Inhaltsverzeichnis

  • Ursprung der Idee für den O’Neill-Zylinder
  • Design des O’Neill-Zylinders

Viele Menschen glauben, dass die Erde bald in Gefahr sein wird und die weitläufige Natur der Menschheit die unbestreitbare Ursache ist. Mit dem rasanten technologischen Fortschritt und Fortschritt der letzten Jahrhunderte erschöpfen wir schnell die Ressourcen des Planeten Erde, um unsere industriellen Bedürfnisse und unseren globalen Handel zu befriedigen. Viele Futuristen glauben, dass wir keine andere Wahl haben werden, als den Weltraum zu erforschen und zu kolonisieren, wenn wir in eine Zukunft überleben wollen, in der die Ressourcen auf der Erde unsere Anforderungen nicht mehr erfüllen können.

Überbevölkerung ist eine unmittelbare Herausforderung, die die Notwendigkeit interstellarer Reisen und Kolonisierung noch dringlicher macht. Davon abgesehen ist der Bau eines Weltraumlebensraums kein leichtes Unterfangen und birgt gewaltige Herausforderungen, wie die Notwendigkeit von Baueinrichtungen im Weltraum, die Wiederherstellung lebenswerter Gemeinschaften im Weltraum, das Recycling und die Verarbeitung von Abfällen, die Simulation der künstlichen Schwerkraft und vor allem — Regierungen und globale Organisationen davon zu überzeugen, dass es sich lohnt, dieses Unterfangen zu verfolgen.

Die Aussicht auf eine Kolonisierung des Weltraums ebnet den Weg für die Entwicklung von Methoden zur Energiegewinnung aus Ressourcen auf anderen Planeten. Auf der Erde ist die Nutzung von Sonnenenergie mit Sonnenkollektoren nicht besonders effizient und steht vor unvermeidlichen Barrieren, die durch die Atmosphäre und das tägliche Auftreten von Dunkelheit (z. B. Nacht) verursacht werden.

Im Weltraum können Sonnenkonstrukte jedoch die Energie der Sonne ohne Unterbrechung nutzen. Die Nutzung dieser großen Energiemenge würde es uns ermöglichen, durch unser Sonnensystem zu reisen, ohne uns Gedanken über den Energieverbrauch machen zu müssen. Darüber hinaus wären chemische Ressourcen in unserem Sonnensystem sehr gut vorhanden. Zunächst hat die NASA kürzlich ein Projekt zur Erzeugung von Treibstoff, Wasser und Sauerstoff aus auf dem Mond vorhandenen Ressourcen gestartet.

Angesichts dieser Grundlagen, warum Organisationen in die Entwicklung eines Weltraumhabitats einsteigen sollten, erlauben Sie mir, den O’Neill—Zylinder vorzustellen – ein Weltraumsiedlungsdesign, das aus zwei gegenläufigen Zylindern besteht, die vor einigen Jahrzehnten vom renommierten Physiker Gerard O’Neill vorgeschlagen wurden.

 Illustration des O'Neill-Zylinders

Illustration des O’Neill-Zylinders (Bildnachweis: Flickr)

O’Neill war nicht nur Physiker, sondern auch Professor an der Princeton University und Weltraumenthusiast. Obwohl er vor allem für seine Arbeit in der Physik bekannt ist, wo er neue Konzepte zur Erforschung der Teilchenphysik bei höheren Energien entwickelte, erwies sich seine Arbeit zur Weltraumkolonisation als sein wahrhaft lang anhaltendes Vermächtnis.

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Gerard O’Neill (Bildnachweis : Wolfshüter /Wikimedia Commons)

Ursprung der Idee für den O’Neill-Zylinder

Während O’Neill seinen Studenten an der Princeton University Physik unterrichtete, beauftragte er sie mit der Aufgabe, eine Megastruktur im Weltraum zu entwerfen, um zu demonstrieren, dass das Leben und Überleben im Weltraum tatsächlich möglich ist.

Seine Schüler entwickelten zahlreiche Entwürfe, um die menschliche Besiedlung im Weltraum unterzubringen. Nach einer langen Brainstorming-Sitzung kochte O’Neill ihre Theorien auf die Idee eines zylinderartigen Raumsiedlungsdesigns herunter. Später wurden weitere Details und die Funktionsweise dieses Designs 1974 in Physics Today veröffentlicht; Der Zylinder wurde treffend O’Neill-Zylinder genannt.

