¿Podemos construir un mundo en 1.000 años?

Bien,

Dejando a un lado las consideraciones de dificultad, si tomas muchos asteroides y los fusionas en un planeta de masa terrestre, se derretiría por completo solo por la energía de enlace gravitacional. Necesitaría unos pocos millones de años como mínimo solo para obtener una corteza estable, luego tendría que entregar agua y volátiles.

Luego, una vez que todo esto se haya asentado, oxigenar el ambiente.

Así que no, a menos que tengas unos niveles tecnológicos bastante increíbles. Podríamos hacerlo con tecnología humana + ahora, pero los requisitos de tiempo serían enormes; millones de años para cambiar gradualmente las órbitas de los asteroides y luego lidiar con los resultados de las colisiones diseñadas.

Mucho más fácil sería ahuecar asteroides, hacerlos girar por gravedad interior y convertirlos en hábitats. Esto aún requeriría una gran cantidad de trabajo, no menos importante para hacerlos lo suficientemente fuertes como para mantenerse unidos, pero podría exprimirse en 1000 años. También es un uso mucho más eficiente de la masa.

¿Qué haría falta? Respuesta: Nada. Ya están viviendo en él. Si hay una zona Goldilocks, pueden estacionar su Space Ark allí. Eso básicamente soluciona sus necesidades de energía para siempre, y pueden extraer asteroides. No hay razón por la que no puedan vivir en su Arca Espacial indefinidamente.

Pero lo más probable es que, como cualquier familia, empiecen a querer construir extensiones en su casa a medida que su familia crece...

La respuesta de Andrew Dodds es perfectamente correcta: pueden construir hábitats a partir de asteroides. Vaciarlos probablemente no tendrá éxito, porque los desechos espaciales tienden a ser bastante porosos, pero al menos proporcionarán la materia prima para hacer concreto. (No del tipo con piedra caliza, por supuesto, pero como demostraron los romanos, hay otras formas de despellejar a ese gato en particular). Los diversos metales y silicatos en los asteroides también se pueden procesar para obtener otras materias primas, y los asteroides ricos en agua se empezar a crear atmósfera y terraformar en esos hábitats.

La mejor parte de esto es que es evolutivo. Comienzas con la nave Space Ark y, con el tiempo, acumulará más y más hábitats adjuntos. Lo que terminará no será una "Tierra" como tal, será más una madriguera de conejos en 3D de gravedad cero.

No, no se puede construir un mundo en 1000 años.

Como ya mencionó Andrew Dodds, el lapso de tiempo que tiene a su alcance es mucho menos de lo que necesita un planeta recién formado para enfriarse y estabilizarse en su órbita.

Por supuesto, estamos hablando de mover asteroides desde su órbita y combinarlos/colisionarlos para formar un planeta en la zona habitable. Estas son algunas de las principales preocupaciones. Hay muchos, muchos más, pero aquí me limito solo a los principales.

1. Mover asteroides de una milla de ancho y más grandes fuera de órbita es extremadamente difícil . Sí, lo es. Con una densidad no superior a 3 g/cm$^3$, (normal para una mezcla de metal/roca) un asteroide de 1 km de diámetro tendría una masa de 1,57 x 10$^{12}$kg (es decir, 3 mil millones de toneladas). Los asteroides del cinturón de asteroides tienen una velocidad de más o menos 25 km/s . Un asteroide de 1 km de diámetro tendría un impulso igual a 3,92 x 10$^{16}$kgm/s.

   Va a ser un poco difícil para ustedes (las personas en las naves espaciales) cambiar dos veces la dirección del movimiento de cientos de millones de asteroides de este tamaño. Una vez cambiando su dirección hacia la estrella central (para llevarlos hacia el interior del cinturón de Ricitos de Oro) y luego, en dirección tangencial (para ponerlos en órbita alrededor del sol y evitar que sigan y caigan en el sol).

   No he hecho los cálculos detallados, pero ya puedo decirle que será prácticamente imposible cumplir con los requisitos de energía para esto, a menos que esté usando motores de antimateria y tenga decenas de miles de toneladas de antimateria disponibles.

2. Se necesita mucho tiempo a velocidades de cohetes convencionales para mover cosas a escala interplanetaria.

   Un viaje de ida desde la Tierra a Marte toma 150 días (estimación más corta). Y ahí es cuando tienes todo planeado y mucho combustible a tu disposición. Para atraer asteroides individuales uno por uno desde el cinturón de asteroides a la distancia NEO, necesitaría al menos 5 años para cada viaje de ida y vuelta. Viajando al asteroide, adhiriéndose a él y luego viajando de regreso a NEO.

