Múltiples capas

¿Por qué tener solo una capa de cúpula? Si tiene dos capas de cúpula, esto es mucho más duradero. Tres es más duradero todavía.

Células internamente divididas

Los dirigibles no tienen un solo sobre inflado. En cambio, la estructura interna de un dirigible se divide en un montón de celdas diferentes. Una cúpula marciana podría, en lugar de ser un hemisferio, ser un icosaedro con una estructura interna que lo dividiera en secciones poliédricas ordenadas. Si una o más de las secciones exteriores se descomprimieran, los residentes aún podrían estar seguros en las secciones interiores.

Baja presión

Si mantiene baja la presión del aire, la descompresión no será tan rápida. La gente puede hacerlo en el 50% de la presión del aire de la Tierra; esto sucede aproximadamente a 4000 metros de altitud, donde hay grandes ciudades como El Alto en Bolivia. Esto significa que la ruptura no tiene tanta presión y las fallas serán más leves de lo que serían a una presión más alta. Esto también puede disminuir el tiempo necesario para realizar las reparaciones: las rupturas a un diferencial de presión más bajo tienden a ser menos catastróficas.

La descompresión no sería rápida en la mayoría de los casos.

Esto supone que tiene un agujero relativamente pequeño en una cúpula relativamente grande, mantenida a una atmósfera de presión o alrededor de ella. Resulta que esta es una situación en la que la gente piensa mucho en el contexto de la seguridad de los aviones. (Aunque los aviones son un poco más complejos, ya que a menudo encuentran problemas a una velocidad de crucero de varios cientos de millas por hora. Las tormentas de viento en Marte pueden ser intensas, pero no lo son tanto ) .

De todos modos, mientras investigaban algunos mitos persistentes sobre los viajes aéreos, los Cazadores de mitos contactaron a la NASA, quien les dio las siguientes estimaciones:

• Un agujero de un pie en el costado de un 747 tardará alrededor de 100 segundos en vaciarse de aire, siempre que no haya nada que lo reemplace.

• La fuerza máxima que ejerce el aire que sale es de media tonelada; esto se cae con la distancia.

Conectando mi propia estimación aproximada del tamaño de un 747, eso es alrededor de 200 metros cúbicos de aire por segundo. Lo que parece mucho, y en algunos aspectos lo es, pero las ciudades son enormes y, por lo tanto, las ciudades domo también tienen que serlo. Digamos que su domo principal tiene una milla de ancho (1600 metros) y es un hemisferio perfecto. Su volumen interno es un cabello de más de mil millones de metros cúbicos. Si haces un agujero de un pie en una cúpula de una milla, tomará casi dos meses drenar todo el aire. No hace falta decir que es mucho tiempo para tener un equipo de mantenimiento en su lugar.

El tamaño del agujero hace una gran diferencia, por supuesto. Si en lugar de aproximadamente 30 cm de ancho, tiene más de 30 metros de ancho, perderá aire correspondientemente más rápido. (En unos 10 minutos, en ese caso). Sus ingenieros deben tener eso en cuenta y diseñar el sistema para mitigar y contener los impactos. Pero ciertamente no es el caso de que "la más pequeña rasgadura" haga que todo el aire desaparezca en cuestión de segundos, como a veces se ve en la ficción.

La presión también influye en la rapidez con la que el aire saldrá del agujero, obviamente. (En cierto sentido, la presión del aire es cuánto "quiere" escapar el aire. En un sistema en equilibrio, donde la presión es la misma en ambos lados, no hay ímpetu en un sentido u otro). 1 atm no es tanto presión, pero podría bajar más para limitar la tasa de escape si quisiera. Sus cicladores de aire municipales pueden estar programados para alimentar solo una cierta cantidad de aire después de una brecha, para mantener la vida en ciertas partes de la cúpula mientras limitan la cantidad de oxígeno perfectamente bueno que se pierde en la atmósfera.

