Возможна ли моя космическая станция?

Я пытаюсь спланировать космическую станцию ​​с вращающимся колесом для проекта. Следует отметить, что я должен оставаться как можно ближе к реальной физике, хотя это происходит в далеком будущем. Космическая станция вращается вокруг планеты, похожей на Землю.

Палуба 0 — это палуба с активной зоной реактора. Кроме того, это практически один длинный туннель для транспортировки материалов из производственного центра в различные сектора или в стыковочный отсек.

Производственный центр можно использовать для производства практически всего, от еды до космических кораблей (не может быть больше, чем ремонтные туннели). Существует постоянное снабжение ресурсами флотом автономных космических кораблей, которые добывают астероиды и планеты.

(дополнительное примечание): мощность здесь не проблема. Давайте просто предположим, что имеется достаточный источник питания, которого более чем достаточно для решения большинства задач. Будь то ядерный реактор или термоядерный, не имеет значения.

А для всего остального проще показать скетчи. Так как у меня очень плохо с физикой, я не уверен, что на станции есть какие-то проблемы. Это выглядит осуществимым? Есть ли очевидные и не столь очевидные проблемы? Если да, то что можно улучшить?карта космической станции

Я бы предложил добавить некоторые мысли, которые стоят за композицией, почему это сделано именно так, а не иначе. Например, есть какая-то причина, по которой производство снаружи составляет 1 г, а жилая площадь внутри — 0,8 г. Такое описание может сделать ответы более полезными для вас и более легкими для тех, кто будет отвечать. Почему вы не используете существующий дизайн для космической среды обитания . Возможно так построить. Возможно, вы захотите взглянуть на этот канал Исаака Артура для вдохновения.
Ах, это не человеческая космическая станция. Это довольно хорошо объясняет 0,85 г. 1 г на колоде 0 — это совпадение, которого я не планировал. Я знаю о существующих дизайнах, но я создаю свой собственный, а не копирую чужой. Я использовал некоторые из них для вдохновения.
Возможно, вы хотели бы рассматривать внутреннее кольцо с меньшей силой перегрузки как производственный комплекс и исследовательскую лабораторию. Таким образом, с некоторыми материалами можно легко обращаться, и я где-то читал, что легче печатать материалы в условиях низкой гравитации (3D-печать?).
Что ж, есть Deck 2 с весом 0,42 г, который сейчас в основном пуст и может быть использован для производства с низким g. В стыковочном отсеке/ангарах также есть помещение с <0,1g (не видно на эскизе, потому что оно дальше), так что производство в невесомости (если оно необходимо) может быть выполнено там. Но я ничего не слышал о том, что 3D-печать проще в условиях низких g. Я посмотрю на это, спасибо.
Одна проблема заключается в том, что «активная зона реактора» и «производство» звучат для меня гораздо тяжелее, чем «технические туннели». Чтобы вращающаяся космическая станция работала, центр тяжести должен быть посередине, а это значит, что вес должен быть более или менее равномерно распределен по краям.
@ Натаниэль, это правда. Я не думал об этом.
Участки пола на палубе 2 и на палубе корабля имеют значительный уклон относительно направления «тяготения».
@celtschk вы правы, но это лифтовая шахта, и почти единственное, что будет перемещаться самым большим лифтом, - это космический корабль или его груз в стыковочный отсек и обратно. Было бы трудно согласовать кривую пола на каждом этаже. Тротуар без уклона.
Вам нужен механизм для удержания вращающейся станции в равновесии. Я бы предложил, чтобы водоснабжение станции было организовано в виде ряда резервуаров с водой по краю станции. Будет инфраструктура насосных станций, которая будет распределять воду в каждый из резервуаров, чтобы компенсировать изменения массы в других частях станции.
Довольно хорошо продумано. Мне интересно, сколько людей собирается здесь набиться. Вся конструкция, вероятно, поместилась бы в некоторых ангарах для самолетов, в которых я работаю и вокруг которых я работаю. Центральный стыковочный отсек будет достаточно большим, чтобы вместить, возможно, 4 частных самолета среднего размера с одной стороны, поэтому у вас будут ограничения по населению. вы можете получить 4-этажные квартиры в вашем жилом секторе, может быть, несколько десятков семей на слой.
В целях резервирования вы можете захотеть распределить ключевые вспомогательные функции кольца «жилого помещения» по всем 4 «квадрантам» вместо того, чтобы централизовать их в определенных секциях. Это означает, что каждый «квадроцикл» будет иметь секцию гидропоники / жизнеобеспечения, силовое ядро ​​​​и т. Д. И эти отдельные блоки должны, в крайнем случае, поддерживать остальную часть станции, по крайней мере, временно. То же самое и с жилыми помещениями - рассредоточьте их так, чтобы катастрофическая авария в одной секции автоматически не привела к потере всего недежурного персонала. Вы также должны включить один или несколько резервных командных центров по той же причине.

