Insula III

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 3 decembrie 2017; verificările necesită 10 modificări .

Cilindrul O'Neill, cunoscut și sub numele de Insula III , este o stație spațială de tip „ așezare spațială ” propusă de fizicianul Gerard O'Neill în cartea sa High Reach . [1] În carte, O'Neill a descris colonizarea spațiului în secolul 21 folosind lunarmateriale. Cilindrul O'Neill era doi cilindri contrarotativi foarte mari, fiecare cu un diametru de 5 mile (8 kilometri) și 20 mile (32 de kilometri) lungime, legați unul de celălalt la capete prin tije printr-un sistem de rulmenți. Rotindu-se, ele creează gravitație artificială pe suprafața lor interioară datorită forței centrifuge . [2]

Circumstanțele

Ca profesor la Universitatea Princeton la acea vreme , O'Neill a conceput proiectul unei mari platforme orbitale cu studenți, cu intenția de a arăta că explorarea spațiului și viața acolo era un obiectiv dezirabil și realizabil. Mai multe proiecte au fost suficient de mari pentru a crea un mediu uman favorabil. Acest rezultat comun i-a dat ideea unui cilindru, iar acest proiect a fost publicat pentru prima dată de O'Neill în septembrie 1974 în lucrarea „Physics Today”. [3]

Insula Unu, Doi și Trei

O'Neill a creat trei proiecte desemnate:

Insula I  - o sferă , un cerc de o milă (1681 picioare sau 512,27 metri în diametru) care s-a rotit și oamenii locuiau în regiunea sa ecuatorială (vezi Sfera Bernal .) Mai târziu , NASA (NASA / Ames) într-un studiu la Universitatea Stanford a dezvoltat o alternativă versiunea Island One: Stanford torus , toroidal de 1600 de metri (aproximativ o milă) în diametru. [patru]

Insula II  este, de asemenea, o sferă, de doar 1600 de metri în diametru.

Insula III  - doi cilindri contrarotativi, fiecare cu diametrul de 5 mile (8 km) și lungime de până la 20 mile (32 km). [5] Fiecare cilindru are șase secțiuni egale de bandă de-a lungul lungimii cilindrului; trei ferestre, trei „țări”. În plus, inelele agricole exterioare, cu o rază de 10 mile (16 km), se rotesc la viteze diferite pentru diferite tipuri de agricultură. Blocul industrial este situat la mijloc (în spatele blocului antenei parabolice), unde gravitația minimă sau gravitația zero facilitează unele operațiuni pentru producerea unui număr de materiale.

Pentru a scăpa de costurile colosale ale transportului materialelor pentru asamblare de pe Pământ, aceste stații trebuiau realizate cu materiale transportate din spațiu, cum ar fi de pe Lună folosind, de exemplu, o catapultă electromagnetică . [6]

Gravitația artificială

Cilindrii se rotesc, creând gravitație artificială pe suprafețele lor interioare. Cu o rază mare, cilindrul se va roti cu o viteză de 40 de rotații pe oră, simulând gravitația obișnuită a pământului. Un studiu al factorului uman atunci când se rotește în legături [7] [8] [9] [10] [11] arată că aproape nicio persoană (la o viteză atât de mică de mișcare), după cum arată experiența, nu suferă de rău de mare sub acţiunea efectului Coriolis asupra urechii interne. Oamenii pot observa direcția de rotație atunci când își întorc capul, iar când obiectele cad, se vor abate cu câțiva centimetri. [12] Axa centrală poate fi o zonă fără greutate și a fost prevăzută pentru instalații de întreținere și recuperare.

Atmosferă și radiații

Stația a fost planificată să fie prevăzută cu o atmosferă cu o presiune egală cu jumătate din cea a pământului și constând din 40% oxigen și 60% azot. O astfel de presiune a făcut posibilă conservarea aerului și reducerea sarcinii pe pereți. [13] [14] La această scară, aerul din interiorul cilindrului oferă o protecție adecvată împotriva razelor cosmice.

Sunshine

Oglinzi mari pe spatele fiecărei ferestre. Marginea deschisă a ferestrelor indică spre Soare. Scopul oglinzilor este de a reflecta lumina soarelui în cilindru prin ferestre. Noaptea este simulată prin deschiderea oglinzilor, permițând ferestrelor să afișeze o vedere a spațiului cosmic; care permite, de asemenea, radiarea excesului de căldură în spațiu. În timpul zilei, lumina reflectată a soarelui se mișcă datorită mișcării oglinzilor, dând naștere efectului modificării obișnuite a unghiului de incidență a razelor de lumină pe Pământ. Deși invizibilă cu ochiul liber, imaginea Soarelui poate fi observată atunci când cilindrul se rotește. Lumina reflectată de oglinzi este polarizată, ceea ce poate deruta albinele. [cincisprezece]

Permițând luminii să intre în stație, ferestre mari se întind pe toată lungimea cilindrului. [16] Acestea nu sunt alcătuite dintr-o singură bucată de sticlă, ci sunt proiectate pentru a fi împărțite în mai multe secțiuni mici pentru a preveni eventualele deteriorări, iar cadrul din aluminiu sau oțel al ferestrelor poate rezista la impactul din exterior sau la presiunea aerului din interiorul stației. . [17]

Uneori, un meteorit poate sparge geamurile. Acest lucru poate provoca o oarecare pierdere de atmosferă, dar calculul arată că astfel de cazuri nu pot fi catastrofale, în comparație cu volumul uriaș al stației. [17] Pentru a evita acest lucru, ar trebui utilizate materiale flexibile , dar foarte rezistente.

