Estoy escribiendo una historia corta sobre un planeta sobrecargado de trabajo cuya civilización ha logrado ascensores espaciales y anillos orbitales.

Tenga en cuenta que no se conoce ningún material lo suficientemente fuerte como para construir un ascensor espacial. La gente hablará de los nanotubos de carbono, pero incluso con las mejores capacidades de fabricación, las pequeñas imperfecciones imaginables en el material reducirán su longitud de rotura hasta un punto demasiado corto para los ascensores. Con los anillos orbitales, eligió la mejor megaestructura de asistencia de lanzamiento que existe, ya que el anillo es inalterable en cuanto a escalabilidad, utilidad general, rendimiento y posible toma de velocidad.

El planeta, que tiene el tamaño de la Tierra, tiene tres anillos orbitales completos en órbita estable, cada uno de 200 metros de ancho, que es aproximadamente un octavo de milla.

Suena perfectamente razonable en cuanto a dimensiones. Tenga en cuenta que los anillos orbitales tienen enormes requisitos de energía para ponerse en marcha, un anillo esqueleto necesitará la mitad de nuestra producción anual de energía para ponerse en marcha, como se indica en este documento, que le dará más información sobre los anillos orbitales , pero las civilizaciones que los construyen deberían haber dominado fusión o fuera del mundo solar o al menos fisión masiva, por lo que estará bien.

El único propósito de los anillos es permitir que las naves espaciales entren en órbita.

Como Algebraist ya señaló en su respuesta, los anillos se pueden usar para mucho más. Definitivamente mira el video de Isaac Arthur que vinculó, el tipo es increíble. Con respecto a otras cosas que hacer con el anillo: hipervelocidad en el transporte de planetas, mundos de conchas, planetas supramundanos o megatierras, ciudades (o jardines) candelabros (colgantes), colonización de gigantes de hielo, gigantes gaseosos e incluso soles y mucho más.

¿Dónde tienes que poner los anillos entre sí para que no tengan ningún problema o se rompan, y los anillos deben fijarse en el suelo o dejar que orbiten libremente?

Las respuestas simples están donde y como quieras. Siempre que el rotor se encuentre en una trayectoria orbital alrededor del planeta y los rotores de dos anillos no se crucen, todo es posible. Tal vez tener un anillo ecuatorial para transferir al enjambre y la luna del hábitat de los planetas, uno alineado con los sistemas planos de la eclíptica para lanzamientos interplanetarios y un anillo polar para receptores de transmisión de energía (las torres Atlas harán lo mismo) en los polos y lanzamientos más exóticos. trayectorias es una configuración óptima de tres anillos.

Sugeriría anclarlos al suelo, porque uno perdería gran parte de la utilidad de los anillos si estuvieran flotando libremente. Las únicas veces que desea utilizar anillos flotantes libres es cuando está colonizando objetos sin superficies sólidas como gigantes de hielo, gigantes gaseosos y soles.

Solo hay una órbita para un anillo espacial compatible con los ascensores espaciales, que es una órbita ecuatorial a una altitud sobre la superficie terrestre de aproximadamente 35.800 km. A esa altitud, el anillo estará en una órbita geoestacionaria, es decir, el anillo girará a la misma velocidad angular que la superficie terrestre, por lo que las ataduras que se extienden desde la superficie terrestre hasta el anillo (es decir, los ascensores espaciales) no se estirarán ni doblarán ( significativamente).

Si no desea conectar sus ascensores espaciales directamente al anillo (es decir, tiene ambos, pero son independientes entre sí), en principio puede tener el anillo en cualquier órbita. Es decir, a cualquier altitud (fuera de la atmósfera) y en cualquier orientación respecto al eje de rotación terrestre. Por lo tanto, podrían ser ecuatoriales, transpolares o en cualquier ángulo que proponga.

Digo en principio, como:

• cualquier anillo orbital estará en un equilibrio inestable, por lo que necesitaría una corrección continua para permanecer en una sola pieza;

• no se sabe que existan materiales que puedan usarse para construir dicho anillo;

y con respecto a tu comentario

El único propósito de los anillos es permitir que las naves espaciales entren en órbita.

