Можем ли мы построить мир за 1000 лет?

Что ж,

Помимо соображений сложности, если вы возьмете множество астероидов и объедините их вместе в планету земной массы, она будет полностью расплавлена ​​только из-за гравитационной связывающей энергии. Вам потребуется как минимум несколько миллионов лет только для того, чтобы получить стабильную кору, а затем вам придется доставлять воду и летучие вещества.

Затем, когда все это уляжется, насытить атмосферу кислородом.

Так что нет, если только у вас невероятный технологический уровень. Мы могли бы сделать это с помощью человека+технологии сейчас, но требования времени были бы огромными; миллионы лет для постепенного смещения орбит астероидов, а затем для обработки результатов искусственных столкновений.

Гораздо проще было бы выдолбить астероиды, раскрутить их для внутренней гравитации и превратить в среду обитания. Это по-прежнему потребует огромного количества работы — не в последнюю очередь сделать их достаточно прочными, чтобы держаться вместе, но их можно было бы втиснуть в 1000 лет. Это также гораздо более эффективное использование массы.

Что для этого потребуется? Ответ: Ничего. Они уже живут в нем. Если есть зона Златовласки, они могут припарковать свой космический ковчег там. По сути, это навсегда урегулирует их потребности в энергии, и они смогут добывать астероиды. Нет никаких причин, по которым они не могут жить в своем космическом ковчеге бесконечно долго.

Но более вероятно, что, как и любая семья, они захотят сделать пристройку к своему дому, когда их семья станет больше...

Ответ Эндрю Доддса совершенно правильный — они могут строить жилища из астероидов. Выдолбить их, вероятно, не удастся, потому что космический мусор имеет тенденцию быть довольно пористым, но, по крайней мере, он обеспечит сырье для производства бетона. (Конечно, не из известняка, но, как доказали римляне, существуют и другие способы снятия шкуры с этой конкретной кошки.) Различные металлы и силикаты в астероидах также можно перерабатывать в другое сырье, а богатые водой астероиды будут начните создавать атмосферу и терраформировать эти места обитания.

Самое приятное в этом то, что это эволюционно. Вы начинаете с корабля «Космический ковчег», и со временем к нему будет прикрепляться все больше и больше мест обитания. То, что у вас получится, не будет «Землей» как таковой, это будет скорее трехмерная кроличья нора в невесомости.

Нет, за 1000 лет мир не построишь

Как уже упоминал Эндрю Доддс, промежуток времени, которым вы располагаете, на порядки меньше того, что просто требуется новообразованной планете, чтобы остыть и стабилизироваться на своей орбите.

Конечно, речь идет о смещении астероидов с их орбиты и объединении/столкновении их вместе, чтобы сформировать планету в обитаемой зоне. Вот некоторые из основных опасений. Их много, много, но я ограничусь здесь только основными.

1. Сдвинуть с орбиты астероиды размером в милю и больше очень сложно . Да, это так. Плотностью не более 3 г/см$^3$, (нормально для смеси металла и камня) астероид диаметром 1 км будет иметь массу 1,57 x 10$^{12}$кг (т.е. 3 миллиарда тонн). Астероиды в поясе астероидов имеют скорость около 25 км/с . Один астероид диаметром 1 км будет иметь импульс, равный 3,92 х 10$^{16}$кгм/с.

   Вам (людям на космических кораблях) будет немного трудно дважды изменить направление движения сотен миллионов астероидов такого большого размера. Один раз меняют свое направление на центральную звезду (чтобы ввести их внутрь пояса Златовласки), а затем в тангенциальном направлении (чтобы вывести их на орбиту вокруг Солнца и не дать им двигаться дальше и падать на Солнце).

   Я не проводил подробных расчетов, но уже могу сказать вам, что удовлетворить потребности в энергии для этого будет практически невозможно, если только вы не используете двигатели на антиматерии и не имеете в своем распоряжении десятки тысяч тонн антиматерии.

2. При обычных ракетных скоростях требуется очень много времени, чтобы переместить вещи в межпланетном масштабе.

   Путешествие в один конец с Земли на Марс занимает 150 дней (по более короткой оценке). И это когда у вас есть все запланированное и много топлива в вашем распоряжении. Чтобы вытягивать отдельные астероиды один за другим из пояса астероидов на расстояние около ОСЗ, вам потребуется не менее 5 лет на каждое путешествие туда и обратно. Путешествие к астероиду, присоединение к нему, а затем возвращение на NEO.