   Si trabaja en asteroides individuales uno por uno (y no veo otro método, ni siquiera teórico, en los niveles tecnológicos actuales), le llevará un par de millones de años al menos juntar los fragmentos en la misma órbita NEO, dejemos solo combinándolos para formar un planeta!

3. Necesitas los materiales adecuados. y muchos de ellos

   La tierra tiene un gran contenido de silicatos y minerales metálicos. El contenido de sodio de nuestro planeta solo es asombroso. Luego hay mucho hierro y níquel también. Más allá de la línea de congelación, muchos de los asteroides están hechos de hielo (dióxido de carbono congelado, amoníaco, metano, etc.). Acercarlos al sol en la zona de los ricitos de oro los derretirá rápidamente y luego los evaporará, eliminando todas las esperanzas de incorporarlos a la Tierra de sus sueños.

   Si bien el agua está disponible en cantidades más que excesivas en toda la galaxia, las proporciones correctas de roca, agua y metales ferromagnéticos (para el núcleo) son demasiado difíciles de encontrar o crear. Si recoge asteroides al azar, probablemente terminará con un planeta terrestre con un contenido metálico demasiado alto.

4. El enfriamiento tardará decenas de millones de años.

   Eso ya lo ha discutido Andrew Dodds, así que no entraré en detalles aquí. Debería ser suficiente decir que su planeta recién formado tardará órdenes de magnitud más tiempo en enfriarse que el que tiene disponible en sus manos.

5. Y los otros pequeños problemas...

   Como la formación de océanos... la mezcla química correcta en los océanos... establecer el ciclo del agua... configurar la atmósfera con la composición y el grosor correctos... formación de continentes... configurar y mantener la inclinación orbital... encontrar y capturar la luna del tamaño correcto (por supuesto que no querría ir por el camino del impacto gigante)...

En resumen

…significa algo decir que nuestra Tierra tiene 4.560 millones de años.

Construye una vela de fusión .

¿Tienes un gran gigante gaseoso? Perfecto, tienes un motor mundial con su propia masa de reacción/fuente de alimentación.

¿Supongo que este gigante gaseoso tiene algunas lunas más grandes? Si no, muévalo alrededor del sistema para capturar algún otro planeta adecuado.

Olvídate de los asteroides, no aportan nada de valor, al menos en cuanto a masa bruta. ( Wikipedia : "La masa total del cinturón de asteroides es aproximadamente el 4% de la de la Luna".) Tal vez use un barrido rápido con su gigante gaseoso para despejarlo.

Una vez que tenga su gigante de gas móvil con uno o más satélites rocosos agradables, mueva el conjunto en una órbita acogedora y comience a terraformar las lunas. Si lo hizo bien, esos asteroides helados que robó antes, o tal vez un anillo de Saturno, pueden proporcionar el agua para sus océanos.

El mayor obstáculo es su plan de tiempo. No sé cuánto tiempo tomará la astroingeniería, pero 1000 años ni siquiera son suficientes para construir biosferas habitables desde cero.

Realmente querrás comenzar (mientras continúa todo el gran movimiento) construyendo ecologías cerradas para reasentar a tu tribu, con minería y agricultura, lo que extenderá el tiempo que te queda. No es necesario que te limites a una elección de todo o nada/nave o planeta.

Me gustaría publicar una respuesta que amplíe la excelente publicación de Andrew Dodds. Los colonos, al llegar, muy probablemente NO QUIEREN asentarse en un planeta.

1) Han vivido toda su vida en el espacio y probablemente eso también sea cierto para sus padres y abuelos. Las personas acostumbradas durante generaciones a vivir a bordo de un barco probablemente verán el estilo de vida de vivir en un planeta similar a cómo la mayoría de nosotros vería a los Amish. Estoy seguro de que en general están contentos con su estilo de vida, pero no voy a hacerlo yo mismo. ("¿Cultivas tus cultivos en TIERRA? ¿Tierra real? ¿Y comes animales reales? ¿Y sales y te expones directamente al entorno crudo?")

