гипотетические инженерные сооружения астрономических масштабов. Как правило, в такую категорию включают искусственные объекты размерами в десятки тысяч километров и более. Астроинженерные сооружения представляют интерес как проекты освоения космоса, как примеры масштабных инженерных задач, как объекты поиска следов деятельности внеземных цивилизация
я кратенько, с лифтом - более-менее понятно), а остальные..
Сфера Дайсона (Freeman Dyson, американский астрофизик) - гипотетическая искусственная сфера, которую могла бы соорудить очень развитая цивилизация для того, чтобы перехватывать все излучение родительской звезды и использовать это излучение как источник энергии. На рисунке приведена сфера Дайсона для нашей Солнечной системы, имеющей радиус 1AU ( ]астрономическая единица ) и толщину 3 метра. На сооружение такой сферы Дайсон предполагал использовать массу планеты подобной Юпитеру. Обнаружение такой сферы могло бы быть прямым доказательством существования внеземных цивилизаций.
Для предупреждения угрозы саморазрушения сферы, идея изменения её конструкции была развита в нескольких вариантах:
Жесткое кольцо относительно небольшой ширины (порядка процентов диаметра) — см. Кольцо Нивена .
Жесткое широкое экваториальное кольцо, разомкнутое вблизи полюсов и изогнутое по поверхности постоянного абсолютного значения вектора ускорения свободного падения, так что вес пробного тела одинаков в любой точке на внутренней стороне Сферы.
Структура Крисвелла — развитие идеи Сферы Дайсона, но с фрактальной поверхностью для максимизации площади, воспринимающей излучение звезды поверхности.
Все такие варианты уже нельзя называть «сферой», но такое общее название сохраняется исторически.
Мозг-матрешка меня тоже заинтриговал):
Термин "Мозг-матрешка" был изобретен Робертом Брэдбери как альтернатива концепции "Мозг Юпитер" - концепции, похожей на "Мозг-матрешка", но предполагающей меньшие планетарные масштабы, оптимизированной под минимальные задержки в распространении электронных сигналов. Дизайн "Мозга-матрешки" сосредоточен на чистом потенциале и максимальном количестве энергии, извлекающейся со своей звезды.
Такая структура будет состоять из двух или более (обычно более) сфер Дайсона, построенных вокруг звезды и вложенных одна в другую (отсюда и название - "матрёшка"). Значительная часть оболочки будет состоять из наноразмерных компьютеров (см. Компьютрониум молекулярного масштаба - англ.). Эти компьютеры будут частично потреблять энергию от обмена энергией между звездой и межзвездным пространством. Оболочки (или компоненты, как в рое Дайсона) будут поглощать энергию, использовать её для своих компьютерных систем, и снова излучать энергию наружу. Наноразмерные компьютеры каждого корпуса будут сконструированы для работы при различных температурах; оболочки или компоненты в своих сердцевинах могут быть такими же жаркими, как и центральная звезда, а внешний слой наоборот - может быть таким же холодным, как и межзвездное пространство.
Идея "Мозга-матрешки" не нарушает ни один из известных в настоящее время законов физики, хотя технические детали создания такой структуры должны быть ошеломляющими, также как и тот факт, что создание такого проекта требует "разборки" значительной части планет конкретной звездной системы на строительные материалы.
популярная дилетантская статья неомистиков, противников рационализма. Лучше послушать Фромма: Иррациональность... есть не прогресс, ареакция.Поражение рационализмаXVIII-XIXвеков было связано не с верой в разум, а с узостью его концепций. Не псевдорелигиозный обскурантизм, не ослабление, а усиление позиций разума и упорный поиск истины – вот то, что может исправить ошибки одностороннего рационализма.
На протяжении столетий считалось, что мозг человека функционирует как единое целое. Позднее оказалось, что часть нашего мозга представляет собой своеобразный "мозг в мозге". Но настоящий шок случился тогда, когда экспериментально было доказано, что разрыв связей между левым и правым полушарием мозга практически никак не влияет на умственные и функциональные способ ности человека, а при случае этот метод может даже излечивать эпилепсию. Нейрофизиологи Роджер Сперри и Майкл Гаццанига изучали реакцию людей, у которых когда-либо для лечения эпилепсии была искусственно нарушена связь между полушариями мозга. Эти исследования натолкнули их на мысль отдельно изучить реакции каждого полушария на восприятие зрительных образов. Они использовали тот факт, что нервные волокна, проводящие сигналы от глаз к мозгу, устроены таким образом что сигнал от правого глаза идет к левому полушарию, а от левого глаза - к правому полушарию мозга.
Людям, с которыми проводился эксперимент, демонстрировали образы на экране: сначала с левой стороны, затем с правой. В какой-то момент вместо кадра с изображением появлялась картинка-надпись: "Кто ты?" Правая половина реагировала: "Петер Самсон". Левая, когда надпись показывали с правой стороны, это подтверждала. Следующий вопрос "звучал" так: "Кем хотел бы быть?" Правое полушарие формулировало ответ: "автогонщиком". А левое отвечало: ..."чертежником"!
Ученые были ошеломлены. Дальнейшие исследования показали, что, вне всякого сомнения, каждое из полушарий представляет собой отдельную личность. Эта личность имеет собственные мечты, воспоминания, знания и эмоции. И выходит, целостное функционирование человеческого мозга складывается из двух отдельных равноправных "миров" - то есть так, как, возможно, происходит и во Вселенной...
Это открытие двух нейрофизиологов случайно подтвердило гипотезу, которую давно высказывали некоторые физики, математики и астрономы, строившие собственные модели Вселенной...