   Если вы работаете с отдельными астероидами один за другим (и я не вижу другого метода, даже теоретического, при нынешнем технологическом уровне), вам понадобится как минимум пара миллионов лет, чтобы просто свести куски вместе на одной и той же околоземной орбите, пусть в одиночку объединяя их, чтобы сформировать планету!

3. Вам нужны правильные материалы. И много их

   Земля имеет большое содержание силикатов и металлических минералов. Одно только содержание натрия на нашей планете поразительно. Потом много железа и никеля тоже. За линией замерзания многие астероиды состоят из льда (замороженного углекислого газа, аммиака, метана и т. д.). Поднеся их ближе к солнцу в зону Златовласки, они быстро растают, а затем испарятся, лишив всякой надежды включить их в свою Землю-мечту.

   В то время как вода доступна в более чем избыточных количествах по всей галактике, слишком сложно найти или создать правильное соотношение камней, воды и ферромагнитных металлов (для ядра). Если вы выберете астероиды случайным образом, вы, вероятно, получите планету земной группы со слишком высоким содержанием металлов.

4. Охлаждение займет десятки миллионов лет

   Это уже обсуждалось Эндрю Доддсом, поэтому я не буду вдаваться в подробности здесь. Достаточно сказать, что вашей новообразованной планете потребуется на несколько порядков больше времени, чтобы просто остыть, чем то, что у вас есть в наличии.

5. И другие мелкие проблемы…

   Например, формирование океанов… правильная химическая смесь в океанах… создание круговорота воды… создание атмосферы с правильным составом и толщиной… формирование континентов… создание и поддержание наклона орбиты… поиск и захват луны нужного размера (конечно, вы не хотел бы идти по пути гигантского удара)…

Подвести итог

…значит, что нашей Земле 4,56 миллиарда лет.

Постройте термоядерную свечу .

У вас есть большой газовый гигант? Отлично, у вас есть двигатель мира с собственной реактивной массой/блоком питания.

Я предполагаю, что у этого газового гиганта есть несколько больших спутников? Если нет, перемещайте его по системе, чтобы захватить какую-нибудь другую подходящую планету.

Забудьте об астероидах, они не приносят никакой ценности, по крайней мере, в отношении сырой массы. ( Википедия : «Общая масса пояса астероидов составляет примерно 4% от массы Луны».) Возможно, используйте быстрый взмах газовым гигантом, чтобы очистить его.

Когда у вас будет мобильный газовый гигант с одним или несколькими красивыми скалистыми спутниками, переместите сборку на удобную орбиту и начните терраформировать луны. Если вы все сделаете правильно, ледяные астероиды, которые вы смахнули ранее, или, может быть, кольцо Сатурна, могут обеспечить водой ваши океаны.

Самым большим препятствием является ваш план времени. Я не знаю, сколько времени займет астроинженерия, но 1000 лет недостаточно даже для того, чтобы с нуля построить пригодные для жизни биосферы.

Вы действительно захотите начать (пока все большие переезды продолжаются) с создания закрытых экосистем для переселения вашего племени с добычей полезных ископаемых и сельским хозяйством, что продлит оставшееся вам время. Не нужно ограничивать себя выбором «все или ничего» / «корабль или планета».

Я хотел бы опубликовать ответ, который расширяет отличный пост Эндрю Доддса. Колонисты, по прибытии, скорее всего, НЕ ХОТЯТ селиться на планете.

1) Они прожили всю свою жизнь в космосе , и это, вероятно, верно и для их родителей, бабушек и дедушек. Люди, поколениями привыкшие жить на борту корабля, скорее всего, будут рассматривать образ жизни на планете так же, как большинство из нас смотрели бы на амишей. Я уверен, что они в целом довольны своим образом жизни, но я не собираюсь делать это сам. («Вы выращиваете урожай в ГРЯЗИ? Настоящая грязь? И вы едите настоящих животных? И вы выходите на улицу и подвергаете себя воздействию сырой окружающей среды?»)