2) Los asteroides (o las estaciones espaciales construidas a partir de ellos) se pueden mover fácilmente y eventualmente formar un enjambre de Dyson. Esto es mucho más eficiente y un enjambre de Dyson es en gran parte el modelo estándar hoy en día para una civilización K-2.

3) Hay MUCHO más espacio para vivir. Un planeta puede soportar unos pocos miles de millones de habitantes, un enjambre de Dyson puede soportar billones.

4) La minería de asteroides es mejor que la minería planetaria . La razón por la que no lo hacemos ahora es por lo difícil que es llegar allí y los inconvenientes menores del estilo de vida, como no poder respirar. Pero si ya está allí y tiene el equipo para sobrevivir, los recursos disponibles son mucho mayores que los que tenemos en la Tierra.

5) Los planetas del tamaño de la Tierra tienen pozos de gravedad inconvenientemente grandes , lo que dificulta los viajes espaciales. Es probable que estos colonos quieran continuar viajando en el espacio y construir un pozo de gravedad masivo solo para que puedas subir y bajar no es de ninguna ayuda.

6) Los colonos pueden haberse diseñado genéticamente para adaptarse al entorno espacial, por ejemplo, agregando resistencia a la radiación o tolerancia a la baja gravedad. Independientemente de los problemas culturales y de estilo de vida, es posible que encuentren un planeta real que no sea especialmente acogedor biológicamente, o al menos no más que su entorno espacial habitual.

7) La disponibilidad de energía en un planeta es mala. Tienes tres opciones plausibles de energía: solar, fusión y fisión, y todas favorecen los asteroides o las estaciones espaciales. La captación solar se optimiza mediante la construcción de un enjambre Dyson, para un área máxima de captación. La energía de fusión requiere muchos volátiles (probablemente hidrógeno), que se encontrarán más fácilmente en el hielo cometario o, en segundo lugar, en las atmósferas de los gigantes gaseosos, dependiendo de qué tan buenos sean sus cohetes y cuánta masa tengan los gigantes gaseosos. Esto requiere muchos viajes al sistema solar exterior, o al menos al medio, para recogerlo. La baja gravedad de los asteroides simplifica el lanzamiento y el aterrizaje (así como también se necesita menos energía y tiempo para viajar debido a que, en primer lugar, comienzan más lejos de la estrella). Finalmente, la energía de fisión requiere mucho uranio, que debe extraerse, y la extracción es más fácil en los asteroides. Y si tu'

8) Los planetas tienen problemas de contaminación que simplemente no tienes en las estaciones espaciales. Si bien simplemente tirar los desechos por la borda no es necesariamente adecuado en general (porque todavía está en su órbita y tarde o temprano volverá a dar la vuelta y podría golpearlo), puede reciclar lo que pueda y mover fácilmente la mayor parte de su basura realmente problemática en un órbita sin intersección. Si algún desastre contamina todo un hábitat, puede simplemente construir un reemplazo. En realidad, probablemente habría tantos hábitats que la civilización en su conjunto apenas notaría Chernobyl o Fukushima.

9) La política es más fácilcuando tienes millones de hábitats más o menos independientes pero que cooperan. Cuando sus únicas opciones prácticas para la guerra son "dejaremos de comerciar con usted" y "explotaremos su hábitat, matando a todos", es más ventajoso simplemente empacar y mudarse o ignorar a los vecinos que no le gustan, desanimando la violencia y la guerra. También significa que todos pueden encontrar un sistema político que les convenga personalmente. Creo que es poco probable que todos en la flota colonial quieran el mismo sistema político. Algunos podrían querer una utopía libertaria, una utopía comunista, una utopía socialista, una utopía de dictadura militar o cualquier otra forma de utopía que se les ocurra, y todos estos sistemas, incluidos muchos en los que no puedo pensar, probablemente existirán. "Asteroidica, ámalo o déjalo"

Creo que los colonos interestelares estarán más interesados ​​en el número, la variedad y el posicionamiento de los asteroides en un sistema estelar objetivo que en los planetas, con la posible excepción de los pequeños gigantes gaseosos para la recolección de hidrógeno. Para obtener más información, recomiendo la excelente serie de Youtube de Isaac Arthur, que incluye un episodio que habla específicamente sobre este tema: Life in a Space Colony, ep3: Early Interstellar Colonies

Necesitamos una aproximación de su nivel tecnológico.

Supongamos que el viaje tomó 1500 años. Los barcos son del tamaño de portaaviones estadounidenses. Y la distancia era de unos 20 años luz.