Нейрофизиолог Поль Маклин утверждает в своих работах, что человеческий мозг состоит из трех независимых областей, "вложенных" друг в друга, подобно матрешке, и каждая из них живет по своим собственным "часам". Их роль играет группа нервных клеток, расположенных в глубине мозга, которые называют "ядром скрещения". Электрические импульсы в этом месте демонстрируют удивительную регулярность. Нейрофизиолог Колин Блэкмор говорит, что они напоминают ему тиканье часов. Но как функционируют эти часы, не мешая друг другу и "тикая" в собственном ритме? Увы, Блэкмор со смущением признает, что не может сказать ничего определенного. Но никто не удивится, если в один прекрасный день будет научно установлено, что каждый из этих самостоятельных "мозгов" руководит самостоятельным телом... параллельно существующим в нашем теле. Причем неважно - физическим, телесным телом, или психическим, бесплотным.
http://m.popmech.ru/technol....about_3 10 гипотетических технологий будущего- магнитный поезд, доставляющий грузы на орбиту, кометный автостоп и т. Д - листаем картинки..
НЬЮ-ЙОРК, 19 августа. /Корр. ТАСС Игорь Борисенко/. Футуристическую концепцию - создание космического лифта - обсудит в пятницу на конференции в Сиэтле (штат Вашингтон) международная группа ученых из США, Японии, Великобритании, Канады и Норвегии. "На нынешней конференции мы обсудим как общую концепцию создания космического лифта, так и отдельные конкретные аспекты этого проекта", - сообщил в беседе с корреспондентом ТАСС председатель конференции Дэвид Хорн. - В частности, один из докладов посвящен тому, какими параметрами должна обладать орбитальная станция, служащая "якорем" для всей конструкции". Космический лифт - это сооружение, предназначенное для доставки грузов на орбиту Земли без помощи ракет. Основой конструкции должен стать трос, протянутый от поверхности Земли до орбитальной станции, находящейся на геосинхронной орбите, пояснил собеседник агентства. "Будет рассматриваться вопрос о том, какими параметрами должен обладать трос, как по нему смогут перемещаться капсулы с грузами, каково должно быть натяжение троса, как обеспечивать связь между отдельными элементами всей этой космической системы. В дальнейшем мы планируем осуществить математическое моделирование этого проекта", - добавил Хорн. По его словам, наиболее подходящим местом для размещения космического лифта мог бы быть район на экваторе или вблизи от него. "При этом необходимо, чтобы там были подходящие погодные условия - редкие штормы, а в стране, где разместится космический лифт, должна быть стабильная политическая обстановка", - добавил он. Хорн не исключает, что создание космического лифта на Земле возможно уже в обозримом будущем. "Одним из пионеров идеи создания такой конструкции был ученый из России Юрий Арцутанов", - напомнил американский эксперт. "При нынешних технологиях мы могли бы уже сейчас создать такую конструкцию на Марсе или на Луне, - считает он. - Японские специалисты полагают, что на Земле космический лифт может быть создан уже через полвека, при условии, что будут разработаны материалы, подходящие для изготовления троса - основы всей конструкции. Космический лифт может появиться уже через десять лет после того, как будет достигнут прорыв в сфере создания сверхпрочных материалов".
Космические поселения тороидальной формы (в просторечии «города-бублики») — один из наиболее ранних проектов орбитальных космических поселений, гипотетически осуществимый при условии дальнейшей реализации предполагаемых вариантов освоения космоса. Основная цель разработки — создать промежуточное звено для космических полётов, которое бы дало возможность осуществлять запуск космических кораблей непосредственно с орбиты и, таким образом, снизило затраты и значительно упростило освоение космоса.
Ранние проекты
чертеж Циолковского
Ещё в начале XX века К. Э. Циолковский создал теорию «эфирных поселений», то есть создания медленно вращающихся вокруг своей оси гигантских космических колоний в форме бубликов, где найдут пристанище многие тысячи человек. Однако общественное мнение тех лет было ещё не готово принять столь смелые концептуальные решения и во многом представляло теорию Циолковского утопией, поэтому развивал свою идею учёный, главным образом, лишь в виде набросков и эскизов[1]. Первый детальный чертёж и соответствующий проект-обоснование космической станции в форме бублика, — совмещавшей в себе жилые модули, энергогенератор и астрономический обсерваторный модуль, — был создан австрийским учёным Германом Нордрунгом в 1928 году[2].
проект Нордрунга
22 марта 1952 года в журнале «Collier's Weekly» вышла статья Вернера фон Брауна, — на тот момент ведущего специалиста американской космической программы, — которая называлась «Пересекая последнюю грань», в которой впервые от персоны такого ранга описывалась необходимость создания американцами космической станции. Статья была оформлена художником Чесли Боунстеллом, также стоявшим у истоков американской космической программы. Среди иллюстраций Бонстилла впервые был опубликован эскиз космической станции в виде бублика[3]. Согласно идеям фон Брауна и Вилли Лея, в таких станциях люди бы жили и работали в помещениях, соединённых в один большой коридор. По словам Лея, станцию такой формы планировалось запустить на тысячекилометровую орбиту Земли. Следуя фон Брауну, начальным экипажем планировалось запустить пятерых-шестерых человек, которые бы начали работы по монтажу модулей. Такая станция бы послужила промежуточным звеном для дальнейших космических путешествий. Следует заметить, что все эти идеи и проекты фон Браун и Лей, будучи ответственными за ход американской космической программы, разрабатывали ещё до первого полёта человека в космос[4]. С подачи фон Брауна, проект космической станции в форме бублика был приоритетным направлением разработок НАСА до появления проекта Skylab в начале 60-х, который оттеснил проекты космических городов-бубликов на второй план[5].