2) Астероиды (или космические станции, построенные из них) можно легко перемещать , в конечном итоге образуя рой Дайсона. Это намного эффективнее, и рой Дайсона в настоящее время является стандартной моделью для цивилизации К-2.

3) ГОРАЗДО больше жилой площади. Планета может поддерживать несколько миллиардов жителей, рой Дайсона может поддерживать триллионы.

4) Добыча астероидов лучше, чем добыча планет . Причина, по которой мы не делаем этого сейчас, заключается в том, как трудно туда добраться, и из-за незначительных неудобств, связанных с образом жизни, таких как невозможность дышать. Но если вы уже там и у вас есть оборудование для выживания, доступных ресурсов намного больше, чем у нас на Земле.

5) Планеты размером с Землю имеют неудобно большие гравитационные колодцы , затрудняющие космические путешествия. Эти колонисты, вероятно, захотят продолжать путешествовать в космосе, и строительство массивного гравитационного колодца только для того, чтобы вы могли подниматься и спускаться, совершенно бесполезно.

6) Колонисты могли генетически изменить себя , чтобы адаптироваться к космической среде, например, добавив устойчивость к радиации или устойчивость к низкой гравитации. Независимо от культурных особенностей и образа жизни, они могут обнаружить, что настоящая планета не особенно благоприятна с биологической точки зрения или, по крайней мере, не более, чем их обычная космическая среда.

7) Доступность энергии на планете плохая. У вас есть три возможных варианта получения энергии: солнечная энергия, синтез и деление, и все они отдают предпочтение астероидам или космическим станциям. Сбор солнечной энергии оптимизирован за счет создания роя Дайсона для максимальной площади сбора. Термоядерная энергия требует большого количества летучих веществ (вероятно, водорода), которые легче всего найти либо в кометном льду, либо, во вторую очередь, в атмосферах газовых гигантов, в зависимости от того, насколько хороши ваши ракеты и какой массой обладают газовые гиганты. Для его сбора требуется много путешествий во внешнюю или, по крайней мере, среднюю солнечную систему. Низкая гравитация астероидов упрощает запуск и посадку (а также меньше энергии и времени, необходимых для путешествия, в первую очередь из-за того, что они стартуют дальше от звезды). Наконец, для производства ядерной энергии требуется много урана, который необходимо добывать, а добыча на астероидах проще. И если вы'

8) На планетах есть проблемы с загрязнением , которых нет на космических станциях. Хотя простое выбрасывание отходов за борт в целом не обязательно подходит (поскольку они все еще находятся на вашей орбите и рано или поздно снова появятся и могут поразить вас), вы можете перерабатывать то, что можете, и легко переместить большую часть вашего действительно хлопотного мусора в мусорное ведро. непересекающиеся орбиты. Если какая-то катастрофа загрязнит всю среду обитания, вы можете просто построить замену. На самом деле мест обитания, вероятно, было бы так много, что цивилизация в целом даже не заметила бы Чернобыль или Фукусиму.

9) Политика прощекогда у вас есть миллионы более или менее независимых, но взаимодействующих мест обитания. Когда ваш единственный практический выбор для войны - это «мы прекратим торговать с вами» и «мы взорвем вашу среду обитания, убив всех», более выгодно просто собраться и уйти или игнорировать соседей, которые вам не нравятся, препятствуя насилию и войне. Это также означает, что каждый может найти политическую систему, которая подходит лично ему. Я думаю, маловероятно, что все в колониальном флоте захотят одинаковую политическую систему. Кому-то может понадобиться либертарианская утопия, коммунистическая утопия, социалистическая утопия, утопия военной диктатуры или любая другая форма утопии, которую они могут придумать, и все эти системы, в том числе многие, о которых я не могу думать, скорее всего, будут существовать. «Астероидика, люби это или уходи»

Я думаю, межзвездных колонистов будет больше интересовать количество, разнообразие и расположение астероидов в целевой звездной системе, чем вообще заботиться о планетах, за исключением, возможно, небольших газовых гигантов для сбора водорода. Для дальнейшего понимания я рекомендую отличную серию Youtube Исаака Артура, включая эпизод, в котором конкретно говорится об этой проблеме: Жизнь в космической колонии, эпизод 3: Ранние межзвездные колонии.

Нам нужно приблизительное представление об их технологическом уровне.

