Теоретично можливі космічні мегаструктури

Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз. З розвитком прогресу розширилися межі уяви вчених і письменників, а сьогодні в науково-дослідних та художній літературі вже описані інженерні структури, які з точки зору масштабності і сміливості їх дизайну заслуговують на термін «мегаструктур». Ми вирішили зібрати своєрідний рейтинг таких структур. Деякі з них ви вже знаєте, і деякі будуть нові.

Космічний ліфт
(доб. 3)

(р)

Ідея ліфта вперше сформувалася Костянтином Циолковським у 1895 році. Сьогодні ця технологія розглядається як майбутній спосіб дешевого і постійного доступу до низькоземної орбіти. Кабель, який переходить в небо на десятки тисяч кілометрів, за межі геостаціонарної орбіти, вздовж якого ліфт здійснює вантаж і астронавти в космос. Один кінець кабелю буде закріплений на поверхні планети, а другий з вбудованою противагою буде розташовуватися над геостаціонарною орбітою. Підходить астероїд може діяти як противага.



В ідеалі космічного ліфта повинен бути кроком до площі суднобудівного заводу. За кількістю досліджень ліфт може бути побудований після винаходу вкрай міцних матеріалів. Наприклад, вуглецеві нанотрубки вважаються перспективним матеріалом. Хоча деякі вчені сумніви, що навіть сила цього матеріалу буде достатньо, щоб запобігти мотузці з ріплення.

Станфорд torus


Це перша і найменша з кілових звичок конструкцій на нашому списку. Станфорд torus отримав свою назву від 10-тижневої програми розвитку інженерних систем, що проводяться у 1975 році серед студентів Станфордського університету. Цього року група студентів запропонувала створення звичаної колонії на 10000 мешканців у вигляді пальової структури діаметром 1,8 км. Точно, це буде виглядати як колесо: в центрі станції було запропоновано розмістити «хаб», що складається з системи дзеркал, які відображають світло на інтер'єрі торусу.





Буб повинен бути підключений до ріжок за допомогою радіальних транспортних коридорів, він також повинен містити зволожувальні замки. Для забезпечення штучної ваги на 1 г, станцію обертається навколо осі перпендикулярної до площини Torus зі швидкістю 1 обороту за хвилину. Сама торус може бути закрита - тобто представляє собою кріплену трубу, а також відкрити, у вигляді кріпленого каструлю. У другому випадку атмосфера знаходиться всередині станції відцентровою силою.

Хочу сказати, що ідея створення дроїдальної ротаційної станції-розселення не належить Сттенфорду. Ця концепція згадується в книзі Герман Потонік (1928), в одному з творів Венер фон Браун (1952), а також в радянській популярній науковій фільмі Дорога до зірок (1957).

Ідея будівницьких космічних станцій у вигляді торусу дуже популярна в галузі науки, комп'ютерних ігор і кіно. Один з найвідоміших версій зображений в культовій плівці «Космічна Одіссея 2001».



У фільмі «Елісій» (2013 р.), де в кінофільмі представлено 40-кілометрове кільце відкритого типу – до 10 млн. осіб.

р.

Бернал


(р)

У 1929 році Джон Бернал запропонував ідею просторового поселення у вигляді порожнистої сфери, наповненої відповідною атмосферою для людини. З діаметром 16 км така сфера може бути домом до 20 000-30,000 осіб. Однак досить комфортний рівень ваги забезпечується тільки в екваторіальний ремінь.



Станції, побудовані у вигляді сфери Берна, знаходяться в різних фантастичних роботах і іграх. Наприклад, в грі «Мас Effect» (Статті «Гагарін») або в романі «2312» Кім Стенлі Робінсон, де роль сфер Бернал здійснюється порожненими астероїдами.