La nave viajaría entonces a 0.013c, que es bastante rápido. Usaremos aproximaciones de energía newtoniana (es relativamente precisa al 1% c) y obtenemos que aproximadamente el 0,5% de la masa de la nave es energía cinética.

Un portaaviones pesa unas 100 kilotoneladas. Entonces, la KE del barco es 5e22 J, o 1e23 si cuenta que se detuvo al final. Un poco más si desea una aceleración constante (ya que eso conduce a una velocidad máxima 2 veces mayor; es razonable no asumir esto, ya que a 0.01c el medio interestelar no tiene fricción).

Atravesar el medio interestelar es otro tema. A 0,01 c cada metro cuadrado del barco impacta 158 microgramos de hidrógeno/año. Durante el viaje de 1500 años, eso suma 237 miligramos. Un portaaviones cilíndrico tiene una sección transversal de 5000 m ^ 2, por lo que equivale a aproximadamente 1 kg de hidrógeno.

En comparación con la masa del barco, eso es trivial; por lo tanto, el medio interestelar es principalmente peligroso ya que es una forma de radiación fuerte.

En comparación, la energía de enlace de la Tierra es de aproximadamente 1E32.

El gran problema de ensamblar un planeta es disipar esa energía vinculante. La energía de enlace de un planeta del tamaño de la Tierra es suficiente para enviar mil millones de naves de generación del tamaño de un superportador a las estrellas cercanas.

Entonces, la tarea que tienes para la nave es 1 civilización de tipo K mayor en esfuerzo que la nave misma.

Otra forma de verlo es que le tomaría a una civilización tipo K-2 6 años procesar suficiente energía para desarmar o armar un planeta similar a la Tierra a una temperatura razonable. Y si estás cerca de una civilización tipo K-2, ¿por qué quieres un planeta?

Pero podemos abordarlo de esa manera.

Suponga que estas naves de generación fueron enviadas desde una civilización tipo K-1. El viaje podría haber comenzado con el plan de apuntar a otro lugar, o reabastecerse o algo así, pero una guerra en todo el sistema solar que terminó mal para todos acabó con la civilización detrás de ellos.

Durante los años 1500, lograron evitar un conflicto similar y desarrollaron tecnología suficiente para alcanzar un nivel de civilización K-2; solo les falta una estrella.

Llegan al sistema solar de destino y liberan máquinas de von Neumann. Estos primeros desmontan pequeños cuerpos y se reproducen, reuniendo materias primas.

Esto les proporciona una base industrial. Se construyen enormes colectores solares para extraer más masa de los pozos de gravedad y construir aún más colectores solares. La materia se fusiona y se transmuta a gran escala. La materia de bajo contenido atómico se extrae de los gigantes gaseosos utilizando tecnologías ridículas (¿velas de fusión cuyo único propósito es disparar gas por el gradiente de gravedad? ¿Fuentes orbitales? ¿Bombas de energía de vacío?)

Se produce Computronium y se construye un cerebro Matrioshka para ayudar en un mayor desarrollo tecnológico. La estrella comienza a oscurecerse.

Solo cuando se acercan a una civilización K-2 completa, comienza el proyecto "construyamos una Tierra". Una civilización K-2 completa tardaría 6 años en lograr esto; o esperan eficientemente hasta que sean una civilización K-2 (o más allá de usar tecnología exótica), o lo hacen lentamente de antemano (ya sabes, para practicar). Independientemente de lo que hagan, si se acercan a K-2 exponencialmente, casi todo el trabajo se realizará cuando estén casi en K-2.

Una civilización K-2 al 1% requiere 600 años impares para construir una Tierra.

Por supuesto, el nivel de tecnología requerido hace que el límite de 1500 años sea un poco una broma; esta civilización se ha mudado en su mayoría fuera de los cuerpos físicos en este punto. La construcción de la Tierra duplicada podría ser un agradecimiento a los antepasados, y una reserva natural para ellos y una biosfera. Sin embargo, es bastante caro incluso para una civilización K-2.

Bueno, tengo que preguntar...

La flota, por supuesto, no puede mantener a sus habitantes para siempre.

...¿Por qué no?

Todavía no tenemos la tecnología para mantener viva a la gente en un entorno totalmente tecnológico de forma indefinida, pero estamos llegando allí, y si esa tecnología sería un requisito previo absoluto para una nave de generación. Entonces, honestamente, si tienen naves de generación, ¿por qué necesitarían anclarse en un planeta?