Предположим, путешествие заняло 1500 лет. Корабли размером с авианосец США. А расстояние было около 20 световых лет.

Тогда корабль будет двигаться со скоростью 0,013с, что довольно быстро. Мы будем использовать приближения ньютоновской энергии (она относительно точна при 1% с), и мы получим примерно 0,5% массы корабля кинетической энергии.

Авианосец весит около 100 килотонн. Таким образом, КЭ корабля составляет 5e22 Дж или 1e23, если считать, что он остановился в конце. Немного больше, если вы хотите постоянное ускорение (поскольку это приводит к увеличению максимальной скорости в 2 раза; это разумно не предполагать, поскольку при 0,01 с межзвездная среда не лишена трения).

Еще одна проблема — бороздить межзвездную среду. При температуре 0,01 с на каждый квадратный метр корабля приходится 158 микрограммов водорода в год. За 1500-летнее путешествие это составляет 237 миллиграммов. Цилиндрический авианосец имеет поперечное сечение 5000 м ^ 2, так что получается около 1 кг водорода.

По сравнению с массой корабля это мелочь; таким образом, межзвездная среда в основном опасна, поскольку является формой жесткого излучения.

Для сравнения, энергия связи Земли составляет около 1E32.

Большая проблема при сборке планеты заключается в рассеянии этой связывающей энергии. Энергии связи планеты размером с Землю достаточно, чтобы отправить 1 миллиард генерирующих кораблей размером с суперкарьер к ближайшим звездам.

Так что задача у вас на корабль на 1 К-типа цивилизация выше по усилию, чем сам корабль.

Другой способ взглянуть на это состоит в том, что цивилизации типа К-2 потребуется 6 лет, чтобы обработать достаточно энергии, чтобы разобрать или собрать земную планету разумной температуры. И если вы где-то рядом с цивилизацией типа К-2, зачем вам планета?

Но мы можем подойти к этому так.

Предположим, что эти корабли поколения были отправлены цивилизацией типа К-1. Поездка могла начаться с плана нацелиться куда-то еще, или получить пополнение запасов, или что-то еще, но война в масштабах Солнечной системы, которая закончилась плохо для всех, уничтожила цивилизацию позади них.

За 1500 лет им удалось избежать подобного конфликта и разработать технологии, достаточные для достижения уровня цивилизации К-2; им просто не хватает звезды.

Они прибывают в солнечную систему назначения и выпускают машины фон Неймана. Они сначала разбирают маленькие тела и размножаются, собирая сырье.

Это обеспечивает им промышленную базу. Огромные солнечные коллекторы строятся, чтобы поднимать больше массы из гравитационных колодцев и строить еще больше солнечных коллекторов. Материя плавится и трансмутируется в больших масштабах. Низкоатомная материя высасывается из газовых гигантов с помощью нелепых технологий (термоядерные свечи, единственная цель которых — выбрасывать газ вверх по гравитационному градиенту? Орбитальные фонтаны? Вакуумные энергетические насосы?)

Производится Компутрониум и конструируется мозг Матрешки, чтобы помочь в дальнейшем технологическом развитии. Звезда начинает темнеть.

Только когда они приближаются к полноценной цивилизации К-2, начинается проект «Давайте построим Землю». Полной цивилизации К-2 потребовалось бы 6 лет, чтобы осуществить это; либо они эффективно ждут, пока они не станут цивилизацией К-2 (или за пределами использования экзотических технологий), либо они делают это медленно заранее (вы знаете, для практики). Независимо от того, что они делают, если они экспоненциально приближаются к К-2, почти вся работа будет сделана, когда они будут почти к-К-2.

Цивилизации 1% K-2 требуется 600 с лишним лет, чтобы построить Землю.

Конечно, требуемый технологический уровень делает ограничение в 1500 лет чем-то вроде шутки; к этому моменту эта цивилизация в основном вышла из физических тел. Создание дубликата Земли может быть благодарностью предкам, заповедником для них и биосферой. Однако довольно дорого даже для цивилизации К-2.

Ну, я должен спросить...

Флот конечно не может поддерживать своих обитателей вечно

...почему бы и нет?

У нас пока нет технологий, чтобы поддерживать жизнь людей в полностью технологической среде на неопределенный срок, но мы к этому приближаемся — и если эта технология будет абсолютной предпосылкой для корабля поколений. Честно говоря, если у вас есть корабли генерации, зачем вам привязываться к планете?

