一千萬個為什麽

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在掏空的小行星內設計城市

當我還是個孩子的時候,我讀了Asimov的一篇文章,描述了一個由裏而外的小行星 :(來自維基百科的摘要)

Bubbleworld或Inside/Outside概念起源於Dandridge   M. Cole在1964年。這個概念要求鉆穿隧道   鐵或鎳鐵的大小行星的最長軸   組成並用揮發性物質填充,可能是水。   附近將建造一個非常大的太陽能反射器,聚焦   太陽能加熱到小行星上,首先焊接並密封隧道末端,   然後更加彌散地慢慢加熱整個外表面。作為   金屬軟化,裏面的水膨脹並膨脹物質,同時   旋轉力有助於將其塑造成圓柱形。一旦擴大   並允許冷卻,它可以旋轉產生人造重力,和   內部充滿了土壤,空氣和水。通過創造一個輕微的   在圓筒中間凸起,可以制成一個環形湖   形成。反射器將允許陽光進入並被引導到哪裏   需要的。

inside out asteroid - external inside out asteroid - internal

復古插圖可能看起來像 O'Neill Cylinder ,但實際上是十年前,而不是那個概念,來自Dandridge Cole 1965年的著作超越明天:未來50年的太空。嗯,這是50年後現在,仍然夢想著太空探索。

我找不到我記得的阿西莫夫文章和其他網站所提到的。如果有人知道,請隨時編輯。 更新:似乎是 像Spome這樣的地方 此集合更新²:不,不是。那篇文章提到了它們如何能夠在整個銀河系中傳播,但並沒有形成用鏡子炸毀的東西。

阿西莫夫說,除了通過炸毀像氣球這樣的金屬小行星來建造棲息地之外(從更為深奧的東西閱讀,在某種程度上相關)不僅僅是“一個城市”而是一個文明:許多這樣的泡沫世界會合作並做自己獨特的事情。它們甚至可能像風中的蒲公英種子一樣被拋棄,從未真正離開家鄉的人們也在其他星系中殖民,也不會對家庭系統有很大的依戀:政治差異或探索的沖動?剛剛拋棄。

我被這個想法所吸引,並將其用作許多高中寫作作業的背景。那是計算機前的,所以我沒有任何幸存的手寫手稿,我很遺憾地說。


因此受到每兩周一次主題挑戰的啟發在發布答案而不是新問題上打破了我的長篇大論,我將這引起21世紀的世界建築愛好者的註意,正好是它最初想象的50年之後。

我們如何設計通過吹制數英裏寬的鐵水/鎳滴形成的泡殼中的城市?

我們有關於旋轉圓筒的小說的一般想法,帶有環帶湖和快樂的公園環繞天空。

也許我們將面向大型空心區域以及下方的房屋和工業(更多地向外)。但這仍然是合乎邏輯的結論嗎?

根據人口標準,這樣一個單位可能很小:一個城市。但它是東京或曼哈頓型城市嗎?即便如此,它也不需要是一個自給自足的民族因為會有許多合作城市。他們會變得非常專業,比如單一的“公司城鎮”嗎?

我特別感興趣的是那些在眾所周知的SF之前沒有被考慮過的方法(似乎過時了),以及在僅僅假設它作為一個背景的故事中被忽略的實際考慮因素。

最佳答案

讓我們從一個大小開始。只是為了笑容,假設內部是一個直徑1公裏,長10公裏(長6英裏)的圓柱體。它必須在1轉以上旋轉一圈,在內表面提供1克。總面積約為30平方公裏,約12平方英裏。

施工。我們假設最終壁厚為100米。總壁體積約為3.6km³,因此原始小行星的直徑必須約為2 km。熔化這塊鐵所需的絕對最小功率水平將是~8TW,因為在熔點下,黑體輻射將輻射每平方米約300kW。在地球軌道上,這將需要超過500萬平方公裏的鏡子。那是一個直徑約2500公裏的圓形鏡子。

照明:為了在整個表面提供正常的日光水平(1千瓦/平方米),總功率約為30吉瓦。將其推入端蓋中的端口將是危險的。如果你假設一個100米直徑的窗口,窗口的功率水平將只有1兆瓦/平方米,或太陽亮度的1000倍。該光束必須沿著軸線向下發送,沿著軸向下一系列鏡子,以將光線散射到表面。因此軸將非常絕對禁止。坦率地說,我不知道如何指定直徑100米的高質量窗戶,其中包含10到15磅/平方英寸的壓力。我懷疑它必須是一塊,因為如果你從面板中取出它,支撐結構必須承受高溫(由於功率通量)並且仍然足夠堅固以在壓力下保持在一起。也許是鈦/藍寶石?我不確定這個項目的成本。由於菌落制造需要一個真正巨大的鏡子陣列,產生必要的光照水平(即使在外部系統距離)應該不是一個真正的問題。