проект фон Брауна для НАСа 1946 год
В 1965 году в центральном научном издании Американского общества астронавтики было опубликовано предположение, что идеальной формой для будущих населённых космических станций[Прим. 1] был бы тор (в просторечии — бублик). Учёные установили, что если космическая станция такой формы вращается вокруг своей оси, то все её модули расположены в месте, где значение искусственной силы тяжести имеет наибольшую величину, и проблема создания искусственной гравитации представлялась уже во многом решённой[6].
Один из известных вариантов разработал Джерард О'Нилл — создание колоний, для которых предлагается использовать два гигантских размеров цилиндра, заключённых в раму и вращающихся в разные стороны. Эти цилиндры вращаются вокруг собственной оси со скоростью около 0,53 оборота в минуту, за счёт чего в колонии создаётся привычная для человека сила тяжести.
рисунок О Нилла
В 1975 г. П. Паркер предложил проект создания колонии диаметром 100 м и длиной в 1 км, удалённой на расстояние около 400 тысяч км от Земли и Луны и рассчитанного на 10 000 человек. Вращение вокруг продольной оси со скоростью 1 оборота за 21 секунду создаст в нём близкую к земной гравитацию.
В 1977 году под редакцией научного сотрудника Исследовательского центра Эймса (НАСА) Ричарда Джонсона и профессора Чарльза Холброу из Университета Колгейта вышла работа «Космические поселения», где среди прочих выделялись и перспективные исследования поселений в форме тора (бублика), на которых, по мнению учёных, было возможно не только обитание людей, но даже организация технологических циклов и создание орбитального производственного объекта в форме тора[7].
В 1994 году под руководством д-ра Родни Гэлловэя при участии научных сотрудников и лаборантов Лаборатории Филлипса и Лаборатории Сандия, а также других исследовательских центров ВВС США и Космического исследовательского центра Аризонского университета, было составлено объёмное руководство для проектирования космических поселений в форме тора[8].
Учёные из Стэнфордского университета предлагают конструкцию в виде тора — Стэнфордский тор — гигантских размеров бублик диаметром 1,6 км и толщиной 150 м, вращающийся вокруг невидимой оси для создания искусственной силы тяжести.
$IMAGE1$ Стенфордский тор - вид изнутри
Автор энциклопедии космоса и астрономии и книг по современным космическим технологиям, научный сотрудник Университета Дрекселя Джозеф Анжело отмечает, что космические поселения в форме тора, смогут поддерживать нормальную жизнедеятельность около десяти тысяч человек каждое. Взяв за основу стэнфордский проект, Дж. Анжело описывает космический моногород — производственный объект, занимающийся переработкой полезных ископаемых, который являет собой объект в форме тора, составляющий приблизительно 1,6 км в окружности, жилые модули которого расположены на внутренней стороне тора; промзона, включающая в себя производственные помещения и площадки приземления космических летательных аппаратов, — будет расположена, соответственно, на внешней стороне тора. Для придания городу нормальной искусственной гравитации, сравнимой с гравитацией на Земле, тор будет постоянно вращаться. Менеджмент отходов рассчитан на то, что шлак, оставшийся при обработке руды, и сброшенный в окружающее пространство вокруг станции, создаст своего рода барьер, защищающий город от космического излучения и радиации[9].
Стэнфордский тор. Вид в ходе возможного строительства поселения
Освоение человеком планет и спутников Солнечной системы наталкивается на ряд трудностей принципиального и/или даже в неразрешимого пока характера.
Дело в том, что человек по всей своей природе адаптирован к жизни на Земле.
Величина центробежной силы зависит от скорости вращения и радиуса. Исходя из этого можно подумать, что идеальной формой для космического объекта было бы тело, имеющее форму тора — «бублика». Если космическая станция такой формы вращается вокруг собственной оси тора, то все её помещения находятся в зоне, где искусственная сила тяжести имеет наибольшую величину[10]. На Меркурии очень жарко, нет атмосферы, привычного суточного ритма. Но это не препятствие для перспективных космических технологий, однако пониженная сила тяжести (в сравнении с земной) является основным сдерживающим фактором для колонизации Меркурия. Сила тяжести на Венере близка к силе тяжести на Земле и также довольно комфортна для людей. Однако, слишком высокая средняя температура на Венере (на 100 К выше чем на Меркурии) и сверхвысокое атмосферное давление на поверхности планеты, а также отсутствие привычного суточного ритма и магнитного поля, достаточного для защиты от радиации (что компенсируется крайне плотной венерианской атмосферой) делают освоение Венеры пока крайне затруднительным. На Луне сравнительно жарко на дневной стороне и слишком холодно на ночной, нет атмосферы, привычного суточного ритма, сила тяжести относительно малая, нет магнитного поля, достаточного для защиты от радиации. И хотя эти условия также преодолимы для перспективных технологий, но пониженная сила тяжести ставит барьер на пути заселения Луны. На Марсе достаточно холодно, атмосфера довольно разреженная и состоит в основном из углекислого газа, сила тяжести составляет всего 0,38 земной, слабое магнитного поле, недостаточно защищающее от космической радиации. Зато на Марсе в достатке вода. Современные и перспективные технологии позволяют заселить Марс, но как и в случае с Луной и Меркурием на Марсе остается нерешаемая в настоящее время проблема пониженной гравитации. (Точнее марсианская гравитация может оказаться вполне комфортной лишь для части людей.) Посадка на планету и последующий ракетный старт с неё требуют больших энергетических, а значит и экономических затрат (правда материальные затраты на взлеты и посадки кораблей на планеты будут убывать по мере совершенствования двигательных установок кораблей, способных садиться на планеты). Да, можно повысить или понизить температуру на планете, изменить её атмосферу, но пока технологически невозможно решить проблему, создаваемые пониженной гравитацией на Марсе, Луне или Меркурии, или проблемы из-за слишком медленного вращения Венеры вокруг своей оси. К тому же у этих планет отсутствует достаточно мощная магнитосфера.
