Почему дизайнеры космических поселений используют торы вместо цилиндров для космических поселений?

Несмотря на очевидную причину — тор выглядит гораздо изящнее бочки — я могу выделить несколько моментов в пользу тороида:

• Округлые формы гораздо легче выдерживают разницу давлений внутри и снаружи. Большие участки с острыми углами, например, на торцевых крышках цилиндров, трудно сделать действительно герметичными. Части МКС на самом деле цилиндрические, но их диаметр крошечный по сравнению с вращающейся станцией.

• Обычно неподвижная, легкодоступная, невращающаяся часть станции нужна для двигателей, доков, экспериментов в микрогравитации. Это происходит естественным образом с тором, но его сложнее построить с цилиндрической формой.

• Чтобы получить такое же обитаемое пространство, радиус тора больше, чем у цилиндра. Это заставляет тороид вращаться медленнее, что помогает с соединениями и перемещением между неподвижными и вращающимися частями. Кроме того, это уменьшает кривизну пола.

• Вы упоминаете, что площадь пола ровно на 1 г больше в цилиндре. Это правда, но нет реальной причины, по которой везде нужно одинаковое ускорение. Даже если по всей станции она разнится на 10%, я сомневаюсь, что это может почувствовать кто-то из космонавтов. В вашем примере с двойным тороидом внутреннее кольцо имеет уменьшенную гравитацию, но это может быть даже хорошо, например, иметь места для хранения, где тяжелые предметы можно легче перемещать.

Джерард О'Нил начал дискуссию о космической колонизации. Идея заключалась в том, чтобы колонизировать не планету или луну, а орбитальное пространство, особенно L5 или троянские астероиды. Они представляли себе огромные вращающиеся колонии на мили в диаметре. Они были всех конструкций, включая тор и сферу, но большинство из них были цилиндрами. (с торцевыми крышками) Преимущество цилиндра или сферы заключалось в экономичности использования материалов. Это хорошо работало для огромных структур, потому что при радиусе от 1 до 3 миль период вращения был достаточно мал, чтобы уменьшить эффект Кориолиса до незначительного уровня. Эффект Кориолиса может вызвать своего рода морскую болезнь. В меньших конструкциях тор или, что еще лучше, гантели могут увеличить радиус с той же целью. Возможно, поэтому вы видите много торов.

Вращающийся объект не стабилен, если он вращается вокруг своей длинной оси. Итак, если представить себе колонию размером с длинную банку, вращающуюся вокруг своей середины, через какое-то время она начнет колебаться и начнет вращаться один за другим. Так что предпочтение отдается тору, гантелям, сфере или приземистому цилиндру.

Однако О'Нил предпочитал пары длинных цилиндров, соединенных балками на полюсах. Таким образом, они уравновесятся и смогут продолжать вращаться по длинной оси.