Может ли быть сильная погода на больших космических станциях?

Вы можете получить микроклимат на своей космической станции, вызванный перепадами температур и конвекцией. Но порядки энергии и разности энергий, необходимые для создания настоящей бури, огромны. Разницы в энергии на ваших космических станциях явно недостаточно, чтобы вызвать естественный сквозняк, достаточный для того, чтобы его можно было назвать бурей, если только ваша станция не имеет сотни километров в ширину и не имеет достаточного открытого пространства для возникновения атмосферной конвекции, но такие обстоятельства обычно нежелательно в контролируемой среде, такой как космические станции.

Единственным реальным способом добиться сильного ветра будет искусственный, скажем, воздушная система полностью выйдет из строя. Или есть пробоина в корпусе, поэтому воздух высасывается с большой скоростью. Или на вашей космической станции может быть даже аэродинамическая труба (хотя одному богу известно, зачем она там...)

В любой другой ситуации лучшее, на что вы можете надеяться, это сквозняки из-за термически индуцированной конвекции или повышения давления, которые работают лучше/хуже в некоторых частях вашей станции, вызывая перепады давления.

Я надеюсь, это поможет вам.

Гроза В разделе «Энергия» вы можете увидеть, сколько энергии забирает одна гроза.

Энергетические уровни и сравнение различных событий Вот несколько событий, от очень малого масштаба до космического масштаба. Если на вашей космической станции витает так много неконтролируемой энергии, что что-то подобное может произойти, значит, что-то пошло не так.

Чтобы выдержать шторм на протяжении всей миссии, вам нужны внешние источники энергии. Вы могли бы использовать Солнечную бурю.

https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/geo Magnetic-storms

Во время штормов токи в ионосфере, а также энергичные частицы, выпадающие в ионосферу, добавляют энергию в виде тепла, что может увеличить плотность и распределение плотности в верхних слоях атмосферы, вызывая дополнительное сопротивление спутникам в низкоземных условиях. орбита.

Что повлечет за собой солнечная буря, обрушившаяся на вашу большую станцию? Вот что я могу придумать.

• Северное сияние. Это происходит на Земле и может произойти и на вашей станции. Это выглядело бы круто, а если это видеоигра, предлагает возможность милых световых эффектов.

• Заряженные частицы. Это причина полярного сияния, но если они упадут на землю, то могут все испортить. Это часть того, как солнечные бури портят электронику на Земле. В вашей игре может погаснуть свет, а компьютеры будут ненадежными.

  • Молния. Если верхние слои атмосферы вашей станции накапливают заряд, она захочет уравновеситься. Могут быть удары молнии.

Пока что этот шторм имеет дикие цветовые эффекты, свет гаснет, и вас может ударить молния. Было бы тихо. Что могло бы быть круто для игры, потому что это было бы жутко.

• Ветер. Это требует еще одного шага. Ветер на земле обычно означает перепады тепла с воздухом одной температуры, вытесняя воздух другой. Как добиться таких перепадов тепла на вашей станции? Если у вас недостаточно поступающего излучения, чтобы нагреть воздух настолько (сильно!), вам нужен другой метод для создания тепла. Вы можете заставить радиационную защиту станции генерировать тепло, защищая пассажиров, улавливая излучение и выделяя его в виде тепла. Система использует внутреннюю часть в качестве радиатора; воздух и, возможно, большой водоем, который служит нескольким целям. Инженеры не ожидали солнечной бури такой силы, а тепла, производимого системой, достаточно для создания ветра; пар, выходящий из резервуара, может клубиться облаками тумана на земле;

Конструкция Стэнфордского тора слишком мала по объему, чтобы генерировать реальную погоду; трубка, в которой на самом деле есть атмосфера, имеет всего километр или два в поперечнике. Сферы Бернала, особенно с их 8-километровым радиусом и более крупными цилиндрами О'Нила Типа 3 (4-километровый радиус) - это совсем другая история; они построены в масштабе, который фактически поддерживает атмосферную дифференциацию. У них есть потенциал для создания земных погодных систем, где есть достаточные и достаточно дифференцированные тепловые входы.

Цилиндры О'Нила типа 3 с их конструкцией оконной полосы / полосы земли и гравитацией вращения - хороший случай для настоящей штормовой погоды. Их земные поверхности будут нагреваться и создавать системы конвекции воздуха и водяного пара, которые могут вызвать грозы.

