Многие люди верят, что Земля вскоре окажется в опасности, и что размашистая природа человечества послужит тому причиной. Благодаря быстрому техническому прогрессу последних нескольких веков мы стремительно истощаем ресурсы Земли, чтобы обеспечить наши промышленные потребности и глобальную торговлю. Футуристы склонны считать, что у нас не останется иного выбора, кроме как исследовать и колонизировать космическое пространство, когда доступные ресурсы на Земле, наконец, подойдут к исчерпанию.
Тем не менее, создание космической среды обитания является нелегкой задачей и сопряжено с серьезными проблемами, такими как строительство объектов в космосе, воссоздание пригодных для жизни условий, рециркуляция и переработка отходов, моделирование искусственной гравитации и т.д. Но промышленный эффект и главный приз в случае реализации этих замыслов - возможность извлекать энергию Солнца в невиданных масштабах за счет размещения гигантских солнечных панелей на обслуживаемых корпусах в космосе.
Одна из наиболее тщательно продуманных концепций будущих космических обиталищ - Цилиндр О'Нила. Это внушительных размеров конструкция, состоящая из двух вращающихся цилиндров, предложенная известным физиком Джерардом О’Нилом несколько десятилетий назад.
Происхождение идеи цилиндра
Преподавая физику своим студентам в Принстонском университете, О'Нил поручил им разработать концепцию орбитальной мегаструктуры, чтобы продемонстрировать, что жизнь и выживание в космосе действительно возможны. Его ученики придумали множество проектов для размещения человека во враждебной среде космоса. После долгого сеанса мозгового штурма О'Нил свел их теории к идее цилиндрической конструкции космического поселения. Позже, дополнительные детали и функционал этой структуры были опубликованы в Physics Today в 1974 году; предложенный концепт был назван цилиндром О'Нила.
Конструкция цилиндра О'Нила
Конструкция состоит из двух цилиндров, вращающихся на подшипнике в противоположных направлениях, чтобы смягчить гироскопический эффект. Предполагалось, что каждый цилиндр будет иметь длину 20 миль и диаметр 5 миль, с 6 широкими продольными полосами (3 обитаемых пространства и 3 окна). О'Нил предполагал, что промышленные процессы и объекты для отдыха будут расположены на центральной оси - практически в условиях невесомости.
Гравитационное моделирование
Одним из ключевых различий между жизнью на Земле и жизнью в космосе (или на любом другом астрономическом теле) является разница в гравитации. Искусственная гравитация необходима для воссоздания условий, в которых нуждается человеческий организм, приспособленный к силе тяжести на Земле, и у цилиндра О'Нила есть все возможности для достижения именно этого. Поскольку два гигантских цилиндра вращаются вокруг своей оси, они будут использовать центростремительную силу любого объекта на внутренней поверхности для создания искусственной гравитации. Учитывая размеры конструкции и подставляя величину ускорения свободного падения (9,81) в уравнение: a = v² / r , мы можем сделать вывод, что цилиндру потребуется совершать полный круг вращения примерно 28 раз в час, чтобы моделировать гравитационную силу Земли.
Воссоздание земной среды
Поддержание атмосферы подобной земной является следующей проблемой при возведении космической колонии. Цилиндр О'Нила разумно спроектирован, чтобы поддерживать соотношение газов аналогичное тому, что встречается на Земле. Тем не менее, есть одна оговорка: давление внутри цилиндра будет вдвое меньше земного, что, впрочем, не окажет существенного влияния на наше дыхание. Напротив, этот незначительный компромисс даст ряд преимуществ, поскольку снизится общая потребность в газе, и отпадет нужда строить слишком толстые стены, чтобы сдерживать давление. В предлагаемом цилиндре О'Нила также предусмотрены механизмы, за счет которых среда обитания сможет контролировать свой собственный микроклимат, используя расположение зеркал и изменяя соотношение газов в цилиндре.
Симуляция дня и ночи
Когда среда обитания человека находится в космическом вакууме, цилиндр превращается в огромный термос! Теоретический концепт О'Нила пытался преодолеть эту проблему, используя систему зеркал, прикрепленных к каждому из трех окон. Таким образом, прямой солнечный свет может быть направлен в цилиндр для имитации дневного времени. Точно так же, повернув зеркало в сторону, можно воссоздать и ночные сумерки. Эта искусственная "ночь" будет выполнять и другую важную функцию - позволять излишкам накопленного за "день" тепла покидать цилиндр.
*** ***
Несмотря на технически обоснованную конструкцию цилиндра О'Нила, идея слишком сложна, чтобы ее можно было воплотить в жизнь с помощью наших сегодняшних технологий. До настоящего времени его реализация была ограничена областью научной фантастики. Однако, учитывая усилия таких организаций как SpaceX и Mars One, возможно, когда-нибудь цилиндры О'Нила действительно помогут человечеству освоиться на бескрайних просторах космоса!
А далее речь пойдет об идеальных местах в космосе для размещения островов О'Нила.
Ставьте палец вверх, если вам понравился материал, делитесь им в соц. сетях и подписывайтесь на канал. До новых встреч!