В связи с этим многим представляется более целесообразным строить космические колонии в открытом космосе (в том числе на орбитах около названых), используя материал астероидов, спутников, планет. В частности такие станции-города около безжизненных планет могут стать «уютными жилыми пригородам», а сами эти планеты промышленным «центром города», куда жители станций будут летать на работу.
В таких замкнутых колониях в принципе можно добиться самообеспечения, на них или на планеты, спутниками которых они станут, можно переместить опасные и вредные производства и установить зеркала для накопления солнечной энергии. Критика
Несмотря на очевидные выгоды от строительства космических станций-городов в форме бублика, существует и ряд существенных минусов. Возвращаясь обратно в 1960-е, следует упомянуть что более детальное исследование, проведённое той же группой учёных для Американского общества астронавтики ещё в 1960-х, показало, что «бублик» был далеко не идеальной формой для этой цели, ведь возможности космонавтики, как тогда так и сейчас, все ещё не позволяют развернуть в космосе строительство объектов таких размеров как Стэнфордский тор, а для станций малого размера существовало гораздо больше конструктивных и технических сложностей. Прежде всего, при относительно малых размерах космической станции нагрузки на различные части тела человека были бы различны в разных местах станции. Кроме того, пространство, в котором создаётся искусственая сила тяжести, создаёт проблемы другого характера, а именно визуального восприятия обстановки. В качестве примера можно привести спиральную лестницу, которая ведет к центру такого космического «бублика». Вестибулярный аппарат человека не сможет распознать спиральность формы лестницы, потому что уровень каждой её ступени будет перпендикулярен силе тяжести и, несмотря на то, что вестибулярные ощущения будут такими же, как и во время восхождения по обыкновенной «земной» лестнице, за исключением очень небольшого снижения силы тяжести, которое будет ощущаться, когда человек движется вверх, а затем снова ступает вниз по лестнице. Тем не менее, ощущения от движения по такой лестнице будут довольно необычными для человека привыкшего к к изотропному однородному гравитационному полю, какое и есть на поверхности Земли, — достаточно представить себе двух людей, которые идут навстречу друг другу по такой спиралевидной лестнице, которые будут видеть друг друга идущими вниз головой и вверх ногами (к оси лестницы)[6]. Причем к этой проблеме уже в 1960-е годы нашли подход. Профессор В. Р. Лавлейс так описывает способ её решения: при том, что компоновка помещений должна вестись в непривычной проекции — в развертке криволинейных поверхностей в плоскость, перпендикулярную вектору искусственной силы тяжести, и с точки зрения изготовления и монтажа отдельных элементов «бублик» удобнее делать не кругом, а многогранником. При этом возникнет казус: А ведь в таком «бублике» человек будет ходить словно бы по кривому полу, и, по-видимому, психологически это обстоятельство будет не очень приятным, так же, как и обратное, когда кривой пол будет казаться плоско-горизонтальным. Перед архитектором встанет очень сложная и деликатная задача: смягчить эти неприятности, зрительно успокоить человека. Это можно сделать, если выбрать форму помещений так, чтобы не подчеркивались неправильные углы и отражения. При этом можно будет использовать для этой цели физические свойства материалов, различные приёмы освещения[10].
Хотя разведение на них пищевых продуктов вполне реально, едва ли миллионы людей согласятся годами есть однообразную пищу, — возможности города-бублика по производству разнообразной пищи прямо пропорциональны его размерам и следовательно внутренней площади. Предполагается, что материалом для городов-бубликов станет сырьё, добытое на естественных телах Солнечной системы, а это значит, что всё равно придётся создавать хотя бы вахтовые поселения на планетах и их спутниках и астероидах. В целом же, проблема строительства космических станций-колоний упирается в технологические проблемы современной и перспективной космической деятельности:
пока отсутствует надёжный и относительно дешёвый способ вывода грузов на орбиту (одним из вариантов решения мог бы стать космический лифт или одноступенчатые шаттлы с ЯРД, — одноступенчатый корабль с химическими ракетными двигателями невозможен); не созданы системы защиты станций и людей от космической радиации; в связи с нерешённостью проекта термоядерного синтеза пока нет необходимости, в частности, в освоении Луны с её залежами гелия-3. Другими словами, существует проблема окупаемости данных (слишком дорогостоящих) проектов; не создана искусственная гравитация. Пока эти задачи не решены, масштабное, серьёзное освоение Космоса не представляется возможным.
Строительство Такие колонии по замыслу О’Нейла должны собираться постепенно, годами.
Источником сырья может стать Луна. Для этого на ней должна быть создана промышленность (см. Колонизация Луны). С помощью электромагнитной катапульты материалы выстреливались бы в точку Лагранжа системы Земля-Луна, откуда перемещались бы к строящейся колонии. Естественно, для работы в Космосе понадобятся специальные роботы. Возможен также вариант с генетической модификацией человека для приспособления его к условиям жизни в космосе.