Design des O’Neill-Zylinders

Das O’Neill-Zylinderdesign besteht aus zwei Zylindern, die sich auf einem Lager in entgegengesetzte Richtungen drehen, um den Kreiseleffekt zu mildern. Jeder Zylinder sollte 20 Meilen lang und 5 Meilen im Durchmesser sein, mit 6 breiten Streifen entlang seiner Länge (3 bewohnbare Räume und 3 Fenster). O’Neill stellte sich industrielle Prozesse und Freizeiteinrichtungen auf der Mittelachse in einer nahezu schwerelosen Umgebung vor.

O'Neill-Zylinder

Innenansicht des O’Neill-Zylinders mit abwechselnden Wohn- und Fensterstreifen (Foto: Rick Guidice / Wikimedia Commons)

Gravitationssimulation

Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Leben auf der Erde und dem Leben im Weltraum (oder auf einem anderen astronomischen Körper) ist der Unterschied in der Schwerkraft. Künstliche Schwerkraft ist für Stabilität erforderlich, und der O’Neill-Zylinder hat eine Bestimmung, um genau das zu erreichen. Wenn sich die beiden riesigen Zylinder um ihre Achse drehen, würden sie die Zentripetalkraft jedes Objekts in der inneren Oberfläche nutzen, um künstliche Schwerkraft zu erzeugen. Betrachtet man die Abmessungen des Zylinders, die Beschleunigungsgleichung: a = v2 / r und ersetzt den Beschleunigungswert der Erde (dh 9,81), können wir ableiten, dass sich der Zylinder ungefähr 28 Mal pro Stunde drehen müsste, um eine geeignete Gravitationskraft zu simulieren.

Simulation der irdischen Umwelt

Die Aufrechterhaltung einer Atmosphäre mit einer ähnlichen Konstitution wie die der Erde ist die nächste Herausforderung beim Bau einer Weltraumwohnung. Der O’Neill-Zylinder ist umsichtig mit einem Verhältnis von Gasen ausgelegt, das dem auf der Erde ähnelt. Es gibt jedoch eine Einschränkung; Der Druck ist die Hälfte davon auf Meereshöhe. Dies würde unsere Atmung nicht wesentlich beeinträchtigen, aber dieser geringfügige Kompromiss würde sich in einer Handvoll Vorteile niederschlagen, wie z. B. die Senkung des Gasbedarfs und den Bau dicker Mauern. Der vorgeschlagene O’Neill-Zylinder weist auch Bestimmungen auf, wonach der Lebensraum in der Lage wäre, sein eigenes Mikroklima unter Verwendung einer Anordnung von Spiegeln und durch Ändern des Verhältnisses von Gasen in dem Zylinder zu steuern.

Tag- und Nachtsimulation

Da sich der menschliche Lebensraum im Vakuum (Raum) befindet, verwandelt sich der Zylinder im Wesentlichen in eine riesige Thermoskanne! Der theoretische O’Neill-Zylinder versuchte, dieses Problem zu lösen, indem er eine Reihe von Spiegeln verwendete, die an jedem der drei Fenster angebracht waren. Auf diese Weise könnte direktes Sonnenlicht in den Zylinder gerichtet werden, um die Tageszeit zu simulieren. In ähnlicher Weise könnte durch Drehen des Spiegels ein nächtliches Ambiente geschaffen werden. Diese simulierte ‚Nacht‘ würde auch die biologisch erzeugte Wärme aus dem Zylinder ausstrahlen lassen.

Obwohl das Design des O’Neill-Zylinders technisch einwandfrei ist, ist die Idee zu ausgefeilt, um mit unserer gegenwärtigen Technologie umgesetzt zu werden. Bisher war seine Umsetzung auf den Bereich der Science-Fiction beschränkt. Angesichts der Bemühungen von Organisationen wie SpaceX und Mars One werden O’Neill-Zylinder vielleicht eines Tages der Menschheit helfen, sich in der großen Weite des Weltraums niederzulassen!

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