Ответы (6)

Добро пожаловать, Эльза...! С физикой у вас все в порядке, вы выразили первый ключевой ингредиент истинного интеллекта, вы задали вопрос.
Ваша базовая концепция космической станции верна и была предметом или центральным элементом таких вымышленных событий, как «2001: Космическая одиссея» и (подумайте больше, что вы ищете) «Звездный путь: Глубокий космос 9» .
Проблемы, которые, скорее всего, повлияют на ваш продукт, связаны с технологиями строительства и материалами, вторичными только по отношению к тому, что, вероятно, будет самоподдерживающейся средой. Используйте неправильный металл или дизайн (подумайте о верфи), и ваша конструкция не выдержит. Используйте неправильный или недостаточный контроль воздуха/воды/окружающей среды, и он станет непригодным для жизни. Удачи вам в строительстве, ваших идеях и с этим местом. SE — одно из самых развлекательных и образовательных мест, которые я когда-либо знал.

Ядро не вращается? Похоже, это не так, поэтому стыковка будет сложной!

Большая проблема - экранирование. Как он справляется с обычным излучением и солнечными событиями?

Сила?

Со всем этим приходом и уходом — вы сосредоточились на распределении товаров — вам придется сохранять баланс.

Вы должны быть в состоянии найти подробные обсуждения дизайна в Интернете и популярные эссе, написанные за последние 50 лет. Вам не нужно изобретать с нуля! Википедия — хорошее место, чтобы начать поиск основного материала, на который ссылаются.

Нет, ядро ​​вращается вместе со станцией. Таким образом, стыковка будет включать синхронизацию вращения со станцией. Затем корабль перемещали в один из четырех ангаров.
Это не очень хорошая идея. Вы можете вращать корабль, но не можете заставить его вращаться вокруг центра колеса. Вы наткнетесь на движущуюся стену.
И все же это обычное дело в игре Elite:Dangerous , которая имеет правдоподобную физику полета (за исключением различных систем FTL). Вам нужно только сопоставить ось вращения, затем сопоставить вращение, и все готово.
Вы соответствуете вращению, вращая корабль. Затем отойдите от центра к полу, и теперь корабль все еще вращается вокруг своего центра, находясь рядом с движущейся стеной/полом дока. Они не соответствуют их движению.
@JDługosz «корабль будет перемещен» подразумевает какие-то приспособления, поэтому перемещение корабля от центра не должно быть проблемой, если оно перемещается достаточно медленно, чтобы приспособления (тросы, захваты и т. д.) могли справиться силы, и пока масса стыковочного корабля достаточно мала по сравнению с массой станции, он не вызывает слишком большого колебания.
@JDługosz Я не уверен, зачем мне вращаться вокруг центра колеса. В центре станции есть большое пустое пространство, в которое должен войти корабль. Ему не нужно ничего вращать. Оказавшись там, он будет механически захвачен и состыкован.
Ваш первый комментарий гласил: «стыковка будет включать синхронизацию вращения со станцией». Теперь вы описываете какую-то систему захвата.
@JDługosz А? В чем противоречие? Ты не понял меня.

Одна вещь, которую я увидел, которая беспокоила меня, и которую никто еще не поднял, - это расположение производственной зоны. Производство в невесомости, вероятно, было бы более эффективным, поэтому я предполагаю, что оно будет перемещено к центру, а люди будут снаружи.

То же самое с силовым ядром. Он подвергается нагрузкам, которым он не должен подвергаться. Гравитация полезна для людей, потому что мы эволюционировали вместе с ней, но это боль для многих механизмов.