также известный, как Остров III, космическая станция типа «космическое поселение» был предложен физиком Джерардом О’Ниллом в его книге «Высокий Рубеж».[1] В книге О’Нилл описал колонизацию космоса в XXI веке, используя лунные материалы. Цилиндр О’Нилла представлял собой два очень больших, вращающихся в противоположных направлениях, цилиндра, каждый по 5 миль (8 километров) в диаметре и 20 миль (32 километра) в длину, связанные друг с другом с концов штоками через систему подшипников. Вращаясь, они создают искусственную гравитацию на своей внутренней поверхности за счёт центробежной силы.
О’Ниллом были созданы три означенных проекта:
Остров I — сфера, окружностью в милю (1681 фут или 512.27 метра в диаметре) которая вращалась и люди жили в её экваториальной области (См. Сфера Бернала.) Позже НАСА (NASA/Ames) в исследовании в Стэнфордском университете разработали альтернативную версию Острова Один: Стэнфордский тор, тороидальной формы 1600 метров (примерно, миля) в диаметре.[4]
Остров II — также сфера, только 1600 метров в диаметре.
Остров III — два вращающихся в противоположных направлениях цилиндра, каждый 5 миль (8 км) в диаметре и до 20 миль (32 км) в длину.[5] Каждый цилиндр имеет шесть равных участков полос по длине цилиндра; три окна, три «страны». Более того, внешние сельскохозяйственные кольца, 10 миль (16 км) радиусом, вращаются с разными скоростями в целях ведения разных видов сельского хозяйства. Промышленный блок расположен в середине (позади блока спутниковых антенн), где минимальная гравитация или полная невесомость способствует проведению некоторых операций для производства ряда материалов.
Чтобы избавиться от колоссальных расходов на транспортировку материалов для сборки с Земли, эти станции должны были изготавливаться с помощью материалов, транспортируемых из космоса, например, с Луны с помощью, например, электромагнитной катапульты
Искусственная гравитация Внутренний вид. Показаны перемежающаяся земля и полосы окон Цилиндры вращаются, создавая искусственную гравитацию на их внутренних поверхностях. При большом радиусе цилиндр будет вращаться со скоростью в 40 оборотов в час, имитируя обычное земное притяжение. Изучение человеческого фактора при вращении в ссылках показывает, что почти ни один (при такой низкой скорости движения) человек, как показывет опыт, не страдает от морской болезни при действии эффекта Кориолиса на внутреннее ухо. Люди могут замечать направление вращения при повороте головы, также при падении предметов они будут отклоняться на несколько сантиметров. Центральная ось может быть зоной невесомости, и она была предусмотрена для средств обслуживания и восстановления.
Атмосфера и радиация Станцию планировалось обеспечивать атмосферой с давлением, равным половине земного, и состоящей из 40 % кислорода и 60 % азота. Такое давление позволяло сохранить воздух и уменьшить нагрузку на стены.[13][14] В этом масштабе воздух внутри цилиндра обеспечивает адекватное ограждение против космических лучей.
Солнечный свет Большие зеркала с обратной стороны каждой полосы-окна. Открытая кромка окон указывает на Солнце. Назначение зеркал — отражать солнечный свет внутрь цилиндра через окна. Ночь имитируется открытием зеркал, позволяя окнам отображать вид открытого космоса; что также позволяет излучать лишнее тепло в космос. В течение дня отражённый солнечный свет за счет движения зеркал движется, порождая эффект обычного изменения угла падения лучей света на Земле. Хотя невидимый невооруженному глазу образ Солнца может быть наблюдаем при вращении цилиндра. Свет, отражённый зеркалами, поляризуется, что может путать пчёл.[15]
Пропуская свет в станцию, большие окна охватывают всю длину цилиндра.[16] Они не составлены из одного единственного стекла, но задуманы разделёнными на множество маленьких секций, дабы упредить возможные повреждения, и алюминиевый или стальной каркас окон может выдержать удар извне или давление воздуха внутри станции.[17]
Иногда метеорит может разбить оконное стекло. Это может явиться причиной некоторой потери атмосферы, но подсчёт показывает, что такие случаи не могут быть катастрофическими, по сравнению с огромным объёмом станции.[17] Во избежание этого следует использовать эластичные и при этом очень прочные материалы.
Станция и её зеркала могут быть ориентированы на Солнце. О’Нилл и его студенты тщательно проработали методику постоянного поворота станции на 360° через вращение по орбите без использования реактивной тяги.[18]
Первая пара устройств может быть раскручена с применением моментального колеса — специального устройства, вроде маховика. Если вращение одного устройства незначительно замедлится, два цилиндра будут вращаться каждый по-своему. Однажды плоскость, имеющая вид двух осей вращения перпендикулярных орбите (вращающейся оси), каковой является пара цилиндров, может отклониться от направления на Солнце, тогда будет приводиться в движение сила между двумя подшипниками: это будет вызывать на обоих цилиндрах эффект гироскопической прецессии, и система будет отклоняться в одном направлении, что вызовет отклонение в другом направлении. Вращение конструкций в противоположном направлении не нейтрализует гироскопического эффекта, и так эта слабая прецессия вызывает вращение конструкции на орбите и ориентирует её на Солнце.
В научной фантастике «Остров III» был представлен в кинофильме «Интерстеллар». В конце фильма герой попадает на эту крупномасштабную космическую станцию, строение которой было очень похоже на один из цилиндров Острова III.
