Sisällysluettelo

  • O ’Neillin sylinterin idean alkuperä
  • O’ Neillin sylinterin suunnittelu

monet uskovat, että maapallo on pian vaarassa ja ihmiskunnan rönsyilevä luonne on kiistaton syy. Nopean teknologisen kehityksen ja edistymisen viime vuosisatojen, olemme nopeasti uuvuttaa resursseja planeetta maasta, jotta valta meidän teollisuuden tarpeisiin ja globaalin kaupan. Monien futuristien mielestä meille ei jää muuta vaihtoehtoa kuin tutkia ja asuttaa avaruutta, jos aiomme selviytyä tulevaisuuteen, jolloin maapallon luonnonvarat eivät enää täytä vaatimuksiamme.

ylikansoitus on välitön haaste, joka tekee tähtienvälisen matkustamisen ja kolonisaation tarpeen entistäkin kiireellisemmäksi. Tästä huolimatta avaruusympäristön rakentaminen ei ole helppoa, ja se on täynnä pelottavia haasteita, kuten tarve rakentaa tiloja avaruudessa, virkistys asuttavissa yhteisöissä avaruudessa, kierrätys ja jätteiden käsittely, keinopainovoiman simulointi ja mikä tärkeintä—vakuuttaminen hallituksille ja maailmanlaajuisille organisaatioille, että tämä hanke on tavoittelemisen arvoinen.

avaruuden kolonisaation mahdollisuus viitoittaa tietä sellaisten menetelmien kehittämiselle, joilla energiaa saataisiin muiden planeettojen resursseista. Maan päällä, valjastamalla energiaa auringosta käyttäen aurinkopaneelit ei ole erityisen tehokas, ja kohtaa väistämättömiä esteitä aiheuttama ilmakehän ja päivittäinen esiintyminen pimeyden (esim., yöllä).

avaruudessa auringon konstruktiot voivat kuitenkin jatkuvasti valjastaa auringon energiaa keskeytyksettä. Tämän runsaan energiamäärän hyödyntäminen mahdollistaisi sen, että voisimme matkustaa koko aurinkokuntamme läpi huolehtimatta energiakuluista. Lisäksi aurinkokunnassamme olisi runsaasti kemiallisia luonnonvaroja. Ensinnäkin NASA on äskettäin aloittanut projektin, jonka tarkoituksena on tuottaa polttoainetta, vettä ja happea kuussa olevista luonnonvaroista.

kun otetaan huomioon nämä perusteet sille, miksi organisaatioiden pitäisi ponnistella kehittääkseen avaruusympäristöä, sallikaa minun esitellä O ’Neillin sylinteri—avaruusasutussuunnitelma, joka koostuu kahdesta vastapyörivästä sylinteristä, joita kuuluisa fyysikko Gerard O’ Neill ehdotti muutama vuosikymmen sitten.

O 'Neillin sylinterin kuvitus

O’ Neillin sylinterin kuvitus (Kuvanluotto: Flickr)

fyysikon uran lisäksi O ’ Neill oli myös Princetonin yliopiston professori ja avaruusharrastaja. Vaikka hän on eniten ylistetty hänen työstään fysiikan, jossa hän kehitti uusia käsitteitä tutkia hiukkasfysiikkaa korkeammilla energioilla, hänen työnsä avaruuden kolonisaatio osoittautui hänen todella pitkäaikainen perintö.

Gerard_Kitchen_ONeill

Gerard O ’ Neill (Kuva : Wolfkeeper /Wikimedia Commons)

O ’Neillin sylinterin idean alkuperä

opettaessaan fysiikkaa oppilailleen Princetonin yliopistossa O’ Neill antoi heille tehtäväksi suunnitella megarakenne avaruuteen osoittaakseen, että avaruudessa eläminen ja selviytyminen on itse asiassa mahdollista.

hänen oppilaansa keksivät lukuisia suunnitelmia Ihmisasutuksen sijoittamiseksi avaruuteen. Pitkän ideointisession jälkeen O ’ Neill keitti teoriansa ideaan sylinterimäisestä avaruusasutuksesta. Myöhemmin tarkemmat yksityiskohdat ja tämän mallin toimivuus julkaistiin Physics Today-lehdessä vuonna 1974; sylinteriä kutsuttiin osuvasti O ’ Neill-sylinteriksi.

