Хорошо. Так что это многоэтапный проект.

Сначала мы направляемся к поясу астероидов. Там мы изменяем орбиту тонны астероидов с полезными свойствами (вода, металлы и т.д.) и отправляем их к Венере. Они не должны быть точными или быстрыми, мы просто хотим обеспечить себя в долгосрочной перспективе. Подумайте о незначительных изменениях, которые сделают астероиды примерно через 10, 100 или 1000 лет.

Теперь мы выбираем пару астероидов приличного размера, чтобы дать толчок нашему проекту, переводим их на более короткие орбиты и направляемся к Венере, чтобы начать строить нашу среду обитания. И теперь у нас есть двухэтапный план по уменьшению потери воздуха.

Самовосстанавливающаяся защита от воды

Идея здесь в том, что у вас есть двухслойный корпус с 1-2 метрами воды между ними. Этого достаточно, чтобы почти полностью сократить излучение. Но вторичным преимуществом для нас является то, что это также помогает нам поддерживать бесперебойную подачу воздуха за счет уменьшения утечек. Воздух не будет проходить так легко. Вода также помогает поглощать и защищать от микрометеоритов — вы смешиваете с водой какое-то сменное волокно. Затем, когда ваш внешний корпус проткнут, по мере того, как вы теряете воду, волокна будут иметь тенденцию собираться в комки против отверстия, действуя подобно тому, как свертываются клетки крови человека, чтобы предотвратить кровотечение. Вода будет попеременно кипеть/замерзать, но в конечном итоге должна стабилизироваться.

Мы можем уберечь ее от замерзания, выбрав орбиту, которая всегда держит нас на солнечном свете, и мы можем обеспечить циркуляцию воды, окрашивая ее снаружи в различные оттенки между черным и белым, обеспечивая неравномерный нагрев.

Уход будет сложным. В конце концов достаточно небольших ударов накопится до такой степени, что мы захотим полностью заменить внешний корпус. Вероятно, лучший способ сделать это — временно эвакуировать, слить водяной экран, заменить внешний корпус, а затем закачать воду обратно. Мы могли бы сделать внешний корпус из чего-то вроде ткани, чтобы облегчить замену, а не из металла — он будет держать свою форму из-за давления воды, поэтому не обязательно должен быть твердым. В качестве альтернативы мы могли бы сделать все наши среды обитания временными и просто заменить их до того, как вероятность отказа станет слишком высокой.

Защита от воды — известная идея, но с современными технологиями невозможно доставить в космос достаточно воды, чтобы сделать ее полезной. К счастью, мы сначала отправились к поясу астероидов, так как во многих из них есть вода.

Сбор углекислого газа

Дело в том, что современные технологии не позволяют полностью предотвратить потерю воздуха. Вы всегда будете терять немного, когда используете воздушный шлюз, и некоторая утечка будет, несмотря ни на что. Так что наш способ обойти это — заменить его, и это подводит нас к тому, почему мы находимся вокруг Венеры — мы собираемся получать от нее воздух.

Очевидно, что для поддержания жизни нам нужны огромные теплицы, чтобы обеспечить нас едой, поедать углекислый газ и давать нам этот кислород. Так что время от времени мы будем запрыгивать в наш гигантский сборщик газа (космический корабль с прикрепленным к нему большим воздушным шаром?), немного погружаться в атмосферу Венеры и наполнять наш мешок. Затем мы можем медленно фильтровать его в наши теплицы, где растения будут поглощать CO2 и давать нам вкусный кислород.

Забей в скалу и надейся на лучшее.

Это буквально лучший подход. Это немного более элегантно, чем это предложение может заставить вас думать, но это что-то.

Я расскажу это как историю.

Вы привязаны к трансферному шаттлу, нервно ожидая, когда вы войдете в свой будущий дом. Вы будете делить его с сотнями других, но, тем не менее, это дом. Единственным возможным путем было сделать среду обитания коммунальной. Размещение небольших групп людей в небольших местах обитания означает, что им будет труднее добраться из одного жилища в другое. Меньшие места обитания также означают меньшую гравитацию. Хотя в среде обитания, куда вы направляетесь, гравитация низкая, она еще слабее на меньших средах обитания.