Сферы Бернала, по-видимому, демонстрируют больше случаев циклического повторяющегося погодного режима туман-облако-дождь, либо по времени, либо по местоположению, в зависимости от точных параметров, используемых в дизайне, из-за настройки полярного нагрева и освещения.

Даже здание сборки транспортных средств в Космическом центре Кеннеди НАСА достаточно велико, чтобы иметь погоду, и оно значительно меньше, чем все, кроме самых маленьких космических станций — может быть, в два раза длиннее и шире МКС, хотя и намного глубже.

В классической научно-фантастической книге сэра Артура Кларка «Свидание с Рамой» Кларк описал гигантскую длинноорбитальную станцию/зонд/биосферу, которая представляет собой цилиндр диаметром 20 километров и длиной 54 километра.

Внутренняя цилиндрическая поверхность является жилым пространством, а в самой задней осевой конечной точке есть странные огромные выступы, вокруг которых возникают огромные электрические дисплеи, когда устройство использует мощность привода (подразумевается, что это побочные продукты или остаточная энергия), и они имеют вторичное воздействие погодотворческих факторов - штормов, ненастной погоды и т.д.

Хотя часть его рассказа об инопланетной и экзотической системе привода является надуманной, концепция проектирования ваших систем привода или преобразования энергии, которые во вторую очередь помогают генерировать ионное изменение в вашей внутренней атмосфере, чтобы управлять искусственными погодными явлениями и закономерностями, делает многое. смысле - предполагая, что часть вашей площади отведена под сельское хозяйство, а все садоводство / сельское хозяйство - гидропоника.

Теоретически да. Но если вы можете построить его, вы можете управлять погодой.

По сути, погода — это движение воздуха, вызванное разницей температур в атмосфере. Другими словами, какой-то воздух горячее, чем другой, и это заставляет воздух двигаться, пытаясь найти равновесие. Все другие погодные эффекты являются побочными эффектами больших движений, в основном вызванных вещами (а именно водяным паром), которые поднимаются в воздух во время движения.

Сильная погода требует больших перепадов температур, что, в свою очередь, требует большого количества воздуха. Теоретически нет предела количеству воздуха, которое мы можем поместить на космическую станцию ​​— нам просто нужно достаточно материалов, чтобы окружить ее, и достаточно воздуха, чтобы заполнить ее. Водяной пар также легко найти.

Вам также нужен температурный перепад. Это достаточно легко найти — любая станция рядом со звездой будет иметь одну сторону, которая, естественно, теплее, чем другая. Другие колебания температуры на Земле происходят из-за материалов поверхности Земли и различных способов, которыми они сохраняют тепло (на что также, кстати, влияет наличие или отсутствие воды и водяного пара). Мы также можем добавлять различные материалы на нашу космическую станцию ​​и контролировать, куда мы наливаем воду.

Вам даже не нужен такой большой объем для создания небольшого количества погоды. Здание сборки транспортных средств Космического центра Кеннеди имеет объем 3 665 000 кубических метров и может создавать облака во влажные дни . Не совсем гроза, но достаточная, чтобы нанести значительный ущерб строящимся там самолетам, если их кондиционер когда-нибудь сломается.

Проблема в том, что экстремальная погода не очень хороша для космических станций. Любой, кто в настоящее время живет во Флориде Панхандл или Каролине, может сказать вам, что экстремальные погодные условия, как правило, негативно сказываются на качестве жизни. Поэтому большинство космических станций изо всех сил стараются избежать чего-то более мощного, чем весенний дождь. И если у вас есть технология, чтобы построить банку, полную неба, у вас есть технология, чтобы ею управлять.

Система кондиционирования воздуха снаружи вашей станции может распределять тепло от солнца, чтобы поддерживать приятную и равномерную температуру. Перегородки (такие, как на фото выше) могут препятствовать движению больших объемов воздуха и препятствовать тому, чтобы ураганы набирали силу. Если разобраться, космическая станция не так уж сильно отличается от здания, построенного в большем масштабе, и это просто означает, что вам нужен более крупный кондиционер.

Оба изображения взяты из Schlock Mercenary , прекрасного веб-комикса о космической опере. Книга 14 («Сломленный ветер») рассказывает о нашей бесстрашной команде наемников, которые обнаруживают станцию, построенную расой инопланетян, у которых было слишком много свободного времени.