Un planeta es un buen lugar para que una especie crezca, pero en última instancia, hay una gran cantidad de masa y espacio desperdiciados que simplemente no podemos usar, y estamos atrapados en el fondo de un pozo de gravedad bastante empinado. Un planeta, en última instancia, podría verse como un lugar peligrosamente inestable para vivir. No puedes moverlo si viene una gran roca, no puedes usar la gran mayoría de su masa y no puedes controlar su clima.

En lugar de intentar construir un planeta, piensa en permanecer a bordo de la flota y simplemente utilizar los recursos disponibles en el sistema solar. Cualquier materia prima que se te ocurra puede obtenerse de asteroides o gigantes gaseosos. Si necesita más sala de estar, considere construir terreria de asteroides y vivir dentro de ellos.

No sé si se puede hacer en 1000 años, pero parece poco probable.

Aquí hay algunas ideas para ayudar.

Primero, debe colocar un grupo de roca lo suficientemente denso en una órbita similar a la de la Tierra. Tiene que ser lo suficientemente grande para que la gravedad atraiga los escombros del cinturón de asteroides (bueno, tal vez eso sea demasiado) y el espacio circundante.

Por lo que he aprendido, el planeta comenzará a redondearse automáticamente en una ronda de 100 millas de diámetro con el núcleo de densidad correcto.

Si pudiera agregar una capa significativa de agua, tal vez podría hacer flotar una estructura similar a una isla sobre ella.

El agua enfriaría los escombros entrantes y permitiría que cayeran más gradualmente en el centro del planeta. Habría olas gigantes desde abajo a medida que el planeta se redondea, pero el agua aún las amortiguaría.

Con suerte, su estructura similar a una isla puede moverse como un barco en el mar. Siempre que tenga suficiente potencia de motor para moverse fuera del camino de las olas gigantes, podría comenzar a vivir en ellas. También cultivar alimentos en las cubiertas superiores de los barcos/islas.

Después de ese tiempo va a ser un tema crítico. Necesita suficientes escombros para caer y eventualmente crear una masa de tierra utilizable, pero no tanto como para que los impactos se evaporen o arrojen el agua al espacio.

Si no tienes la gravedad ayudándote, y tienes que mover miles o 10,000 de asteroides manualmente, el proyecto probablemente fallará.

Si puede empujar suficientes asteroides hacia el pozo de gravedad de nuestra nueva tierra, mejorará sus posibilidades de éxito. Todas sus naves tendrán que empujar escombros para que cambien de trayectoria hacia nuestro planeta.

Tendrá escombros que contienen o incluso en su mayoría agua para que no tenga que hacerlo todo usted mismo.

La clave es tener suficiente tierra para asentar personas, pero no suficiente masa para atraer todo el cinturón de asteroides. Si bien tirar del cinturón de asteroides ciertamente crearía un planeta, nunca se enfriaría lo suficientemente rápido como para vivir en 1000 años.

Hipotéticamente, probablemente podrías hacerlo... Lo primero que tendrías que hacer es conseguir una bola de hierro y níquel de aproximadamente 1200 km de espesor. Eso no es tan difícil ya que podría cultivarlo desde casi cualquier lugar del sistema solar. Instalas un elemento giratorio magnético masivo, luego lo envuelves con hierro-níquel líquido que se ha calentado a una temperatura muy alta hasta que el radio es de aproximadamente 3500 km. Otra vez. Esto no debería ser muy difícil porque debería haber mucho hierro-níquel en cualquier sistema solar por todas partes en lugares bastante fáciles de conseguir...

El problema es el manto y la corteza que se pueden hacer fácilmente, pero es más conseguir el equilibrio adecuado de materiales, pero en mil años eso no debería ser un problema. Simplemente continúas calentando mientras derramas los recursos líquidos en el planeta y luego, cuando llegas al radio correcto, dejas de calentar, derramas una capa de silicatos más o menos sobre el manto y construyes los continentes y como quieras.

El mayor problema es calentar los materiales lo suficiente. Lo del imán gigante puede parecer un problema, pero estás construyendo un planeta. si estás haciendo eso, puedes construir algo como un imán gigante.

La segunda cuestión es el equilibrio material adecuado...