циліндр O'Neill
146452

У 1974 році Герард О’Нілл, у своїй статті «Колонізація простору» для фізики Сьогодні журналі, описано ідею гігантської циліндричної станції. Циліндр довжиною 32 км і діаметром 8 км складається з шести поздовжніх перерізів: трьох прозорих і трьох затишних. Зовні циліндра, навпроти вікон, є гігантські дзеркала для прямого сонячного світла в циліндр. Гравітність забезпечується відцентровою силою. Кожна з трьох заселених сегментів – окрема «знижка». Є також окремі зовнішні кільця більшого діаметра для сільського господарства, а також зовнішні промислові розділи, розташовані уздовж осі обертання за циліндрами.

Кожна країна може вмістити до мільйона жителів, а з збільшенням діаметра і / або довжиною циліндра, ще більше. За даними O'Neill, циліндри можуть досягати 24 км, діаметром 120 км. Корисна вітальня всередині таких гігантів буде близько 18,000 квадратних кілометрів.

Незважаючи на те, що циліндричні станції були названі O’Neill, аналогічна ідея була описана в романі Артура С. Clarke A Дата з Рамою, опублікована в 1973 році. Тож можливо, що ідея була обрана студентами О’Neill та підпорядкована детальній розробці.



Останні приклади використання циліндра O’Neill включають фільм Interstellar (Cooper Station).



Зірка смерті


(р)

Найвідоміший мегаструктура в галузі науки. За даними літератури Всесвіту Зоряних воєн було побудовано кілька таких космічних станцій, щоб зберегти суб'єкти імперії в перевірці - що може бути гірше, ніж руйнування всієї планети?

В різних частинах космічної епіки, діаметр зірки смерті вказується: від 120 до 900 км в діаметрі. До речі, найменша станція в діаметрі знаходиться близько до Епіметуса, супутника Сатурна і Піка, супутника Урану. Зірка смерті має екіпаж близько 8 мільйонів осіб.

глобус


Проект даної мегаструктури був запропонований швейцарським архітектором та художником Християном Вальдфоглем у 2004 році. Він являє собою плащений «геодтичний icosahedron» з двома гігантськими прозорими секціями для освітлення. Витривалість забезпечується традиційно - обертанням. Діаметр конструкції становить 85,000 км (земля має близько 12,600 км). Два сегменти сфери доступні для звичок, розташованих навпроти одного в екваторіальній зоні, з найвищим рівнем ваги. Більшість тропічних зон можуть містити сільськогосподарські ділянки, а полярні області, з їх мікрогравітністю, можуть використовуватися як склади та промислові ділянки.

По суті, згідно плану Вальдогель, в межах сфери повинні бути розміщені ... всі вміст Землі. Це, планета повинна вийти всередині і створити штучну атмосферу, океани і континенти. Досить смілива ідея. Тим не менш, автор не говорить про те, де і як чекати людства, щоб перевозити вміст планети.

Світове кільце


(р)

У 1970 році було опубліковано нове видання The World Ring by Larry Niven. Це не є неприпустимим для того, щоб на орбіті Землі - це звичний закритий кільце навколо зірки. радіус - 1 астрономічний блок, ширина кільця становить 1,6 млн км, довжина - 940 млн км. Просто незаперечна кількість вільного простору для розвитку високо розвиненої цивілізації. І така цивілізація повинна бути ДУЖЕ передусім, щоб мати можливість побудувати кільцевий світ. Ви будете сміятися, але є також хребта, щоб створити тяжіння і провести атмосферу. З тих пір не існує природного циклу дня і ночі в такому світі, він створюється штучно за допомогою прямокутних рефлекторів, що обертаються в межах кільця на різній кутовій швидкості.



(р)

Ідея рингових світів відбивається в пагонах Halo, проте, розмір набагато більш скромніше – всього 10000 км в діаметрі, і вони обертаються навколо інших планет. Також у циклі романів Іан Банки про культуру знайдено кільцеві світи. Трохи менше, ніж оригінальний, але постраждати від загиблості і боротися за територію обов'язково не доведеться.