Control spațial

Stația și oglinzile sale pot fi orientate spre Soare. O'Neill și studenții săi au elaborat cu atenție o tehnică pentru rotirea constantă a stației la 360° prin rotație orbitală fără utilizarea propulsiei cu reacție. [optsprezece]

Prima pereche de dispozitive poate fi rotită folosind o roată de moment - un dispozitiv special, cum ar fi un volant. Dacă rotația unui dispozitiv este ușor încetinită, cei doi cilindri se vor roti fiecare în felul său. Odată ce planul, având forma a două axe de rotație perpendiculare pe orbită (axa de rotație), care este o pereche de cilindri, se poate abate de la direcția Soarelui, atunci se va pune în mișcare o forță între cei doi lagăre: aceasta va provoca efectul precesiei giroscopice asupra ambilor cilindri, iar sistemul se va abate într-o direcție, ceea ce va provoca o abatere în cealaltă direcție. Rotirea structurilor în direcția opusă nu neutralizează efectul giroscopic și astfel această precesie slabă face ca structura să se rotească pe orbită și o orientează spre Soare.

Vezi și

Insula III în ficțiune

În literatura științifico-fantastică, „Insula III” a fost prezentată în filmul Interstellar . La sfârșitul filmului, eroul intră în această stație spațială pe scară largă, a cărei structură era foarte asemănătoare cu unul dintre cilindrii Insulei III.

Stația „Citadelă” din seria de jocuri Mass Effect este, de asemenea, foarte asemănătoare ca design cu „Island III”.

Link -uri

  1. ↑ O'Neill, Gerard K. The High Frontier: Coloniile umane în  spațiu . - New York: William Morrow & Company , 1977. - ISBN 0-688-03133-1 .
  2. ↑ ibid. Frontiera înaltă, capitolul V
  3. ↑ O'Neill, Gerard K. Colonizarea spațiului  (engleză)  // Physics Today  : revistă. - 1974. - Septembrie ( vol. 27 , nr. 9 ). - P. 32-40 . — ISSN 0031-9228 .  (link indisponibil)
  4. ↑ Space Settlements, A Design Study, 1977, NASA SP-413 Arhivat 12 iunie 2011 la Wayback Machine , accesat 4 iunie 2009
  5. ↑ Cilindru O'Neill (link nu este disponibil) . Așezări spațiale orbitale . Societatea Spațială Națională . Consultat la 19 aprilie 2009. Arhivat din original pe 21 februarie 2009. 
  6. ↑ ibid, O'Neil, High Frontier, p149
  7. ↑ Beauchamp, GT: Efecte adverse datorate rotației vehiculelor spațiale, Astronautical Sciences Review, vol. 3 nr. 4 oct-dec. 1961, pp.9-11
  8. ↑ Proceedings of the Symposium on the Role of the Vestibular Organs in Manned Spaceflight, NASA SP-77, 1965; Deosebit de util: Thompson, Allen B.:Physiological Design Criteria for Artificial Gravity Environments in Manned Space Systems
  9. ↑ Newsom, BP: Factorii de locuință într-o stație spațială rotativă, Space Life Sciences, voi. 3, iunie 1972, pp192-197
  10. ↑ Proceedings of the Fifth Symposium on the Role of Vestibular Organs in Space Exploration, Pensacola, Florida, 19-21 august 1970, NASA SP-314, 1973
  11. ↑ Altman, F.: Some Aversive Effects of Centrifugally Generated Gravity, Aerospace Medicine, voi. 44, 1973, pp. 418-421
  12. ↑ ibid. Studiul NASA SP-413, pp22
  13. ↑ ibid. Frontieră înaltă p117
  14. ↑ ibid. Studiul NASA SP-413, p22-3 Arhivat 25 iunie 2017 la Wayback Machine  
  15. ↑ ibid. Frontieră înaltă p63..64
  16. ↑ ibid. frontieră înaltă p63
  17. ↑ 12 ibid . Frontieră înaltă p112
  18. ↑ ibid. Frontiera înaltă, p100
 Stații orbitale ( listă )
Operare Stația Spațială Internațională (ISS) RPC Stația spațială chineză (CCS)
Părți ale ISS
Efectuat URSS / Rusia Salut unu Cosmos- 557¹ 3² _ patru 5² _ 6 7 Lume STATELE UNITE ALE AMERICII skylab hub spațial Europa laboratorul spațial RPC Tiangong-1 Tiangong-2
Prototipuri¹ STATELE UNITE ALE AMERICII Manned Orbital Laboratory - OPS 0855 (MOL) Geneza I și Geneza II URSS Diamant Saliut-2 Cosmos-1870 Almaz-1A Stâlp
Planificat India Stația spațială indiană STATELE UNITE ALE AMERICII Stația spațială comercială Bigelow axiome recif orbital Rusia Stația Spațială Națională Orbitală Internaţional Platformă-Gateway orbitală lunară
Anulat STATELE UNITE ALE AMERICII Skylab B Rusia stație spațială comercială Almaz-1V RPC Tiangong-3 Bigelow Aerospace Galaxie
¹ Nu este utilizat pentru călătoriile în spațiu uman. ² Parte a programului militar Almaz .
 Colonizarea spațiului
Colonizarea
sistemului solar		 Colonizarea spațiului
Terraformarea
Colonizarea în afara
sistemului solar
Așezări spațiale
Resurse și energie