壓力室。正如修昔底德所指出的那樣,這似乎是一個好主意,但光傳播問題仍然存在。劃分越多,您需要的窗戶越多,結構越弱。

人口。假設一個殖民地在食物方面應該是自給自足的,這可能是一個好主意,因為食物生產基本上是整個殖民地社區的零和遊戲。那麽你需要多少區域來養活人們?讓我們假設一個半(但不完全)的素食生活方式,每人一英畝。我寧願使用2英畝,但是讓我們說長日照周期會提高生產力。肉是兔子,魚和雞,但沒有奶牛。占地1英畝約4000平方米,因此總內部面積將支持約7500人。這是一個非常小的城鎮,所以像代議制民主這樣的東西應該有效。請註意,您無法通過假設多級別場來解決這個問題:它的亮度是限制因素。還需要考慮回收水和提取硝酸鹽和磷酸鹽的需要。由於該系統是封閉的,您不能繼續添加肥料以保持作物產量而不會中毒生態系統。還需要考慮的是土壤的資本成本。 1英尺深的3000萬平方米土壤總面積約為10平方公裏。鎳鐵小行星有大約30%的雜質,如矽酸鹽,可以想象可以提供巖石/沙子/泥土的基礎,​​但它似乎需要大量的手揮動來解釋它將如何與最初熔化的東西分開斑點。再一次,我想知道成本。

空間分布。一個明顯的方法是在終端的兩側建立生活區。總面積約150萬平方米,即每人約200平方米。請註意,這不是占地面積,而是窗口空間。如果生活空間沿兩端的軸線延伸100米,那麽10公裏或者5%的農田只會損失200米,總人居住面積約為每人20,000立方米。即使允許共同的空間和基礎設施,它似乎也足夠了。關於哪個區域更理想 - 向上朝向軸線或向下朝向表面,這是一個折騰。軸向的自然首要趨勢有兩個方面 - 排他性(可用面積較小)和低g奢侈品。這個不太明顯的缺點是,生活在低g的時候對一個人的健康有害。下一個明顯的方法是將氣缸壁分成多層,農業在“屋頂”上,工業在“下面”。由於所涉及的材料可能是鎳鋼,這應該是直截了當的,但由於地下水造成的銹蝕可能是一個真正的長期結構完整性問題。工業區顯然可以使用人造光。

自suffiency。正如我在農業部分所提到的,我認為專門的“農場棲息地”沒有多大意義。除了所需的光照水平的基本問題之外,運輸也是一個問題。假設一個棲息地專門研究某種東西(工業,比方說),人口為10萬,這與陸地標準相差無幾。它需要每人每天5磅的物品,或每天250噸。太空船移動那種噸位有點不確定。其中一半(食物)相當容易腐爛,這意味著在相對較短的距離內運輸需要相當高的平均速度,這反過來意味著高推力。更糟糕的是,任何技術都必須是無反應性的,因為反應質量會丟失並且必須進口,而且現在很快就不會開發出來。 (光子驅動器是無反應的,這是真的。在高推力時,它們會產生非常好的死亡射線,並且交通控制變得非常敏感。)

專業化。雖然每個殖民地都將接近自給自足,但技術活動中存在知識經濟規模,這可能會或可能不會被現成的溝通所抵消。 (例如,一些公司已經發現,外包會產生盡可能多的問題。面對面的會議可能是一件非常好的事情。)這可能會導致殖民地之間的專業化,但總會受到成本的限制。成品運輸。特別是,如果局部制作變得簡單(想想類固醇上的3D打印機),殖民地很可能成為利基設計師,設計是銷售和分銷而不是成品或零件。藝術作品的傳播對於作家和視覺藝術家來說足夠簡單,而工藝藝術(陶器,雕塑,繪畫,定制文物等)可能足夠便宜,以便能夠建立藝術家殖民地,盡管需要提供食物和基本服務將使藝術人口受到控制。此外,它可能成為可行的殖民地(不會因內部沖突而撕裂)的標準,要求每個人都要投入一定數量的農業勞動力。否則會鼓勵農民和(藝術家/工程師/官僚/等)之間的社會分裂,這種分裂可能會非常糟糕。

轉載註明原文: 在掏空的小行星內設計城市