目次

  • オニールシリンダーのアイデアの起源
  • オニールシリンダーのデザイン

多くの人々は、地球がすぐに危険にさらされ、人類の広大な性質が否定できない原因であると信じています。 過去数世紀の急速な技術進歩と進歩により、私たちは産業ニーズとグローバルな商業に力を与えるために、地球からの資源を迅速に使い果たしています。 多くの未来派は、地球上の資源がもはや私たちの要件を満たすことができない未来に生き残るつもりなら、宇宙を探索して植民地化する以外に選択肢がないと感じています。

人口過剰は、星間旅行と植民地化の必要性をさらに緊急にする差し迫った課題である。 そうは言っても、宇宙の生息地を建設することは容易な追求ではなく、宇宙での建設施設の必要性、宇宙で住みやすいコミュニティのレクリエーション、廃棄物のリサイクルと処理、人工重力のシミュレーション、そして最も重要なことは、このベンチャーが追求する価値があることを政府やグローバル組織に説得するなど、困難な課題が満載されています。

宇宙植民地化の見通しは、他の惑星の資源からエネルギーを抽出する方法を考案する道を開く。 地球上では、太陽電池パネルを使用して太陽からのエネルギーを利用することは特に効率的ではなく、大気や日々の暗闇(夜間など)によって引き起こされる不可避の障壁に直面しています。

しかし、宇宙では、太陽の構築物は中断することなく太陽からのエネルギーを永続的に利用することができます。 この膨大な量のエネルギーを利用することで、エネルギー消費を心配することなく太陽系全体を移動することができます。 さらに、化学資源は私達の太陽系の大きい供給にあります。 まず、NASAは最近、月に存在する資源から燃料、水、酸素を生成するプロジェクトに着手しました。

組織が宇宙生息地の開発に進出すべき理由のためのこれらの基礎を考えると、数十年前に有名な物理学者Gerard O’Neillによって提案された二つの反回転シリンダーからなる宇宙決済設計であるO’Neill cylinderを紹介することができます。

オニール-シリンダーのイラスト

オニール-シリンダーのイラスト(画像クレジット: Flickr)

物理学者であることとは別に、オニールはプリンストン大学の教授であり、宇宙愛好家でもありました。 彼はより高いエネルギーで素粒子物理学を探求するための新しい概念を開発した物理学の彼の仕事のために最も広く絶賛されているが、宇宙植民地化

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ジェラール-オニール(写真クレジット : Wolfkeeper/ウィキメディア-コモンズ)

オニール円筒のアイデアの起源

プリンストン大学で物理学を教えている間、オニールは宇宙での生活と生存が実際に可能性であることを実証するために、宇宙での巨大構造を設計するタスクを割り当てました。

彼の学生は、宇宙での人間の居住に対応するために数多くのデザインを思いついた。 ブレーンストーミングの長いセッションの後、オニールは、シリンダーのような空間決済デザインのアイデアに彼らの理論を煮詰めました。 その後、この設計の追加の詳細と機能は1974年にPhysics Todayに掲載されました。

オニールシリンダの設計

オニールシリンダの設計は、ジャイロ効果を軽減するために、軸受上で反対方向に回転する二つのシリンダで構成されています。 各シリンダーは長さ20マイル、直径5マイルで、長さに沿って6つの広いストライプ(3つの居住可能なスペースと3つの窓)であることが提案された。 オニールは、工業プロセスとレクリエーション施設が実質的に無重力環境の中心軸上に配置されることを想定していました。

オニール-シリンダー

オニール-シリンダーの内部図(写真提供:Rick Guidice/Wikimedia Commons)

重力シミュレーション

地球上での生活と宇宙(または他の天体)での生活の重要な違いの1つは、重力の違いです。 安定性のためには人工重力が必要であり、O’Neill cylinderにはそれを正確に達成するための準備があります。 二つの巨大な円筒がその軸上を回転すると、それらは人工重力を作成するために、内面の任意のオブジェクトの求心力を活用します。 円柱の大きさ、加速度方程式a=v2/rを考慮し、地球の加速度値(すなわち9.81)を代入すると、適切な重力をシミュレートするために円柱が時速約28回回転する必要があると推論することができる。

地球環境シミュレーション

地球と同様の構成で大気を維持することは、宇宙居住を構築する際の次の課題です。 オニールシリンダーは、地球上にあるものと同様のガスの比率で慎重に設計されています。 しかし、注意点があり、圧力は海面での圧力の半分です。 これは私たちの呼吸に実質的に影響を与えることはありませんが、このマイナーなトレードオフは、ガスの必要性や厚い壁の建設を減らすなど、一握りの 提案されたオニールシリンダーはまた、生息地がミラーの配置を使用して、シリンダー内のガスの比率を変更することにより、独自の微気候を制御することが

昼と夜のシミュレーション

人間の生息地は真空(空間)に位置しているため、シリンダーは本質的に巨大な魔法瓶に変わります! 理論的なオニールシリンダーは、三つの窓のそれぞれにヒンジ付きの一連の鏡を使用することによって、この問題を克服しようとしました。 こうすればはシリンダーに日の時間を模倣するために、直接日光指示できます。 同様に、鏡を回すことによって、夜のような雰囲気を作り出すことができます。 このシミュレートされた”夜”はまた、生物学的に生成された熱がシリンダーから放射されることを可能にする。

オニールのシリンダーの設計は技術的に健全であるにもかかわらず、アイデアは私たちの現在の技術で実装するにはあまりにも洗練されています。 これまでのところ、その実装はsfの領域に限定されています。 しかし、SpaceXやMars Oneのような組織の努力を考えると、おそらくいつかO’Neill cylindersは実際に人類が宇宙の広大さに落ち着くのを助けるでしょう!

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