Un solo anillo espacial geoestacionario conectado a un elevador espacial tiene beneficios obvios para llevar materiales al espacio de una manera eficiente desde el punto de vista energético (si ignora el enorme costo de energía hundida de construirlo en primer lugar). Pero no puedo ver ningún beneficio de energía, recursos o logística en múltiples anillos, por lo que es poco probable que este sea su "único propósito".

Una vez que tenga un solo anillo orbital, lo mejor que puede hacer es hacerlo más ancho y grueso. Los lugares donde los tallos de frijoles (ascensores espaciales) tienen extensiones de todos modos para que el contrapeso equilibre el peso del tallo. Por lo general, este es un pequeño asteroide a unos 100K de la tierra.

Para vuelos en sistema, al igualar la velocidad con uno de estos radios exteriores (cable a un motor de acoplamiento), puede ahorrar cantidades sustanciales de combustible. Los encuentros repetidos tienen que equilibrar el impulso a largo plazo.

Ver Arthur C. Clarke "Las fuentes del paraíso" Charles Sheffield "La red entre los mundos".

De cualquier forma que quieras.

Depende de la energía que tengas disponible.

Para no atarlos se requiere que tenga propulsores de algún tipo que les permita mantener su posición (es decir, no estrellarse contra el planeta).

La forma más eficiente energéticamente de orientarlos parece estar en línea con el plano de la eclíptica , porque esto requerirá poca energía para mantenerlo.

Otra posibilidad es que uno podría ser como se indicó anteriormente que requiere poca energía para mantenerse, otro podría estar en una órbita (ya que hay tres) a 60 grados del primero, otro a 120 grados. Este arreglo tampoco requeriría potencialmente energía para mantener su orientación. La razón por la cual sería la estabilidad giroscópica , significaría que su planeta giraría debajo de estas capas, y las capas permanecerían en sus propios planos, en relación con las estrellas (es decir, no en relación con el planeta o el sol). Esto significaría que los últimos dos anillos tendrían una precesión alrededor del planeta una vez al año, pero dado que el planeta gira una vez al día, le permitiría seleccionar en qué anillo y en qué momento necesita aterrizar para estar más cerca de cualquier destino en el superficie del planeta.

Sin embargo: puede tenerlos en cualquier orientación que desee si tiene la energía para contrarrestar las fuerzas que evitarían su precesión (lo que sería bastante prodigioso por cierto).

En última instancia, todo sería una compensación entre la energía necesaria para evitar que se estrellen contra el planeta y la energía (si están atadas) para evitar que se deformen debido a las fuerzas gravitatorias causadas por el eje de rotación del planeta que no está bloqueado por las mareas . al sol, sin mencionar la atracción de la luna sobre sus cuerpos. Depende de los materiales, la flexibilidad y la energía disponible para que se comporten.

Usar el anillo orbital como habitación es un mal uso de su potencial en términos de utilidad/unidad de masa.

Para seguir construyendo un anillo orbital, debe hacer girar el rotor aún más rápido o agregar masa al rotor. Ambos son requisitos no triviales.

Una solución más elegante sería tener una banda o hábitats orbitales, conectados entre sí por soportes físicos pero viajando a velocidad orbital, con cada hábitat girando para generar gravedad artificial en el interior.

Las personas del planeta pueden subirse a los ascensores (no son verdaderos ascensores espaciales, no te elevan a la velocidad orbital al final), transferirse a un carro de levitación magnética en el anillo orbital que los acelera para igualar la velocidad orbital con el hábitat. anillo, luego desembarcar en cualquier hábitat al que quieran viajar.

Incluso podría tener un segundo sistema de levitación magnética para viajes entre hábitats, que no requiere el enorme rotor del anillo orbital.

Isaac Arthur hizo un buen video sobre anillos orbitales en YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=LMbI6sk-62E