra Apollo prøver sammensetningen av måneberg og jord,» Sier Stone. «Det er mye oksygen, som vi trenger for å puste; mye aluminium, som er nødvendig for strukturelle deler; det er silisium, for vinduene; og magnesium og titan og andre nyttige ting.»Andre viktige strukturelle elementer vil inkludere solcellepaneler for energi og speil for å vinkle reflektert sollys inn i habitatkapslinger gjennom vinduene. Roboter kunne håndtere mye av selve konstruksjonen, styrt av mennesker eller arbeider autonomt. Jord og Andre Jordspesifikke elementer, for eksempel dyreliv, ville, med noen problemer, må sendes værs.

Kolonier Bygget For Å Vare

de ferdige koloniene vil ligge i Lagrangian-punktet Kjent som L5, en stabilitetsøy hvor gravitasjonsattraksjon fra vår planet, månen og solen balanserer ut. Dedikerte landbruksområder (lokalisert i ekstra tori utenfor Bernal-sfæren, Eller I O ‘ Neill-sylinderens endestykker, med optimaliserte miljøkontroller) ville holde kolonister godt matet med fersk mat. Handel med andre kolonier og Jord ville levere utilgjengelige varer.

for å beskytte koloniene mot meteorittnedslag, kunne rester av slagg fra produksjon bygges opp som polstring på koloniens eksteriør. Generelt sier ekspertene at meteoritter bør være en håndterlig plage.»en meteoritt med nok kinetisk hastighet til å bryte et vinduspanel kan skje hvert tredje år,» Sier Stone, basert på studier av problemet. Vinduene ville være laget av mange små paneler, så en blir knust nå og da, ikke noe problem—det ville ta århundrer for koloniens luft å lekke ut.

Skjerming av beboere fra skadelig romstråling er imidlertid vanskeligere. Kosmiske stråler fra dypt rom kunne ikke med rimelighet stoppes hvis mennesker levde utenfor beskyttelsen av planetens atmosfære. Space beboere ville ha litt forhøyet kreftrisiko, formildende ved hyppige screenings, Sier Stone.

når det gjelder stråling fra solen, vil flere inches av vannskjerming blokkere det meste av det. Under sjelden intense solstråler kan kolonister ta tilflukt i tykt skjermede » stormhyller—-ikke ulikt forholdsregler for store værforhold her på Jorden. En fordel: romkolonier ville være immun mot Jordiske naturkatastrofer. «I koloniene ville det ikke være jordskjelv, ingen orkaner, ingen tsunamier, ingen vulkaner,» Sier Stone. «I tillegg kontrollerer du ganske mye været i En O’ Neill-sylinder . Fordi det er så stort, ville du ha naturlige regnskyer som danner der inne.»Det nivået av kontroll—og sjansen til å trives i den endelige grensen-burde motivere menneskeheten til å forlate vårt planetariske hjem. Som O ‘Neill skrev I Physics Today i 1974:» jeg tror vi nå har nådd det punktet hvor vi kan, hvis vi ønsker det, bygge nye habitater langt mer komfortable, produktive og attraktive enn det meste av Jorden.»