Это можно сделать. Это означало бы увеличение ядра космической станции, и это нормально. Тем не менее, следует отметить, однако, что на станции с невесомостью практически мало места, потому что нет статических невращающихся частей, поэтому производство будет осуществляться в условиях низкой гравитации, а не в невесомости. Как я уже говорил где-то в другом месте, можно было бы использовать палубу 2 и пространство за стыковочным отсеком для производства критических элементов с низкой и почти нулевой гравитацией, оставив основной производственный центр на палубе 0. Что касается силового ядра, да, это имело бы смысл.
@Elza меньшая гравитация также может иметь смысл, а не обязательно ноль. Например, 1/3g позволит сделать в 3 раза более массивный кристалл Si. Не огромное улучшение, но некоторое улучшение. В 3 раза больше массивных деталей на токарном станке с ЧПУ и так далее.
@MolbOrg Я соответствующим образом скорректировал свой эскиз: сделал палубу 0 в четыре раза меньше, перенес силовое ядро ​​​​и производственный центр в ядро ​​​​станции, что сделало большие подъемы чрезмерными. Я не уверен, имеет ли смысл обновлять вопрос.
@Elza не заменяйте изображение, но вы можете обновить вопрос и поставить ссылку на новое изображение (не изображение, а только ссылку и сохранить исходное изображение как сейчас) в качестве текущего вида для вашей станции, но это не обязательно, но может быть интересно.

Как заметил Натаниэль, вес должен быть распределен равномерно. В более крупном масштабе у вас может быть производство на 2 противоположных сегментах и ​​одно резервное ядро ​​напротив действующего (или что-то еще такого же веса, возможно, другой (меньший/большой) производственный сегмент). Вам, вероятно, также потребуются подвижные грузы вдоль всей конструкции, чтобы сбалансировать перемещение тяжелых материалов через туннели обслуживания и противостоять изменениям в планировке и содержании остальной части станции. Я слышал, что вода — довольно хороший радиационный щит, и ее можно легко перекачивать из одного места в другое, так что, возможно, вы можете использовать ее в качестве гири. Имейте некоторый слой воды на внешних краях станции (чтобы обеспечить минимальное экранирование) и еще один слой воды, который будет перемещаться по мере необходимости.

запасные и подвижные балансировочные грузы, и вода - хорошо.

Мне надоело смотреть, как чертовы звезды все время вращаются и качаются. Это может показаться глупым, но, пожалуйста, разместите окна на краю/полу, чтобы я мог наблюдать за звездами, проносящимися красивыми прямыми линиями, чтобы я мог представить, что иду куда-то, даже если я вижу одни и те же звезды каждые 34 секунды.

Я не хотел бы болтаться в туннеле обслуживания, чтобы сделать это. Уверен, что я не могу спать в 1 г и работать в 0,85 г?

Окна невероятно дорогие. Тем не менее, несмотря на то, что у нас уже много лет есть камеры и мониторы, мы, люди, продолжаем устанавливать их на капсулы, шаттлы и космические станции. Прежде чем решить, что они не нужны из-за технологии x, убедитесь, что вы понимаете, почему мы продолжаем их устанавливать.