Планета — прекрасное место для взросления вида, но, в конечном счете, есть много потерянной массы и потерянного пространства, которые мы просто не можем использовать, и мы застряли на дне довольно крутого гравитационного колодца. Планету, в конечном счете, можно рассматривать как опасно нестабильное место для жизни. Вы не можете сдвинуть его, если приближается большой камень, вы не можете использовать большую часть его массы и не можете контролировать его климат.

Вместо того, чтобы пытаться построить планету, подумайте, вместо того, чтобы оставаться на борту флота и просто использовать ресурсы, доступные в Солнечной системе. Любое сырье, о котором только можно подумать, можно получить с астероидов или газовых гигантов. Если вам нужно больше жилой комнаты, подумайте о том, чтобы построить астероидные террерии и жить внутри них.

Я не знаю, можно ли это сделать за 1000 лет, но это маловероятно.

Вот несколько идей, которые помогут.

Во-первых, вам нужно вывести большую достаточно плотную группу камней на земную орбиту. Он должен быть достаточно большим, чтобы сила тяжести могла притянуть обломки из пояса астероидов (ну, может быть, это слишком много) и окружающего пространства.

Из того, что я узнал, планета начнет автоматически округляться при диаметре около 100 миль с ядром правильной плотности.

Если бы вы могли добавить значительный слой воды, возможно, вы могли бы плавать на нем сооружение, похожее на остров.

Вода охладила бы поступающие обломки и позволила бы им более постепенно падать в центр планеты. Когда планета вращается, из-под нее поднимаются гигантские волны, но вода все равно их сдерживает.

Будем надеяться, что ваша островная структура сможет двигаться, как корабль в море. Пока у него достаточно мощности двигателя, чтобы двигаться по пути гигантских волн, вы можете начать жить на них. Также выращивание еды на верхних палубах кораблей/островов.

После этого время станет критическим вопросом. Вам нужно достаточно обломков, чтобы в конечном итоге создать пригодный для использования массив земли, но не настолько много, чтобы удары испарялись или выбрасывали воду в космос.

Если вам не поможет гравитация, и вам придется перемещать 1000 или 10 000 астероидов вручную, проект, вероятно, потерпит неудачу.

Если вы сможете подтолкнуть достаточное количество астероидов к гравитации нашей новой Земли, это повысит ваши шансы на успех. Все ваши корабли должны будут подталкивать обломки, заставляя их менять траекторию к нашей планете.

У вас будет мусор, который содержит или даже в основном воду, поэтому вам не нужно делать все это самостоятельно.

Ключ в том, чтобы иметь достаточно земли, чтобы заселить людей, но недостаточно массы, чтобы втянуть весь пояс астероидов. Хотя втягивание пояса астероидов, безусловно, создаст планету, она никогда не остынет настолько быстро, чтобы на ней можно было жить за 1000 лет.

Гипотетически вы, вероятно, могли бы это сделать... Первое, что вам нужно сделать, это получить железно-никелевый шар толщиной примерно 1200 км. Это не так сложно, так как вы можете фармить его практически из любой точки Солнечной системы. Вы устанавливаете массивный магнитный спиннер, затем оборачиваете его жидким железо-никелем, который нагрет до очень высокой температуры до радиуса около 3500 км. Опять таки. Это не должно быть очень сложно, потому что в любой Солнечной системе должно быть много железа и никеля повсюду в довольно легкодоступных местах...

Проблема заключается в мантии и коре, которые можно легко создать, но это больше касается правильного баланса материалов, но через тысячу лет это не должно быть проблемой. Вы просто продолжаете нагревать по мере того, как вы наполняете планету жидкими ресурсами, а затем, когда вы достигаете нужного радиуса, вы прекращаете нагрев, насыщаете слой силикатов более или менее над мантией и строите континенты и тому подобное, что вам нравится.

Самая большая проблема - достаточно нагреть материалы. Гигантский магнит может показаться проблемой, но вы строите планету. если вы делаете это, вы можете построить что-то вроде гигантского магнита.

Второй вопрос - правильный материальный баланс...