Зонд фон Неймана — характерный пример гипотетической концепции, основанной на работе американского математика и физика венгерского происхождения Джона фон Не́ймана (нем. John von Neumann). Фон Нейман тщательно исследовал идею самовоспроизводящихся машин, которых он назвал «универсальными сборщиками», и которые часто упоминаются как «машины фон Неймана». Хотя фон Нейман никогда не рассматривал свою работу в приложении к идее космического корабля, позднее теоретики проделали это. Идея самовоспроизводящегося корабля применялась (в теории) для решения нескольких определённых задач, и детальное развитие этого понятия в применении к исследованию космоса известно как зонд фон Неймана. Другие известные варианты включают: Берсеркер и Самовоспроизводящий корабль-сеятель.
Самовоспроизводящиеся машины еще называют машинами фон Неймана, американского математика и физика, который предложил идею универсального конструктора, способного сконструировать самостоятельно идентичную машину. Что касается колонизации космоса, то в данном случае речь идет, как правило, о так называемом Зонде фон Неймана. Это космический корабль, способный создавать точные копии себя, а также, в соответствии с программой, искать свидетельства жизнедеятельности (при этом зонд может просто наблюдать или же вступить в контакт и даже попытаться вмешаться в эволюцию).
Фримен Дайсон, другой американский физик, предложил свой вариант зонда фон Неймана – «Астрокурицу», - которая бы была направлена на исследование лишь одной планетной системы, а не космоса в целом. Другой разновидностью зонда фон Неймана стал так называемый Берсеркер, действие которого направлено не просто на обнаружение форм жизнедеятельности, но также на их полное уничтожение. Подобная техника стала главным героем многих фантастических романов, где описываются войны между человечеством и разумными машинами.
То состояние мировой ракетно-космической техники, в котором она находится во втором десятилетии XXI века, можно смело назвать тупиковым. Если посмотреть на проекты 60–70х годов прошедшего столетия, то они кажутся куда более амбициозными и значимыми. Фактически продвижения в ракетных двигателях не произошло. Поэтому информация о том, что двигатель Леонова способен произвести настоящую революцию в технике, вызвала широчайший резонанс.
Антигравитационный двигатель ЛеоноваГоворя о квантовом двигателе, Владимир Леонов имеет в виду не классическую схему фотонного двигателя, где тяга создается путем аннигиляции вещества и антивещества. Ученый, работая над новой физикой, создает устройства, работающие на основе упругости пространства и энергии гравитационных волн. К сожалению, армия ученых старается не касаться подобных тем, и продолжает совершенствовать то, что уже безнадежно устарело. Чтобы пояснить необходимость перехода на новые принципы движения в космонавтике, достаточно сказать, что удельный импульс современных ракет носителей всего в два раза превышает этот показатель у ракеты Вернера фон Брауна. То есть достигнут физический предел жидкостных ракетных двигателей. Ядерные двигатели опасны, а электрические имеют малую тягу и не годятся для старта с Земли. Именно поэтому антигравитационный двигатель Леонова имеет столь большое значение. В случае успешной реализации проекта технику и технологии ждут невероятные преобразования, которые пока даже представить невозможно. Достаточно сказать, что с квантовым двигателем, космический корабль достигнет Луны за три с половиной часа, а Марс всего за двое суток…
Со́лнечный па́рус (также называемый световым парусом или фотонным парусом) — приспособление, использующее давление солнечного света или лазера на зеркальную поверхность для приведения в движение космического аппарата.
Следует различать понятия «солнечный свет» (поток фотонов, именно он используется солнечным парусом) и «солнечный ветер» (поток элементарных частиц и ионов, который используется для полётов на электрическом парусе — другой разновидности космического паруса).
Идея полетов в космосе с использованием солнечного паруса возникла в 1920-е годы в России и принадлежит одному из пионеров ракетостроения Фридриху Цандеру, исходившему из того, что частицы солнечного света — фотоны — имеют импульс и передают его любой освещаемой поверхности, создавая давление. Величину давления солнечного света впервые измерил русский физик Пётр Лебедев в 1900 году.
Давление солнечного света чрезвычайно мало (на Земной орбите — около 9·10−6 Н/м2[1]) и уменьшается пропорционально квадрату расстояния от Солнца. Однако солнечный парус может действовать в течение почти неограниченного периода времени, и совсем не требует топлива, и поэтому в некоторых случаях его использование может быть привлекательно. Однако на сегодня ни один из космических аппаратов не использовал солнечный парус в качестве основного двигателя (по причине крайне низкого коэффициента полезного действия).