También está la consideración de los escombros. En un avión, uno de los peligros de la descompresión es que los objetos pueden golpear el borde de la brecha y abrirla más. Media tonelada de fuerza suena bastante intimidante, pero recuerda que eso es solo cerca de la brecha. Si la brecha está en lo alto del lado del domo, la fuerza se atenúa mucho cuando llega a cualquier objeto suelto en el suelo. También debe compararlo con el peso de la cúpula en sí: si puede soportar toda esa fuerza hacia abajo todo el tiempo, es probable que una fuerza hacia arriba adicional no sea catastrófica. (No debe creer eso, por supuesto; sus ingenieros deben asegurarse de que el domo pueda manejar impactos secundarios con relativa gracia).

Entonces, ¿cómo te protegerías contra la descompresión? Usando el tamaño de su cúpula a su favor. Construya la cúpula en secciones o tejas, sostenida por un marco rígido que sea capaz de limitar el daño por impacto a una o unas pocas tejas. No es bueno tener una gran superficie de vidrio que pueda romperse de una sola vez, sin importar cuán improbable sea. Su marco debería recibir la peor parte de cualquier impacto realmente grande, como meteoritos perdidos o ascensores espaciales que se estrellan, dejando a los mosaicos con impactos más pequeños.

Cuando ocurre un impacto, los equipos de mantenimiento primero aislarán la brecha usando un cajón: en este caso, básicamente, una lona grande que se coloca con resina epóxica. No tiene que ser bonito y no tiene que durar, solo tiene que mantener el aire mientras quitan y reemplazan las baldosas dañadas. Sería una buena práctica tener repuestos a mano para no tener que esperar. Sin embargo, aunque crítico, este no es un procedimiento de emergencia.

Digamos que a lo que le tenemos miedo es a los pequeños meiores

Paso 1, falla controlada

Haz que las puntas de la cúpula sean más débiles que el vidrio. Digamos que cada cuadrado de vidrio mide aproximadamente 1 por 1 metro. De esta manera, cuando el vidrio se golpea lo suficientemente fuerte en lugar de romperse, una pequeña sección queda fuera de combate. No hay grietas, ni daños por propagación. En un mundo perfecto, 1/4 de la conexión podría ser incluso una bisagra para que la loseta rota no se caiga y, en su lugar, se vuelva a cerrar por succión.

Paso 2, Reparación de cañones

Ahora sabemos que solo perdimos un par de metros cuadrados de cúpula. Simplemente necesitamos cañones para disparar parches de 10x10 metros. Se desea que estos parches se adhieran a la rejilla que ahora está expuesta ya que tenemos un corte limpio. También son fáciles de apuntar ya que todo el flujo de aire los guía hacia el agujero. Un par de disparos y puede esperar a un equipo de emergencia que solo necesita instalar algunos mosaicos estandarizados para reemplazar los rotos.

El mayor problema son las baldosas de 1 metro cuadrado que caen al suelo. Las personas pueden lastimarse, pero no tanto como una despresurización completa de la base.

Para una falla más masiva, todos los edificios también deberían ser refugios de emergencia. Una vez detectada una emergencia. todas las puertas herméticas deben permitir mantener seguras a las personas en el interior. Las personas que estén afuera tendrían que buscar refugios que tengan esclusas de aire. Muchos lugares al aire libre deben contar con máscaras de oxígeno. Esto permitiría a las personas seguir respirando mientras se dirigen a un refugio.

El mundo de Logan's Run tenía sus ventajas, pero tienes razón: esas cúpulas son demasiado frágiles. Quiero vivir bajo una cúpula duradera. Quiero vivir bajo un

Cúpula de burbujas autocurativa.

https://io9.gizmodo.com/this-self-healing-soap-bubble-is-the-best-thing-youll-s-1585163115

En una pompa de jabón, la proporción de agua y jabón no es homogénea. Algunos lugares tienen un poco más de jabón que otros. Aquellos lugares con mayoritariamente agua, tienen una mayor tensión superficial. Las moléculas se juntan allí y, a medida que se juntan, traen más moléculas de jabón a la mezcla. Mientras tanto, los lugares con demasiado jabón se estiran hasta que las moléculas de jabón se dispersan tan finamente que comienzan a juntarse nuevamente. Tan simple como es, una pompa de jabón es una estructura autocurativa, o al menos autoestabilizadora.