Вы отправляетесь к астероиду, точнее, к Весте . Его длина составляет более 500 километров — достаточно, чтобы вместить дюжину городов, а то и больше. Однако большая его часть необитаема. На данный момент на одном конце живет только 500 душ, хотя вместимость может увеличиться до 1500 человек. Часть другого пространства используется для добычи полезных ископаемых, а центр сплошной. Два противоположных конца соединены на поверхности специальной железной дорогой; челночные полеты между концами слишком сложны, а маневры хитры. Причина, по которой центр астероида никогда не будет выдолблен, заключается в том, что планировщики хотели, чтобы центр тяжести оставался в одном и том же месте, чтобы он продолжал двигаться полунормально.

Шаттл все ближе и ближе приближается к тому, что кажется крошечным отверстием на одном конце. Это дверь около 20 футов в высоту и 30 в ширину — едва достаточная для того, чтобы шаттл мог войти (Веста находится в главном поясе; более крупный корабль, направляясь с миссией к внешним планетам, высадил вас возле пояса, и к нему пристыковался шаттл и доставил вас к астероиду.Специализированные полеты слишком дороги, даже для групп размером с вашу - 20.).

Теперь шаттл внутри, и он приземляется. Когда двигатели выключаются, вы спускаетесь по трапу и вас встречает дружелюбный мужчина, который больше подходит для работы в универмаге в качестве продавца. Вы и ваши 19 компаньонов следуете за ним, пока он показывает вам окрестности.

Рассказав вам все предварительные подробности, которые вы узнали перед тем, как покинуть Землю, он переходит к деталям, которых вы не знали. «Мы собираемся углубиться в астероид», — говорит он. «В данный момент мы находимся так же близко к поверхности, как и вы какое-то время». Вы все идете в довольно большую комнату, которая является лифтом, и спускаетесь вниз.

Ощущение удивительное. Вы провели месяцы в невесомости, но теперь ваш желудок плюхнулся на живот. После того, как вы приземлились, ваши ботинки притягивались к полу с каждым шагом — тщетная попытка имитировать гравитацию. В лифте под полом нет магнитов, и если бы не перила, на которые мудро указал ваш проводник, все 19 из вас могли бы порхать вокруг лифта.

Ваш гид ухмыляется, а затем продолжает свою информацию. «В настоящее время мы спускаемся на 10 километров внутрь астероида, — говорит он. "Кто-нибудь может сказать мне, почему?" Никто не может - он это знал - что дает ему самодовольное чувство превосходства. Однако вы нетерпеливы и ждете, пока он вам скажет.

«Есть несколько причин, — говорит он. «Во-первых, чтобы защитить вас всех от космических лучей . Если бы вы стояли на поверхности астероида, вас бы сильно ударило. Конечно, 10 километров защиты могут быть излишними, но инженерам нужна была прочная конструкция. .

«Вторая причина — ультрафиолетовое излучение. На Земле у вас был озоновый слой. Здесь такого нет. Опять же, 10 километров — это перебор, но на то есть причины.

«Инженеры также хотели следить за столкновениями с другими астероидами. Здесь, в поясе астероидов, плотность астероидов на заданный объем удивительно мала. Однако столкновения возможны. выбран, но попадание может нанести ущерб. 10 километров должно быть достаточно, чтобы защитить его от всего, кроме прямого попадания».

Наконец гид замолкает, и вы ждете, пока пройдет следующий час. Такое ощущение, что вы движетесь медленнее улитки, но на самом деле вы движетесь быстрее. Кажется, что прошла вечность, прежде чем вы доберетесь до места назначения.

«Пошли», — говорит гид. «Я покажу вам окрестности». Вы все спешите за ним, и он начинает говорить. «Проходя по этому коридору, мы направляемся к центральной части. Она построена как гигантский пузырь — просто огромная пещера, вырезанная в астероиде. На противоположной стороне есть двойная область для добычи полезных ископаемых. некоторые части астероида внутри пещеры целы, для поддержки. Вы путешествуете из одной части в другую по зиптрекам».