В декабре прошлого, 2013 года, исполнилось 90 лет одному из патриархов мировой науки, математику и физику Фримену Дайсону. Имеется целый ряд обстоятельств, из-за которых этот бесспорно выдающийся ученый занимает в истории науки XX века совершенно особенное место. Прежде всего – по причине знаменитого вольнодумства «свободного человека» (free-man) Дайсона и его упорного нежелания «быть как все». О том, что тут конкретно имеется в виду (и почему свободомыслие весьма полезно для общего здоровья науки в целом), можно прочесть в одном из свежих интервью юбиляра, опубликованном онлайновым журналом Quanta Magazine в марте года нынешнего (A ‘Rebel’ Without a Ph.D, March 26, 2014). Ну а для начала большого рассказа о голографии нам здесь понадобится лишь совсем небольшой фрагмент этого текста – где Дайсон рассказывает о совершенно других в общем-то вещах. Но поскольку вещи эти далеко немаловажны, имеет смысл привести здесь данный фрагмент практически дословно. Вопрос: Вы стали профессором Корнеллского университета без получения докторской ученой степени (Ph.D.). Похоже на то, что вы чуть ли не гордитесь этим фактом? Ф.Д.: О да. Я очень горжусь тем, что не имею степени доктора наук. Я считаю, что вся нынешняя система с защитой диссертаций – это та еще мерзость. В свое время ее изобрели как систему взращивания германских профессоров, и применительно к тем условиям, что были в XIX веке, данная система работала вполне хорошо. То есть, она хороша для совсем небольшого числа людей, которые намерены вот так – ну настоящими профессорами – проводить свою жизнь.Однако ныне эта система стала чем-то вроде членского билета, подтверждающего вашу принадлежность к профсоюзу. Типа документа, который вам необходимо иметь, чтобы просто получить работу – будь это место профессора или что-то еще. А для таких вещей ученая степень уже совершенно не подходит.Эта система заставляет людей тратить годы и годы своей жизни на то, чтобы по сути притворяться, будто они занимаются исследованиями каких-то там вопросов, которые вообще-то им нафиг не нужны. В итоге же они получают некий кусочек бумаги, который утверждает, что теперь, дескать, они действительно квалифицированные специалисты. Хотя на самом деле эта бумажка не означает вообще ничего.Вся эта возня с получением Ph.D. занимает чересчур много времени, и она зачастую отталкивает женщин от того, чтобы становиться учеными. А вот это я считаю великой трагедией нашей науки…
До недавнего времени поиск внеземных цивилизаций (ВЦ) производился только в радиодиапазоне. Считалось, что сами мы обнаружить братьев по разуму не сможем. Если же они захотят установить с нами контакт, то пошлют на Землю радиовесточку о себе. Нужно лишь набраться терпения и внимательно прослушивать звездное небо. Но обнаружить можно и такую ВЦ, которая не предполагает о нашем существовании, не заявляет во весь голос о себе. Разум изменяет среду обитания. Как говорится, шила в мешке не утаишь!.. Будем называть космической цивилизацией (КЦ) такую, которая уже начала осваивать околозвездное пространство, развернула активную астроинженерную деятельность. Ее следы и нужно искать. В качестве постулата примем, что все цивилизации зародились на планетах и уже потом начали осваивать космос. В таком случае они будут создавать космические поселения (КП) с постоянной силой тяжести, к которой разумные существа приспособились в ходе эволюции. Нас интересуют в первую очередь крупномасштабные космические поселения, у которых хотя бы один из линейных размеров сопоставим с диаметром ближайшей звезды. Такие поселения мы способны обнаружить уже сегодня. Но, прежде чем искать, нужно иметь хотя бы общие представления о том, как они могут выглядеть. Известны четыре проекта крупномасштабных космических поселений(рис. 1). Среди них — кольца и сфера Циолковского. Они состоят из огромного числа точечных поселений-спутников, которые в первом случае (кольца) вращаются вокруг звезды по замкнутым круговым орбитам, «нанизанные» на них, словно бусинки, во втором же — каждый по собственной, не пересекающейся с другими траектории.
Рисунок 1 и 2. Основные типы космических поселений вокруг звезд: 1. Кольца Циолковского; 2. Сфера Циолковского; 3. Сфера Дайсона; 4. Раковина Покровского; 5. Открытое эквипотенциальное поселение «Кольцо»; 6. Закрытое эквипотенциальное поселение «Фонарик».
Американский ученый Дайсон предположил, что КЦ может размещаться на замкнутой сфере, построенной (для этого используется вещество планет) вокруг звезды. В таком случае утилизируется вся энергия светила. Однако проект был подвергнут справедливой критике. Дело в том, что если экваториальную область сферы Дайсона еще можно удержать от падения на звезду, как следует, раскрутив, то околополярные области, практически неподвижные, притянутся к светилу. Но даже в том случае, если бы существовал сверхпрочный материал, способный выдерживать фантастические нагрузки, все равно жить в сфере Дайсона было бы очень неудобно. Вектор силы тяжести во вращающейся сфере нигде, за исключением экватора, не перпендикулярен к поверхности. Так что жители покатились бы от полюсов к экватору, словно с крутой горки. Зато раковина Покровского, составленная из нескольких сплошных колец Циолковского, вполне функциональное сооружение. Плоскости вращения колец устанавливают так, чтобы вместе они перехватывали практически все излучения звезды. Впрочем, в полноценном космическом поселении необходимо соблюдать еще одно условие. В каждом из его жилых уровней должна быть одинаковая сила тяжести, и направлена она должна быть по нормали к пограничной поверхности уровня. Поскольку космические поселения находятся в поле притяжения звезды, а чтобы не упасть на нее — вращаются, то они должны строиться по эквипотенциальным поверхностям гравитационно-центробежного поля (рис. 2). Между прочим, в наших домах на Земле полы тоже настилаются по эквипотенциальным поверхностям, а стены возводятся по перпендикулярным к ним силовым линиям гравитационного поля.
Пример эквипотенциального космического поселения«Кольцо».
