Innehållsförteckning

  • ursprung av tanken för O ’Neill-cylindern
  • Design av O’ Neill-cylindern

många tror att jorden snart kommer att vara i fara och mänsklighetens spridande natur är den obestridliga orsaken. Med den snabba tekniska utvecklingen och utvecklingen av de senaste århundradena, vi snabbt ansträngande resurser från planeten jorden för att driva våra industriella behov och global handel. Många futurister känner att vi inte kommer att ha något annat val än att utforska och kolonisera rymden om vi tänker överleva in i en framtid när resurser på jorden inte längre kan uppfylla våra krav.

överbefolkning är en överhängande utmaning som gör behovet av interstellära resor och kolonisering ännu mer brådskande. Med det sagt är det inte lätt att bygga en rymdhabitat och är laddad med skrämmande utmaningar, såsom behovet av bygganläggningar i rymden, rekreation av livliga samhällen i rymden, återvinning och bearbetning av avfall, simulering av artificiell gravitation och viktigast av allt—övertygande regeringar och globala organisationer som detta företag är värt att driva.

utsikterna till rymdkolonisering banar väg för att utforma metoder för att utvinna energi från resurser på andra planeter. På jorden är det inte särskilt effektivt att utnyttja energi från solen med solpaneler och står inför oundvikliga hinder som orsakas av atmosfären och den dagliga förekomsten av mörker (t.ex. natt).

men i rymden kan solkonstruktioner ständigt utnyttja energi från solen utan avbrott. Att använda denna rikliga mängd energi skulle göra det möjligt för oss att resa genom vårt solsystem utan att oroa oss för energiförbrukningen. Dessutom skulle kemiska resurser vara i stor tillgång i vårt solsystem. Till att börja med har NASA nyligen påbörjat ett projekt för att generera bränsle, vatten och syre från resurser som finns på månen.

med tanke på dessa grundvalar för varför organisationer bör fördjupa sig i att utveckla en rymdhabitat, låt mig introducera O ’Neill—cylindern-en rymdbosättningsdesign bestående av två motroterande cylindrar som föreslagits av den kända fysikern Gerard O’ Neill för några decennier sedan.

Illustration av O 'Neill cylinder

Illustration av O’ Neill cylinder (bild kredit: Flickr)

förutom att vara fysiker var O ’ Neill också professor vid Princeton University och rymdentusiast. Även om han är mest hyllad för sitt arbete inom fysik, där han utvecklade nya koncept för att utforska partikelfysik vid högre energier, visade sig hans arbete med rymdkolonisering vara hans verkligt långvariga arv.

Gerard_Kitchen_ONeill

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

ursprunget till tanken för O ’Neill-cylindern

medan han undervisade fysik till sina elever vid Princeton University, tilldelade O’ Neill dem uppgiften att utforma en megastruktur i rymden för att visa att levande och överlevande i rymden faktiskt är en möjlighet.

hans elever kom med många mönster för att rymma mänsklig bostad i rymden. Efter en lång session av brainstorming kokade O ’ Neill sina teorier ner till tanken på en cylinderliknande rymduppgörelse. Senare publicerades ytterligare detaljer och funktionen av denna design I Physics Today 1974; cylindern kallades lämpligt O ’ Neill-cylindern.

Design av O ’Neill-cylindern

O’ Neill-cylinderdesignen består av två cylindrar som roterar i motsatta riktningar på ett lager för att mildra den gyroskopiska effekten. Varje cylinder föreslogs vara 20 miles lång och 5 miles i diameter, med 6 breda ränder längs dess längd (3 beboeliga utrymmen och 3 fönster). O ’ Neill förutsåg att industriella processer och fritidsanläggningar skulle placeras på den centrala axeln i en praktiskt taget nollgravitationsmiljö.

 O 'Neill Cylinder

inre vy av O’ Neill cylinder med alternerande bostad och fönster ränder(Foto Kredit: Rick Guidice / Wikimedia Commons)

Gravity Simulation

en viktig skillnad mellan att leva på jorden och att leva i rymden (eller på någon annan astronomisk kropp) är skillnaden i gravitation. Konstgjord gravitation behövs för stabilitet, och O ’ Neill-cylindern har en bestämmelse för att uppnå exakt det. När de två jättecylindrarna roterar på sin axel, skulle de utnyttja centripetalkraften hos något föremål i innerytan för att skapa konstgjord gravitation. Med tanke på cylinderns dimensioner, accelerationsekvationen: a=v2/r, och ersätter jordens accelerationsvärde (dvs 9,81), kan vi dra slutsatsen att cylindern skulle behöva rotera ungefär 28 gånger per timme för att simulera en lämplig gravitationskraft.

jordisk Miljösimulering

att upprätthålla en atmosfär med en konstitution som liknar jordens är nästa utmaning när man bygger en rymdbostad. O ’ Neill-cylindern är försiktigt utformad med ett förhållande av gaser som liknar vad som finns på jorden. Det finns dock en varning; trycket är hälften av det vid havsnivån. Detta skulle inte påverka vår andning väsentligt, men denna mindre avvägning skulle översättas till en handfull fördelar, som att minska behovet av gas och byggandet av tjocka väggar. Den föreslagna O ’ Neill-cylindern har också bestämmelser där livsmiljön skulle kunna styra sitt eget mikroklimat med hjälp av ett arrangemang av speglar och genom att ändra förhållandet mellan gaser i cylindern.

dag och natt simulering

med den mänskliga livsmiljön belägen i ett vakuum (utrymme) förvandlas cylindern i huvudsak till en enorm termos! Den teoretiska O ’ Neill-cylindern försökte övervinna denna fråga genom att använda en serie speglar som var gångjärn på var och en av de tre fönstren. På så sätt kan direkt solljus riktas in i cylindern för att simulera dagtid. På samma sätt, genom att vrida spegeln bort, kunde en nattliknande atmosfär skapas. Denna simulerade ’natt’ skulle också tillåta den värme som produceras biologiskt att stråla ut ur cylindern.

trots att O ’ Neill-cylinderns design är tekniskt sund är tanken för sofistikerad för att kunna implementeras med vår nuvarande teknik. Hittills har dess genomförande begränsats till science fiction. Men med tanke på ansträngningarna från organisationer som SpaceX och Mars One, kanske en dag kommer O ’ Neill-cylindrar faktiskt att hjälpa mänskligheten att bosätta sig i rymdens stora storhet!

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.