Por último, está la formación de tierra que puede hacer que te encuentres con un problema, no en la atmósfera. Eso sería fácil, dado que ya está moviendo recursos masivos, no es un problema descargar un poco más. La parte difícil es que la tierra no es tierra, así que una vez que la tienes toda, tienes que trabajar mucho para hacer y esparcir la tierra. Si la gente trabajara diligentemente, probablemente podría lograrse, pero lo más probable es que no lo hicieran. Llegarían a "lo suficientemente buenos" y se detendrían, lo que ralentizaría mucho el proceso y luego se convertiría en un probablemente no, pero probablemente se pueda hacer ignorando la pereza humana.

Y si bien todo esto es posible hipotéticamente, sería una gran cantidad de trabajo y estaría desperdiciando recursos y tiempo para hacer algo que es en gran medida solo una demostración de poder y no una situación de "necesitar esto para vivir".

Pero si se puede hacer o no, no es realmente un problema tanto como si una civilización pudiera, no harían esto. Si tienen la tecnología para mover los recursos para hacer un planeta, podrían haberlo hecho en su mundo natal. Si es su estrella ese es el problema, simplemente podrían mover el planeta. Si se está muriendo la magnetoesfera, entonces pueden volver a cargarla.

Como ves, la tecnología necesaria para hacer esto no tendría mucho sentido.

Si el gigante gaseoso está en el lado más pequeño y dentro de la Zona Goldilocks, su nave arca podría construir microondas muy grandes (o alguna otra máquina de ondas electromagnéticas adecuada... por ejemplo, láseres gigantes) para fotoevaporar los elementos más livianos (H, He, Li, etc). Con suerte, esto debería dejarlo con el núcleo rocoso y los gases más pesados ​​(O, N, At, CO2, etc.). Todavía estará un poco caliente, pero menos que la cantidad de calor generado por la fusión de asteroides.

Si el gigante gaseoso tiene al menos una luna que sea adecuada para la terraformación, se puede construir un sol artificial que suministre las necesidades energéticas. Esto funcionará solo si la luna recibe menos energía que la óptima.

Si hay una luna diferente que recibe más energía de la necesaria, entonces se debe construir una megaestructura que cubra la luna. El propósito de la megaestructura es reducir la intensidad de la energía de la estrella.

Otra opción es construir un mundo de anillo. Similar a los anillos en el juego Halo.

Una opción aparentemente buena será construir un Globus Cassus .

Cilindros O'Neill - Solo voy a pegar la respuesta

Supongamos que el gigante gaseoso o las lunas o ambos pueden suministrar suficiente "gas" para crear una atmósfera.

Un beneficio distintivo (en mi opinión) aquí es que sabemos cómo convertir rocas más grandes en rocas más pequeñas :)

De acuerdo, a medida que se construye cada hábitat, disminuye el estrés ejercido sobre los barcos de generación y, con la planificación logística, puede ser capaz de reducir la demanda en las tiendas de barcos (¿construir primero un hábitat que produzca alimentos/agua?).

Se cree que un solo cilindro de O'Neill podría albergar a varios millones de personas.

http://www.nss.org/settlement/space/oneillcylinder.htm

Suponiendo que el gigante gaseoso tenga los gases necesarios para crear una atmósfera terrestre, entonces el colono puede querer construir una nave que pueda "atravesar" la atmósfera del gigante gaseoso y "recoger y comprimir" el gas. Es igualmente razonable suponer que hay cometas u otras fuentes para adquirir los componentes de una atmósfera así como el regolito del suelo.

El único tiempo estimado que tengo es para la segunda isla y eso es 2 años (Sociedad L5). Así que creo que es razonable suponer que la tercera isla se puede construir en menos de 100 años.

Lo siguiente se extrae de

https://en.wikipedia.org/wiki/O'Neill_cylinder _

El diseño Island Three , mejor conocido como el cilindro O'Neill, consta de dos cilindros que giran en sentido contrario, cada uno de cinco millas (8 km) de diámetro y capaces de escalar hasta veinte millas (32 km) de largo. Cada cilindro tiene seis franjas de igual área que corren a lo largo del cilindro; tres son ventanas transparentes, tres son superficies habitables de "tierra". Además, un anillo agrícola exterior, de 16 km (10 millas) de radio, gira a una velocidad diferente para apoyar la agricultura. El bloque de fabricación industrial del hábitat está ubicado en el medio, para permitir una gravedad mínima para algunos procesos de fabricación. Un concepto de base lunar de la NASA con un controlador de masa (la estructura larga que se extiende hacia el horizonte y que forma parte del plan para construir los Cilindros O'Neill). Sustituir asteroides, lunas, etc.Para ahorrar el inmenso costo de lanzar los materiales desde la Tierra, estos hábitats se construirían con materiales lanzados al espacio desde la Luna con un impulsor de masa magnética.