O ’Neillin sylinterin rakenne

O’ Neillin sylinterin rakenne koostuu kahdesta sylinteristä, jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin laakerilla gyroskooppisen vaikutuksen lieventämiseksi. Jokaisen sylinterin ehdotettiin olevan 20 mailia pitkä ja 5 mailia halkaisijaltaan, ja sen pituudessa olisi 6 leveää raitaa (3 asuttavaa tilaa ja 3 ikkunaa). O ’ Neill visioi teollisuusprosessien ja virkistysmahdollisuuksien sijoittuvan keskiakselille lähes painovoimattomassa ympäristössä.

O 'Neillin Sylinteri

O’ Neillin sylinterin sisäkuva vaihtelevin asuin-ja ikkunaraidoin (Kuva: Rick Guidice / Wikimedia Commons)

Gravitaatiosimulaatio

yksi keskeinen ero maan päällä elämisen ja avaruudessa (tai missä tahansa muussa tähtitieteellisessä kappaleessa) elämisen välillä on painovoiman ero. Vakauteen tarvitaan keinopainovoimaa, ja O ’ Neillin sylinteri mahdollistaa juuri sen. Kun kaksi jättiläissylinteriä pyörivät akselillaan, ne käyttävät minkä tahansa sisäpinnan kappaleen keskihakuvoimaa luodakseen keinotekoista painovoimaa. Ottaen huomioon sylinterin mitat, kiihtyvyysyhtälö: a=v2/r, ja korvaamalla maan kiihtyvyysarvo (eli 9.81), voimme päätellä, että sylinterin pitäisi pyöriä noin 28 kertaa tunnissa simuloidakseen sopivaa painovoimaa.

Maaympäristön simulointi

maapallon kaltaisen ilmakehän säilyttäminen on seuraava haaste avaruusasutusta rakennettaessa. O ’ Neillin sylinteri on suunniteltu varovaisesti siten, että kaasujen suhde on samanlainen kuin maapallolla. On kuitenkin olemassa varoitus; paine on puolet siitä merenpinnan tasolla. Tämä ei vaikuttaisi merkittävästi hengitykseemme, mutta tämä pieni kompromissi merkitsisi kourallista etuja, kuten kaasun tarpeen vähentämistä ja paksujen seinien rakentamista. Ehdotetussa O ’ Neill-sylinterissä on myös säännöksiä, joiden mukaan elinympäristö voisi hallita omaa mikroilmastoaan peilien avulla ja muuttamalla kaasupullon kaasujen suhdetta.

päivä-ja Yösimulaatio

kun ihmisen elinympäristö sijaitsee tyhjiössä (avaruudessa), sylinteri muuttuu käytännössä valtavaksi termospulloksi! Teoreettinen O ’ Neill-sylinteri yritti ratkaista tämän ongelman käyttämällä sarjan peilejä, jotka oli saranoitu jokaiseen kolmeen ikkunaan. Näin suora auringonvalo voitiin ohjata sylinteriin simuloimaan vuorokausiaikaa. Samoin peiliä pois kääntämällä voitiin luoda yöllinen tunnelma. Tämä simuloitu ” yö ” sallisi myös biologisesti tuotetun lämmön säteillä ulos sylinteristä.

vaikka O ’ Neillin sylinterin muotoilu on teknisesti hyvä, idea on liian hienostunut toteutettavaksi nykyisellä teknologiallamme. Toistaiseksi sen toteutus on rajoittunut tieteiskirjallisuuden maailmaan. SpaceX: n ja Mars Onen kaltaisten organisaatioiden ponnistelujen vuoksi ehkä jonain päivänä O ’ Neillin sylinterit todella auttavat ihmiskuntaa asettumaan avaruuden valtavaan tilaan!

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.