это инопланетная станция, так что Ю был бы там диверсантом, наверное, так что не спать, человечность превыше всего.
Я уже думал об этом. Нет окон. Есть компьютерные видеопотоки на настенных дисплеях, которые ничем не хуже окон. Таким образом, вас не будут беспокоить качающиеся и вращающиеся звезды. Что касается 0,85 г… Космонавты спят в условиях микрогравитации, я не вижу особой причины для нарушений сна из-за 0,85 г. Я не уверен, что это будет даже заметно. Кстати, вам не обязательно работать в 1g. Производство полностью автономное.
Извините, но без окон я не хочу идти, даже если я просто диверсант.
@CandiedOrange, почему все на Земле так зациклены на том, чтобы повсюду были окна? Я думаю, они хороши на безопасной планете, но в космосе они не имеют смысла, когда доступны достаточно хорошие датчики изображения и дисплеи.
Мне нравится вид, который никогда не требует перезагрузки.
@Elza за то, что не перезагружается, я бы добавил непредсказуемость в мелких деталях по характеру его процесса. Как дитя хаоса и порядка - я наслаждаюсь хаосом в бутылке, и меня беспокоит, что это не настоящий хаос, поэтому он может быть предсказан программой. Как дитя биологического порядка, я предпочитаю, чтобы он (хаос) был биологической природой. Это не значит, что это нежизнеспособные условия, но большая станция могла бы сделать ее более естественной, но будет много людей, которым все равно, и с вашей станцией все будет в порядке, мы здесь эстеты.
Сомневаюсь, что экран может быть прозрачным.
Это не дает ответа на вопрос. Чтобы подвергнуть критике или запросить разъяснения у автора, оставьте комментарий под его публикацией. - Из обзора
@ Винсент, вопрос о возможности. Ответ о целесообразности. Если никто не хочет жить на вашей космической станции, вы просто перепроектировали спутник. Дизайнеры всегда должны учитывать, как они заставляют пользователей чувствовать себя.
@Elza: Если вы хотите быть уверены, что то, что вы видите, реально, ничто не превзойдет настоящее окно. Кто скажет вам, что сейчас к космической станции не приближается большой инопланетный корабль, и дисплей просто редактирует этот корабль (какой далекий? звезды выглядят не так уж сложно предсказать)?
@celtschk правда, врагу трудно взломать окно.
@celtschk вы бы даже не увидели врага, приближающегося к космической станции через окно. Враг был бы слишком маленьким, если бы он не был объектом размером с Луну. Как только ты что-то увидишь, все равно будет слишком поздно.

Я вижу только несколько проблем с этим дизайном. Первый: колода 0 и, возможно, другие колоды не имеют правильно рассчитанных перегрузок. Если палуба 0 находится на расстоянии 300 м от центра вращения, а станция вращается со скоростью 1,75 об/мин, сила тяжести в точке на расстоянии 300 м будет равна 10,0752 м^2/с или 1,02739 г.

Однако главная проблема, с которой сталкиваются вращающиеся космические станции, — это масштаб. Я не знаю ни размера, ни биологии обитателей этой станции, но если бы они были людьми, у них могла бы быть следующая проблема:

На расстоянии 293 м от центра центростремительное ускорение составляет всего 1,00341 g, что на 0,02398 g меньше, чем на расстоянии 300 м. На самом деле вся конструкция имеет над собой градиент ускорения.

Если бы человек стоял на палубе 0, у него могли бы проявиться довольно серьезные проблемы со здоровьем через несколько минут стояния. Поскольку на его голову действует меньшая сила, чем на ноги, его сердцу придется работать больше, чтобы перекачивать кровь к мозгу. Я точно не знаю, что такое смертельный гравитационный градиент, но я думаю, что это долгосрочный эффект жизни в условиях искусственной гравитации, а не немедленная смертельная проблема. Это также не имело бы относительно никакого эффекта, если бы обитатель лежал ничком (спал).

Опять же, я не уверен, какой масштаб потребуется, чтобы уменьшить этот эффект, но опять же, я не уверен, что ваши потенциальные обитатели будут иметь те же биологические системы, что и люди.

Поскольку на его голову действует меньшая сила, чем на ноги, его сердцу придется работать больше, чтобы перекачивать кровь к мозгу. - неправда, градиент работает на восходящий и нисходящий потоки с одинаковой силой, существенных изменений здесь нет. Второе - у стоящего человека тоже самое, кровяное давление в ногах выше, чем в голове - мы к этому приспособлены. Способность висеть головой вниз непривычна и требует адаптации - но все же возможна в какой-то мере. С таким градиентом проблем нет, даже с длинными термами, насколько я понимаю, для перспективы, которую я описал.
Гравитационный градиент больше влияет на комфорт; если сердце может перекачивать кровь от ног к голове на протяжении всего пути против 1 г, ему на самом деле будет легче справиться с задачей, если гравитация уменьшится на какой-то части пути крови.
Тогда неважно, приятно знать. Я все еще считаю, что это было бы более серьезной проблемой комфорта на гораздо меньшей станции, но теперь я убежден, что ваша станция должна быть в порядке. Спасибо за поправку ребята.
Да, я непоследовательно усек/округлил некоторые числа. Впрочем, это не имело бы большого значения. На другие моменты указали другие люди
Возможна ли моя космическая станция?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v