Как видно из рисунка 1, оно похоже на кольцо Циолковского, только немного «продавленное» у экватора. Чтобы перехватить все излучение звезды, на кольцо можно надеть две «шапки», оконтуренные силовыми линиями гравитационно-центробежного поля. По ассоциации назовем такое поселение «Фонариком». В оболочке «Фонарика» могут быть отверстия. В этом случае он вполне оправдает свое название — станет как бы вращающимся маяком, по его свету начнут сверять курс космические корабли... На размеры эквипотенциальных космических поселений существенные ограничения накладывают законы сопромата. Даже в том случае, если поселение будет сделано из очень прочного на разрыв материала — алмаза, центробежное ускорение, равное земной силе тяжести, выдержит кольцо радиусом не более 928 км. Ясно, что звезду таким космические поселения не окружить. Впрочем, центробежное ускорение можно выбрать и намного меньшим. Тогда и предельный радиус кольца увеличится. Тем не менее, для крупных звезд подобный вид космических поселений, судя по всему, неприемлем. «Кольца» и «Фонарики» могут размещаться только вокруг звезд небольших размеров — красных карликов. Обнаружить замкнутое эквипотенциальное космическое поселение очень трудно. Оно ведь поглощает весь видимый свет звезды. При его поисках надо переходить на инфракрасный диапазон. По мнению некоторых ученых,Солнце входит в систему двойной звезды. Почему же его спутник — гипотетическую звезду-карлик Немезиду — нельзя увидеть в самый мощный телескоп? Беру на себя смелость высказать «безумную идею». Вокруг нее построено замкнутое космическое поселение! Но эквипотенциальные космические поселения необязательно должны обволакивать звезду. Они могут создаваться (особенно на первых этапах освоения космического пространства) в виде городов-спутников. На рисунке 3 показаны некоторые из возможных видов подобных орбитальных комплексов («Корабль», «Плот», «Башня»)...
Не менее двух третей звезд нашей галактики входят в двойные и более сложные звездные системы. Любопытно, какого типа крупномасштабные космические поселения можно там сооружать? Если две звезды вращаются на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга, можно построить «Фонарик», укрывающий их обе. Если же расстояние между звездами велико, космические поселения создаются для каждой в отдельности. В любой двойной системе есть пять особых точек — так называемые точки Лагранжа, где центробежная сила и сила, с которой тело притягивается к обоим светилам, уравновешивают друг друга. Лишь в этих пяти точках положение тела устойчиво. Особые свойства точек Лагранжа (они, в свою очередь, делятся на два типа так называемые линейные и треугольные, которые лежат соответственно на одной прямой с центрами масс звезд или образуют с ними равносторонние треугольники) задают и специфическую форму эквипотенциальных космических поселений , которые могут в них находиться. Назовем эти космические поселения«Ваза» и «Лекало» (рис. 4). Сила тяжести в самих точках Лагранжа равна нулю и возрастает по мере удаления от них во все стороны. Рисунок 4. Точки Лагранжа
«Ваза» вытянута вдоль оси, соединяющей центры масс звезд, и представляет собой фигуру вращения (опять же вокруг этой оси). Вогнутые, почти сферические торцы «Вазы» и опоясывающий центральный желоб являются эквипотенциальными поверхностями. С каждого торца (если космическое поселение находится в точке Лагранжа № 1, между звездами) постоянно можно наблюдать одно светило, ну а на центральном желобе — вечная ночь. У «Лекала» же эквипотенциальными являются боковые поверхности. На участке, обращенном к обеим звездам, вечный день, но на большей части поверхности, ни одно «солнце» не всходит, не заходит. Космические поселения, построенные не вокруг звезд, а возле одной из планет звездной системы, обнаружить, конечно, очень трудно. Тем не менее, попробуем представить, как они могут выглядеть. «Снежинка» состоит из большого числа городов-спутников, связанных радиальными транспортными магистралями (которые могут достигать поверхности планеты). «Карусель», наоборот, собрана из городов-спутников, соединенных кольцевыми магистралями. В структуре космического поселения «Ожерелье» и радиальные, и кольцевые связки. Первым этапом создания подобной системы спутников станет «Маятник» — орбитальная станция, которая находится на стационарной орбите и связана с космическим телом (планетой или астероидом) своеобразной лифтовой трубой. Несомненно, любопытна и «Груша» (ее можно было бы назвать также «Матрешкой», рис. 5). Она повторяет эквипотенциальную поверхность системы двух астероидов. Рисунок 5. Эквипотенциальные космические поселения, вращающиеся вокруг планет и астероидов: 1. «Снежинка»; 2. «Карусель», 3. «Ожерелье»; 4. «Маятник»; 5. «Груша».
По здравом размышлении представляется, что астроинженерных сооружений во Вселенной (если они, конечно, есть) не так уж много. Причем их нелегко отличить от природных космических объектов. Искусственные кольца и диски можно спутать с поясами астероидов, раковину — с туманностью. Если в оболочке эквипотенциального космического поселения типа «Кольца» или «Фонарика» сделаны отверстия, наблюдатели на Земле посчитают, что это переменная звезда. А полностью закрытое космическое поселение, поглощающее все световое излучение звезды, мы будем воспринимать как черную дыру и обнаружим его лишь по гравитационному искривлению траекторий ближайших космических тел. Чтобы отыскать хотя бы одну космическую цивилизацию, нужно с помощью самых совершенных оптических инструментов, используя компьютерную технику, изучить все звезды, у которых могут быть планетные системы или близ которых обнаружены пылевые туманности, а также «проверить на разумность» такие астрофизические объекты, как квазары, пульсары, черные дыры и проч.
Товарищи! На территории ТЕЛЕГРАМ наши (Geniy67) проводят игру "Сломанный планшет"! Приглашаем всех желающих порисовать, к участию! Место проведения здесь https://t.me/ArtDemiFriends в теме "Сломанный планшет"