Este domo burbuja no será un domo geodésico, o una pecera gigante como el domo sobre Springfield en Los Simpson. Esta majestuosa cúpula de placer será flexible, mantenida con una infusión constante de las moléculas que la componen. La penetración se encontrará con una fluidez y regeneración similares a las del aikido.

¿Cómo, puede preguntarse, puede una humilde burbuja contener una presión más alta en el interior que en el exterior? Eso es material para otra pregunta...

El riesgo de una descompresión rápida es bastante bajo a partir de un agujero de púas (pequeño en comparación con toda la estructura), como ya mencionaron otros.

Un método posible sería una cúpula de tres capas: la capa interna y externa están hechas de mosaicos transparentes, donde cada mosaico se agrietaría individualmente si algo lo golpeara lo suficientemente fuerte.

La capa intermedia está hecha de recipientes rompibles llenos de un líquido que se asemeja a la espuma de construcción: se expande y luego se solidifica cuando el recipiente se rompe y, por lo tanto, llena la brecha.

Para mayor seguridad, cada mosaico y contenedor debe estar equipado con sensores para que el control de daños sepa exactamente dónde ocurrió una brecha.

Quiero comenzar mi respuesta afirmando que la "cúpula", per se, es volumétricamente ineficiente. Pero ciertamente es más atractivo para los humanos de lo que está planeado actualmente. Además, si vamos a llenar algo como un cilindro O'Neill con aire, ¿por qué no una cúpula?

Como ya se ha dicho, la descompresión probablemente no sería rápida. Cualquier cosa que pudiera perforar un agujero lo suficientemente grande como para causar una descompresión rápida también causaría muchos otros daños.

Fui y encontré una servilleta en la que garabatear algunos cálculos aproximados, y parece que un agujero de 1 metro perforado a través de una cúpula exigua de solo 1 km de diámetro y unos 450 m de altura tardaría unas dos semanas en vaciarse por completo del aire. No usé cálculo en esta respuesta; a medida que la presión disminuye lentamente, se filtrará menos aire por minuto y, de hecho, tomaría mucho más tiempo vaciar completamente el domo de aire .

Un hoyo de 2 metros requeriría alrededor de 3 días; un hoyo de 8 metros sería bastante grande pero aún requeriría 5 horas. De nuevo, sin cálculo. Tenga en cuenta que ese es el diámetro del agujero; un agujero de 8 metros tendría un área transversal de poco más de 50 metros cuadrados.

Y recuerda que es para un área de 1 km de diámetro. Esa no es realmente un área tan grande en lo que respecta a las ciudades aquí en la Tierra. La ciudad de Grimsby, Ontario, tiene una población de alrededor de 27 000 habitantes en un área aproximadamente equivalente a un círculo de 4 km, pero sería razonable suponer que una comunidad domo planificada tendría una densidad de población mucho mayor y estaría mejor organizada.

También es razonable considerar que no toda la actividad se llevaría a cabo bajo el domo, o posiblemente bajo un solo domo. Tal vez haya varios domos para diferentes actividades, como la agricultura o la expansión de la comunidad.

Para continuar respondiendo a su pregunta, estoy seguro de que la colonia se construirá de tal manera que proporcione refugio en caso de cualquier tipo de pérdida de presión, como domicilios herméticos o instalaciones subterráneas, y que habrá un plano civil en archivo en caso de descompresión.

En cuanto a la fragilidad, cuestiono esa suposición. Usted usa la palabra "rasgar", pero dudo que se considere una cúpula inflable lo suficientemente grande como para albergar a una población del tamaño de una ciudad. Probablemente algo más parecido a la estructura tradicional de "cúpula de vidrio" que a menudo se representa en la ciencia ficción antigua, o una estructura similar a una cúpula con un "techo" que consiste en una serie de estructuras más pequeñas en forma de cúpula. Marte parece tener abundancia de silicio para soportar tal construcción.