Diseño

gravedad artificial

Los cilindros giran para proporcionar gravedad artificial en su superficie interior. En el radio descrito por O'Neill, los hábitats tendrían que rotar unas veintiocho veces por hora para simular la gravedad estándar de la Tierra. Las investigaciones sobre los factores humanos en los marcos de referencia giratorios indican que, a velocidades de rotación tan bajas, pocas personas experimentarían mareos debido a las fuerzas de Coriolis que actúan sobre el oído interno. Sin embargo, las personas serían capaces de detectar direcciones giratorias y antigiratorias girando la cabeza, y cualquier objeto que se cayera parecería desviarse unos pocos centímetros. El eje central del hábitat sería una región de gravedad cero, y se previó que allí podrían ubicarse instalaciones recreativas.

Atmósfera y radiación

Se planeó que el hábitat tuviera oxígeno a presiones parciales aproximadamente similares al aire terrestre, el 20% de la presión del aire al nivel del mar de la Tierra. El nitrógeno también se incluiría para agregar un 30% adicional a la presión de la Tierra. Esta atmósfera de media presión ahorraría gas y reduciría la fuerza y ​​el grosor necesarios de las paredes del hábitat.

A esta escala, el aire dentro del cilindro y la cubierta del cilindro brindan una protección adecuada contra los rayos cósmicos. El volumen interno de un cilindro de O'Neill es lo suficientemente grande como para soportar sus propios sistemas meteorológicos pequeños, que pueden manipularse alterando la composición atmosférica interna o la cantidad de luz solar reflejada.

Luz de sol

Los espejos grandes tienen bisagras en la parte posterior de cada franja de ventana. El borde sin bisagras de las ventanas apunta hacia el sol. El propósito de los espejos es reflejar la luz del sol en los cilindros a través de las ventanas. La noche se simula abriendo los espejos, dejando que la ventana mire el espacio vacío; esto también permite que el calor se irradie al espacio. Durante el día, el Sol reflejado parece moverse a medida que se mueven los espejos, creando una progresión natural de los ángulos del Sol. Aunque no es visible a simple vista, se puede observar que la imagen del Sol gira debido a la rotación del cilindro. La luz reflejada por los espejos está polarizada, lo que podría confundir a las abejas polinizadoras.

Para permitir que la luz entre en el hábitat, grandes ventanas corren a lo largo del cilindro. Estos no serían paneles individuales, sino que estarían formados por muchas secciones pequeñas, para evitar daños catastróficos, y así los marcos de las ventanas de aluminio o acero pueden soportar la mayor parte de las tensiones de la presión del aire del hábitat. Ocasionalmente, un meteorito podría romper uno de estos paneles. Esto causaría cierta pérdida de la atmósfera, pero los cálculos mostraron que esto no sería una emergencia, debido al gran volumen del hábitat.

control de actitud

El hábitat y sus espejos deben estar orientados permanentemente hacia el Sol para recolectar energía solar e iluminar el interior del hábitat. O'Neill y sus estudiantes idearon cuidadosamente un método para girar continuamente la colonia 360 grados por órbita sin usar cohetes (que arrojarían masa de reacción). Primero, el par de hábitats se puede hacer rodar haciendo funcionar los cilindros como ruedas de impulso. Si la rotación de un hábitat está ligeramente desviada, los dos cilindros rotarán uno alrededor del otro. Una vez que el plano formado por los dos ejes de rotación es perpendicular en el eje de balanceo a la órbita, entonces el par de cilindros puede orientarse para apuntar al Sol ejerciendo una fuerza entre los dos rodamientos hacia el sol. Al alejar los cilindros uno del otro, ambos cilindros tendrán una precesión giroscópica y el sistema girará en una dirección. mientras que empujarlos uno hacia el otro causará guiñada en la otra dirección. Los hábitats que giran en sentido contrario no tienen un efecto giroscópico neto, por lo que esta ligera precesión puede continuar a lo largo de la órbita del hábitat, manteniéndolo dirigido hacia el Sol.