Наконец, есть формирование терры, из-за которого вы можете столкнуться с проблемой, а не с атмосферой. Это было бы легко, поскольку вы уже перемещаете огромные ресурсы, вряд ли проблема сбросить еще немного. Сложность заключается в том, что грязь — это не почва, поэтому, когда у вас все это есть, вам придется много работать над созданием и распределением почвы. Если бы люди работали усердно, это, вероятно, могло бы быть сделано, но более чем вероятно, что они этого не сделали бы. Они дойдут до «достаточно хорошего» и остановятся, что сильно замедлит процесс, а затем станет, вероятно, нет, но, вероятно, это можно сделать, игнорируя человеческую лень.

И хотя все это возможно гипотетически, это будет огромный объем работы, и вы будете тратить ресурсы и время впустую, чтобы сделать что-то, что в значительной степени является просто демонстрацией силы, а не ситуацией «нужно для жизни».

Но можно ли это сделать или нет, на самом деле не так важно, как если бы цивилизация могла, они бы этого не сделали. Если бы у них была технология для перемещения ресурсов для создания планеты, они могли бы сделать это со своим родным миром. Если проблема в их звезде, они могут просто сдвинуть планету. Если это магнитосфера умирает, они могут перезарядить ее.

Итак, вы видите, что технология, необходимая для этого, не имеет большого смысла.

Если газовый гигант находится на небольшой стороне и находится в пределах Зоны Златовласки, ваш корабль-ковчег может построить очень большие микроволны (или другие подходящие электромагнитные волны... например, гигантские лазеры) для фотоиспарения более легких элементов (H, He, Li, так далее). Мы надеемся, что это должно оставить вас с каменным ядром и более тяжелыми газами (O, N, At, CO2 и т. д.). Он все еще будет немного теплым, но меньше, чем количество тепла, выделяемого при слиянии астероидов.

Если у газового гиганта есть хотя бы одна луна, пригодная для терраформирования, можно построить искусственное солнце, которое обеспечивает потребности в энергии. Это сработает только в том случае, если Луна будет получать меньше энергии, чем оптимально.

Если есть другая луна, которая получает больше энергии, чем необходимо, то необходимо построить мегаструктуру, закрывающую луну. Цель мегаструктуры — уменьшить интенсивность энергии звезды.

Другой вариант — построить мир-кольцо. Подобно кольцам в игре Halo.

Неплохим, казалось бы, вариантом будет построить Globus Cassus .

Цилиндры О'Нила - Просто собираюсь вставить ответ

Предположение, что Газовый Гигант или Луны, или и то, и другое могут дать достаточно «газа» для создания атмосферы.

Одно явное (мое мнение) преимущество здесь в том, что мы знаем, как превратить большие камни в маленькие камни :)

Хорошо, поскольку каждая среда обитания построена, она снижает нагрузку на Корабль(-а) Генерации, а при планировании логистики можно снизить спрос на Магазины Корабля (сначала построить среду обитания, производящую пищу/воду?).

Считается, что в одном цилиндре О'Нила может разместиться несколько миллионов человек.

http://www.nss.org/settlement/space/oneillcylinder.htm

Предполагая, что Газовый Гигант имеет необходимый газ для создания Земной Атмосферы, тогда колонист может захотеть построить корабль, который может «погружаться» в атмосферу Газового Гиганта и «зачерпывать и сжимать» газ. В равной степени разумно предположить, что существуют кометы или другие источники для получения компонентов атмосферы, а также реголит для почвы.

Единственная оценка времени, которая у меня есть, - это для 2-го острова, а это 2 года (Общество L5). Поэтому я считаю разумным предположить, что 3-й остров может быть построен менее чем за 100 лет.

Следующее взято из

https://en.wikipedia.org/wiki/О 'Нил_цилиндр

Конструкция острова Три , более известная как цилиндр О'Нила, состоит из двух цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях, каждый в пять миль (8 км) в диаметре и способных увеличиваться до двадцати миль (32 км) в длину. Каждый цилиндр имеет шесть полос одинаковой площади, идущих по длине цилиндра; три — прозрачные окна, три — обитаемые «наземные» поверхности. Кроме того, внешнее сельскохозяйственное кольцо радиусом 10 миль (16 км) вращается с разной скоростью для поддержки сельского хозяйства. Промышленный производственный блок среды обитания расположен посередине, чтобы минимизировать гравитацию для некоторых производственных процессов. Концепция лунной базы НАСА с массовым приводом (длинная конструкция, простирающаяся к горизонту, которая является частью плана по строительству цилиндров О'Нила). Замена астероидов, лун и т. д.Чтобы сэкономить огромные затраты на доставку материалов с Земли, эти места обитания будут построены из материалов, запущенных в космос с Луны с помощью магнитного двигателя.