Si un domo real sería factible y viable es una consideración diferente, pero usted preguntó sobre un domo, así que respondo sobre un domo.

Espero que esto ayude.

Una colonia en otro planeta podría vivir en una estructura de cúpula sin necesariamente vivir en una cúpula como imaginas. En lugar de una gran cúpula que cubre una ciudad con edificios separados, podría haber una ciudad dentro de un gran edificio en forma de cúpula con varios pisos y paredes en el interior.

El edificio podría ser tan ancho como el Pentágono y tan alto como el Empire State Building. Cada uno de los pisos inferiores podría tener tantas habitaciones como el Pentágono, y el número de habitaciones se reduciría en los pisos superiores más angostos. Varios negocios y hogares ocuparían diferentes habitaciones.

Y tal vez cada una de las habitaciones del vasto edificio podría aislarse de otras habitaciones. Por lo tanto, si hay una fuga, todos los compartimentos afectados por la fuga podrían sellarse para evitar más pérdidas de aire, preferiblemente después de que todos los que se encuentren en ellos hayan sido evacuados.

Una forma esférica tiene la menor cantidad de superficie que se puede perforar y perder aire en relación con el volumen encerrado, por lo que una cúpula semiesférica es una buena forma para un edificio hermético que contiene una colonia entera que teme que el aire se escape al exterior.

Y aquí hay otra idea de diseño para una colonia abovedada en un mundo con poco o nada de aire, que es un poco más similar a su idea original.

Se cava un agujero como un cilindro plano en el suelo marciano, lo suficientemente profundo como para construir un edificio de varios pisos de altura. En él se construyen edificios de varios pisos de altura que se pueden presurizar individualmente, con el nivel del techo cerca del nivel del suelo original antes de que se cavara el agujero. Las secciones del techo se construyen de un edificio a otro, de modo que todo el asentamiento tenga un techo hermético para mantener la atmósfera.

Parte del material excavado del agujero se coloca encima del techo común, amontonado a varios pies de profundidad, para ayudar a aislar el asentamiento y evitar la entrada de radiaciones peligrosas.

Cada edificio debe tener una estructura de penthouse que sobresalga por encima del techo común, con esclusas de aire, elevadores de pasajeros y/o de carga y/o escaleras que desciendan al edificio de abajo.

Y a los lados del hueco cilíndrico debe haber varias rampas largas que descienden gradualmente hasta el nivel inferior del hueco, para vehículos.

Fuera del radio del agujero cilíndrico y las rampas debe haber una cúpula. Es bueno tener tanta atmósfera como sea posible en el asentamiento, para que los cambios severos en la composición atmosférica, que serían peligrosos, sean menos probables. Cuanto más aire hay, más difícil es cambiar su composición. La cúpula debe tener una pared en sus bases con esclusas de aire lo suficientemente grandes para que los vehículos puedan pasar.

Así que llenarían la cúpula con una atmósfera espesa similar a la de la Tierra, al igual que dentro de la comunidad subterránea, para tener esa cantidad extra de atmósfera.

Pero todo el asentamiento subterráneo se puede sellar herméticamente rápidamente si hay una fuga en la cúpula, y tendrá suficiente aire para sobrevivir durante un período varias veces mayor que el tiempo estimado para reparar la perdición y llenarla con aire como la Tierra. otra vez.

De la misma forma que lo hacemos en los submarinos. Capacitación. De hecho, mi primer viaje involucró un problema con la cinta adhesiva en el sello del eje que solo comenzó a funcionar hacia la bomba de achique a 300 pies. Creo que una colonia de Marte que tiene fugas por naturaleza, pero la resolución de problemas es el status quo, no solo es más realista sino también más interesante. Haga que todos estén capacitados en el control de daños para que las cosas que parecen horribles y que van mal constantemente sean manejadas con indiferencia por los lugareños.