Зиптреки? Что это? Затем вы входите в пещеру. Это около одного километра в поперечнике - это огромно ! Вы смотрите вокруг, вверх и вниз, и видите людей, плавающих вокруг. Большинство из них на тросах, прикрепленных к чему-то поблизости, но некоторые привязаны к маленьким тележкам на веревках — гусеницах на основе углеродных нанотрубок, кто-то шепчет — которые пересекают пещеру.

На стенах изображены люди и жилища. Вы думаете, что видите сады и здания. Здесь нет гравитации, за исключением нескольких магнитных следов от ботинок, но это так здорово. Думаешь, к этому можно привыкнуть.

Некоторая заслуга в создании этого формата принадлежит celtschk .

Обновлять

Я отчасти должен согласиться с комментарием Винсента :

большинство ответов устарели

Мой, конечно, теперь, когда вопрос был отредактирован. Я сохраню приведенную выше часть, потому что она мне нравится (бесстыдно хваля свою собственную работу), но я напишу, что в основном является новым ответом.

Защита от микрометеоритов и космических лучей

Без надлежащей защиты ваши бедняги не только будут спотыкаться, но и серьезно заболеют от космических лучей. Мы хорошо защищены здесь, на Земле, но в космосе все ставки сняты. В этих двух ответах обсуждаются типы защиты, которые используются на космических станциях и МКС. Наиболее важным типом является бампер Whipple, который подробно описан здесь вместе с двумя другими основными типами. Он использует металлическую пластину для замедления высокоскоростных частиц, таких как микрометеориты.

Теперь я знаю то, чего не знал, когда впервые написал этот ответ: вам не нужно много камня, чтобы остановить радиацию. В конце концов, достаточное количество слоев бамперов Уиппла может остановить некоторые микрометеориты, а космические лучи можно достаточно легко заблокировать. То же самое касается УФ-излучения. Я не знаю, сколько щита вам понадобится, но точно не много. Я преувеличивал в своем первоначальном ответе, когда сказал 10 километров (и это также было в целях поддержки). Так что вашей космической станции не обязательно иметь очень толстые стены, чтобы защитить людей внутри.

Воздуха

Лучший способ избежать всех этих неприятных, сложных систем фильтрации воздуха — это установить на космической станции настоящую погодную систему. Если мы собираемся использовать подход с полым астероидом — который кажется нашим лучшим вариантом — внутри него может быть погода . Вам нужно будет посадить растения, чтобы восстановить O _{2 .} Затем вы сталкиваетесь с проблемой генерации достаточного количества света для них. Я бы снабдил внешнюю сторону астероида солнечными панелями и использовал электричество для искусственного освещения, чтобы растения могли расти. Помимо получения кислорода, вы также можете собирать пищу.

Беги в Европу и копай!

Установите временное поселение на поверхности льда, но немедленно приступайте к бурению. Если вы можете добраться до воды, отлично! Опускайте корабли своих колоний сквозь лед и превращайте их в подводные лодки. Внешнее давление на корпус удерживает атмосферу внутри, и вы можете получать дополнительный кислород либо из воды, либо из разреженной атмосферы надо льдом.

Вы даже можете найти водный дейтерий для термоядерных реакторов, чтобы ваши выжившие могли поддерживать свет и выращивать немного еды.

Если вы не можете добраться до воды, доберитесь как можно дальше, затем закопайте корабли колонии в вырытых вами ямах, а затем растопите лед над вами. Это даст вам дополнительную изоляцию, которая также может помочь сохранить атмосферу внутри. Тогда это просто вопрос ожидания, пока сингулярность не разовьет немного сострадания, чтобы вы могли вернуться домой, где тепло.

Если вы убегаете от потенциально скоро вышедшего из-под контроля ИИ-комплекса на Земле, полет на Венеру или даже на Юпитер может оказаться недостаточно далеко. Поскольку вы заявили о технологиях 21-го века, ваши места обитания не будут идеально изолированы, поэтому вам нужно быть где-то, где вы можете освежить воздух и воду.