Дизайн

Искусственная гравитация

Цилиндры вращаются, создавая искусственную гравитацию на их внутренней поверхности. В радиусе, описанном О'Нилом, места обитания должны были бы вращаться примерно двадцать восемь раз в час, чтобы имитировать стандартную земную гравитацию. Исследования человеческого фактора во вращающихся системах отсчета показывают, что при таких низких скоростях вращения немногие люди будут испытывать укачивание из-за сил Кориолиса, действующих на внутреннее ухо. Однако люди могли бы определять направления вращения и против вращения, поворачивая голову, и любые упавшие предметы отклонялись бы на несколько сантиметров. Центральной осью среды обитания должна была стать область невесомости, и там предусматривалось размещение рекреационных объектов.

Атмосфера и радиация

Планировалось, что в среде обитания будет кислород при парциальном давлении, примерно аналогичном земному воздуху, 20% от давления воздуха на уровне моря на Земле. Азот также будет включен, чтобы добавить еще 30% земного давления. Эта атмосфера половинного давления сэкономит газ и уменьшит необходимую прочность и толщину стен жилища.

В этом масштабе воздух внутри цилиндра и оболочка цилиндра обеспечивают достаточную защиту от космических лучей. Внутренний объем цилиндра О'Нила достаточно велик, чтобы поддерживать его собственные небольшие погодные системы, которыми можно управлять, изменяя состав внутренней атмосферы или количество отраженного солнечного света.

Солнечный лучик

Большие зеркала прикреплены к задней части каждой полосы окна. Незакрепленный край окон указывает на Солнце. Назначение зеркал — отражать солнечный свет в цилиндры через окна. Ночь имитируется открытием зеркал, позволяя окну смотреть в пустое пространство; это также позволяет теплу излучаться в космос. В течение дня кажется, что отраженное Солнце движется вместе с зеркалами, создавая естественную прогрессию углов Солнца. Хотя это и не видно невооруженным глазом, можно наблюдать, как изображение Солнца вращается из-за вращения цилиндра. Свет, отраженный от зеркал, поляризован, что может сбить с толку пчел-опылителей.

Чтобы свет проникал в жилище, по всей длине цилиндра проходят большие окна. Это не будут отдельные стекла, а будет состоять из множества небольших секций, чтобы предотвратить катастрофические повреждения, и поэтому алюминиевые или стальные оконные рамы могут выдерживать большую часть нагрузок от давления воздуха в среде обитания. Иногда метеорит может разбить одно из этих окон. Это вызвало бы некоторую потерю атмосферы, но расчеты показали, что это не будет чрезвычайной ситуацией из-за очень большого объема среды обитания.

Контроль отношения

Среда обитания и ее зеркала должны быть постоянно направлены на Солнце, чтобы собирать солнечную энергию и освещать внутреннюю часть среды обитания. О'Нил и его ученики тщательно разработали метод непрерывного поворота колонии на 360 градусов за орбиту без использования ракет (которые сбросили бы реакционную массу). Во-первых, пару сред обитания можно катить, используя цилиндры как инерционные колеса. Если вращение одной из сред немного отличается, два цилиндра будут вращаться относительно друг друга. Как только плоскость, образованная двумя осями вращения, перпендикулярна оси вращения к орбите, пара цилиндров может поворачиваться, чтобы нацелиться на Солнце, путем приложения силы между двумя направленными к Солнцу подшипниками. Отталкивание цилиндров друг от друга вызовет гироскопическую прецессию обоих цилиндров, и система будет рыскать в одном направлении, при подталкивании их друг к другу вызовет рыскание в другом направлении. Среды обитания, вращающиеся в противоположных направлениях, не имеют чистого гироскопического эффекта, поэтому эта небольшая прецессия может продолжаться по всей орбите среды обитания, удерживая ее направленной на Солнце.