ロチェスター大学の科学者グループは、宇宙に生息地を作るというアイデアを再考しました。
鍵は小惑星にある
小惑星は比較的小さな天体です恒星の周りを周回する太陽系の天体。それらは惑星よりもはるかに小さく、多くの場合不規則な形をしています。それらには大気はありませんが、場合によっては天然の衛星があります。
隕石と同様に、それらは鉄で構成されており、ニッケルやさまざまな石。組成的には地球型惑星に近い。小惑星は、望遠鏡で観察したときの星に似ていることからその名前が付けられました。小惑星は小さいため、星のように点として見えます。
新しい研究の著者らは次のように考えています。それらは巨大な資料の山のようなものです。 「太陽の周りを回るこれらの浮遊山々は、宇宙に都市を作るためのより速く、より安く、より効率的な道を提供してくれるかもしれません」と、この研究の共著者で物理学と天文学の教授であるアダム・フランクは説明する。
どうしたの？
ただ落ち着くのは素晴らしいアイデアのように思えました。小惑星で。しかし問題は、それらが十分な有用な重力を提供できるほど大きくないことです。そしてこれは重要です。無重力状態または低重力状態で長期間過ごすと、宇宙飛行士に健康上の問題が生じることが数多くの研究で示されています。科学者によると、可能な最小値は 0.3 g です。
放出された小惑星 2004 EW95 のアーティストの印象。クレジット: ESO、ウィキメディア・コモンズ
少なくともある程度の重力を作り出すには、理論的には、巨大な小惑星を「取り出し」、遠心力を利用してリングステーションのように「回転」させてその 0.3g を作り出すことができる可能性があります。次に、回転するオブジェクトの内側に完全に都市を構築します。科学者によると、この石は有害な宇宙放射線から人々を守ってくれるそうです。小惑星が引張強度の高い硬い岩石でできている場合、これは機能する可能性があります。
しかし、もう一つの問題は、少なくとも太陽系では、ほとんどの小惑星は十分に硬くない岩石でできています。研究では、それらのほとんどが「巨大な瓦礫の山」、つまり相互の重力によって弱く結合されたさまざまなサイズの岩の塊であることが判明しました。そのような物体を回転させると、粉々に砕けます。
解決策があります
その結果、科学者たちはこれについて異なる見方をしました宇宙ゴミの山。彼らの反応は、それを「巨大な袋」に詰め込むことです。科学者たちは、柔軟で超軽量かつ超強力なカーボンナノファイバーのメッシュで作られた、小惑星そのものよりわずかに大きい円筒形の袋を想像しました。筆頭著者で博士号取得候補者のピーター・ミクラヴチッチ氏によれば、これは地球外の生息地の創造に適しているという。
円筒形の回転生息地、ソーラーパネルで覆われています。内部には小惑星の瓦礫とレゴリスの厚い層があり、放射線から身を守っています。ソーラーパネルの直下には、破片が飛び散るのを防ぐ丈夫で硬いコンテナがあります。生息地はその縦軸の周りを回転し、内面に重力を生み出します。
出典: フロンティア
一例として、科学者はプロセスをシミュレーションしました半径 300 m のベンヌに似た小さな小惑星の周囲を周回する計画です。この計画では、小惑星を包み込むのに十分な初期半径を持つナノファイバー バッグを使用することになっていますが、半径約 3 km まで拡張するように設計されており、内蔵のエネルギー吸収補償器。
そこで科学者たちは小惑星を破壊することを提案するピースをして裏返します。研究者らは、太陽エネルギーで作動する銃を使えばこれが可能であると判断した。保護ネットの外面に取り付ける必要があります。彼らはベルトコンベアやアルキメデスのスクリューを使って小惑星の破片を捕らえます。そして、それらを接線方向に空間に投げて、トルクを生み出します。
小惑星の自転がますます速くなると、その瓦礫が外側に投げ出され、ナノファイバーの袋が満たされて膨張します。クレジット: ロチェスター大学
小惑星の自転がますます速くなると、その瓦礫が外側に投げ出され、ナノファイバーの袋が満たされて膨張します。
どのように見えるでしょうか？
さまざまなパラメータ（量）に応じて太陽エネルギー、銃、瓦礫など）を考慮して、チームは公式を作成しました。これは、小惑星物質を望ましい状態まで回転させるのにどれくらいの時間がかかるか、また有用な人工重力を達成するためにどのくらいの速度がかかるかを示します。式は次のようになります。
出典: フロンティア
たとえば、ベンヌの大きさの物体は数か月以内に加速できます。
科学者の計算に基づくと、小惑星はしたがって、直径300メートルのこの空間は、約56.9平方キロメートルの居住面積を持つ円筒形の宇宙生息地に「拡張」することができます。マンハッタンとほぼ同じ大きさです。この場合、カーボン ナノファイバー メッシュに作用する応力は、現在存在する多くの建築材料の範囲内になります。
これにより、円筒形の回転媒体が得られます。太陽光パネルで覆われた生息地。内部には小惑星の瓦礫とレゴリスの厚い層があり、放射線から身を守っています。ソーラーパネルの直下には、破片が飛び散るのを防ぐ丈夫で硬いコンテナがあります。生息地はその縦軸の周りを回転し、内面に重力を生み出します。
一番下の行は何ですか？
計算の結果、科学者たちは次のような結論に達しました。ナノファイバーメッシュバッグの中で小惑星を裏返すことは、宇宙都市の基礎を築く実現可能な方法です。結局のところ、これは地球から建設資材を打ち上げるよりもはるかに安価で簡単です。
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表紙写真提供：ロチェスター大学