В зависимости от уровня технологии вам, возможно, придется придерживаться внешнего облака Оорта, или, если у вас есть лишние джоули, рассмотреть криогенный инерционный побег к ближайшему коричневому карлику, просто чтобы быть вне непосредственной досягаемости. Вы можете использовать протодиск или замороженные планеты в системе Коричневых карликов, чтобы пополнить свои потери, и вам понадобится термоядерный энергетический реактор и возможность построить все запасные части и основную промышленную инфраструктуру с нуля. С безопасного расстояния от облака Оорта или ближайшего Коричневого карлика вы можете оценить опасность, которую представляет зарождающаяся ИИ-цивилизация, и принять решение о том, бежать ли еще дальше, оставаться на месте или вернуться домой.

Что касается потери воздуха, то это тривиальная проблема (поскольку вы можете восполнить потери) по сравнению с более сложными проблемами поддержания биосферы, чтобы прокормить своих людей, и иметь всесторонние промышленные мощности с несколькими тысячами человек на борту.

Отвод отработанных газов из внешней оболочки

Самый простой способ не потерять свою драгоценную атмосферу — вместо этого потерять некоторые другие газы. Постройте свой город в виде двух концентрических сфер, со всеми населенными пунктами во внутренней сфере и всей своей промышленностью во внешней сфере. Убедитесь, что ваша промышленность выпускает газообразные отходы, в идеале отходы, которые не слишком токсичны, так как небольшие их частицы время от времени попадают в ваш город.

Теперь уменьшите давление воздуха в вашем городе до уровня, меньшего, чем давление токсичной атмосферы, которую производят ваши фабрики во второй сфере. Сбрасывайте лишние отходы, которые производят ваши фабрики, в космос.

Как это работает?

По сути, вы воспользуетесь тем фактом, что газы любят перемещаться из областей с высоким давлением в области с более низким давлением. Поскольку ваша атмосфера теперь окружена областью высокого давления, если у вас есть небольшие утечки в жилой зоне, результатом будут небольшие утечки выхлопных газов, а не воздух. Вы можете залатать любые образовавшиеся дыры и регулярно очищать атмосферу от загрязняющих веществ (что вам все равно придется делать), чтобы выхлопы не делали вашу атмосферу токсичной и ваш сет!

Единственное, что вам нужно будет делать, это периодически пополнять свой космический город топливом. К счастью, такие вещи, как углеводороды и аммиак, довольно легко найти в космосе. Например, на Титане нефти больше, чем на Земле. Пока ваша промышленность частично основана на сжигании таких материалов, вы можете использовать выхлопные газы своих заводов, чтобы сохранить драгоценную атмосферу.

Во-первых, красивое название ;)

Я хотел бы предложить очень необычный вид транспорта, Левиафан.

В книге Грегори Бенфорда « За гранью бесконечности» описывается потенциальный мир, в котором никогда не прекращаются жизнь и эволюция, и создаются удивительные существа, сосуществующие в галактической экосистеме. В этой экосистеме находится Левиафан, невообразимо массивное живое существо, которое путешествует по космической пустоте в поисках пищи.

Левиафан имеет сильное преимущество почти перед всеми другими видами транспорта: он живой. Он изгибается, приспосабливается и приспосабливается к нагрузкам. Он также умен (до такой степени, что мы, как читатели, задаемся вопросом, насколько он может быть чрезвычайно разумным).

Возможно, это ваш билет. Вам просто нужно подождать несколько миллиардов лет, пока он эволюционирует...

... или ты?

Выдолбление астероидов — довольно распространенная идея для создания большого замкнутого пространства в космосе для большого количества людей, которое может выдержать приличное количество ударов космического мусора.

Здесь я спросил об астероиде, используемом в качестве корабля поколений. Я думал, что эта идея будет проще, чем пытаться построить отличную защиту вокруг всего этого или необходимости иметь чрезвычайно мощные щиты, пытающиеся защитить вас.