алдерсон CD


(р)
Про створення штучного диска навколо зірки кілька тис. км. Автор ідеї Данила Альдерсон, який взяв участь у написанні програмного забезпечення для Voyager 1 та Voyager 2 зон. У сонячній системі зовнішній край диска необхідно пройти між Марсом і Юпітером.

По периметру внутрішньої межі диска, що стикається з зіркою, є висока стіна, частково захист від шкідливого випромінювання. Змішана зона диска розташована в зоні відпочинку. Як і з планетами, внутрішні і зовнішні частини диска не підходять для людського існування – зірка занадто гаряча, зовнішній край занадто холодний. Незважаючи на те, що технологічні досягнення майбутнього людини здатні створити такий диск може добре зробити менш вигідні регіони диска. Ви можете жити на обох поверхнях диска. Таким чином, це дозволить створити достатню кількість тяжіння перпендикулярно її площині, щоб дозволити людям комфортно жити.

За шорсткими підрахунками маса такого диска перевищить масу Сонця. Крім того, в Сонячній системі кількість матеріалів перевищує розмір, що міститься. Однак від звичайних каменів такий диск не вийде, для цього недостатньо міцності. Тому будівництво такої конструкції буде вимагати створення абсолютно нових матеріалів великої міцності, а їх виробництво не на планетарному, але на «системному» масштабі.

Диск Альдерсон рідко згадується в літературі. Наприклад, в комах Ultraverse і оповідання Missile Gap від Charles Strauss.

Дисонська сфера
р.

Ще одна популярна мегаструктура серед прихильників фантастики та футуризму. Спочатку ідея висловила Олаф Стапледон у оповіданнях «Star Maker». Але він був популярний відомим фізиком Freeman Dyson. Дисонська сфера - це сфера (як ви, Cap) побудована навколо зірки і збирання всієї енергії вона випромінює. За даними Dyson, сфера не повинна повністю покрити зіркою.

Цивілізація, технологічні досягнення та енергетичні потреби призвели до створення сфери Dyson матимуть невичерпне та колосальне джерело енергії. Для чого? Ну, наприклад, для живлення електрики Brain-Matryoshka - не менш колосистий суперкомп'ютер, потужність якого подається штучним суперінтелігентом.

Ідея Дисонської сфери виявилася настільки захоплюючою, що Сам Станіслав Лем приділив увагу її у своїй приміточній книзі «The Sum of Technology». Чудова польська критика цієї ідеї.

Сьогодні, простіше сказати, де сфера Dyson не згадується, вона направляється на всі фантастичні і грайливі кути. Ще одним стрибком популярності був пов'язаний з відкриттям астрономів аномальної люміносності зірки КІК 8462852 у сузір'ї Cygnus ("WTF star"). Ідея, що дивний флікер може бути пов'язана з будівництвом чужорідної сфери Dyson навколо KIC 8462852, відразу ж циркулювали у світових медіа.

Двигун Шкодадова


(р)

Якщо ви думали, що Дисонська сфера була апогеєю технологічного розвитку цивілізації, ви були правими. Але двигун Шкадов, можливо, не поступається польоту думки. Чому будувати міжпланові аркти і піти на невідому відстань на скелях? Давайте перейдемо нашу зоряну систему! Двигун Шкадов є типом Дисонської сфери, яка є гігантським сонячним вітрильником. Ідея була вперше висловлена Леонідом Шкадовим у 1987 році на 38-му конгресі Міжнародної астрономічної федерації у Великобританії.

Згідно з планом вченого, зірка перейде після того, як вітрила побудована навколо неї, і з нею всі планети. Однак швидкість буде дуже невеликою, але постійною. Наприклад, Сонячна влада двигуном Шкадов перейде лише 0.03 світлових років в мільйоні років. Але поступово швидкість збільшиться, і в мільярди років наша зірка перейде до 34,000 світлових років - третина ширини молочного способу. У такому проекті термін «довгостроковий» займає дуже різне значення.

Джерело: geektimes.ru/company/asus/blog/278888/