¿Podría un toro de Stanford rotar sobre un eje adicional para darle un ciclo diurno?

El problema con esto es que necesitaría aplicar fuerzas continuamente en la estación espacial para que haga lo que describe (y si no tuviera cuidado, también haría cosas que quizás no quiera).

Cuando un cuerpo rígido gira libremente, el eje de rotación permanece apuntando en la misma dirección a menos que se aplique un par externo. Tan pronto como se detiene ese par, el eje vuelve a estar fijo. Esto es exactamente análogo a cómo un cuerpo que se mueve en el espacio libre mantendrá una velocidad constante a menos que se le aplique una fuerza.

si intentas

"añadir otro eje de rotación a lo largo de esa tangente"

mediante cualquier aplicación temporal de fuerza/torsión, ocurrirá cualquiera de (o ambas) dos cosas.

La estación espacial puede cambiar su eje de rotación (es decir, la dirección a la que apunta el 'eje' de la estación en relación con su órbita cambiará, posiblemente como desee) mientras se aplica la fuerza, pero luego permanecerá fija en un nuevo pero estático rotacional. eje tan pronto como cesa la aplicación de la fuerza.

O la estación espacial desarrollará un bamboleo por lo que ya no gira alrededor de su eje normal sino alrededor de un eje arbitrario en un ángulo con el 'eje' de la estación espacial. Esto sería indeseable porque el efecto de 'gravedad artificial' que obtienes de las fuerzas centrífugas de la rotación de la estación espacial ya no sería perpendicular a los pisos de la estación.

En respuesta a su pregunta a continuación

Correcto, estoy dispuesto a permitir una cantidad arbitraria de propulsión activa para proporcionar el par necesario (y agregué esta nota a mi pregunta). Dado eso, ¿es más o menos factible?

Sí, entonces es factible. Para que la estación espacial permanezca en una órbita circular estable (?), necesitaría aplicar fuerzas iguales y opuestas en los dos extremos de su 'eje'. Con la estación espacial orientada como sugirió en su pregunta (es decir, con su eje de rotación en el plano de su órbita, las fuerzas deberían ser perpendiculares al plano de la órbita. Vea las imágenes a continuación ... .

No.

Lo que quieres es tener una inclinación axial cero o baja . En este caso el ciclo de día y noche funciona igual que en la Tierra pero a la inversa. El lado del toro hacia el Sol está bloqueado por el cuerpo del toro y en la sombra. El lado opuesto al Sol, si tiene ventanas en el techo, recibe la luz del sol porque el otro lado del toroide no es lo suficientemente ancho para bloquear el Sol. Aunque eso depende de la geometría. Pero como tú eres el que está diseñando la estación...

De hecho, sería mejor usar fibra óptica para enrutar la luz desde la superficie exterior del toro hasta el techo interior. Esto permitiría un filtrado de radiación robusto y eliminaría la necesidad de ventanas. No hay ventanas es bueno porque, además de enrutar las fibras ópticas, podría construir el toroide con los mejores materiales y estructuras disponibles que probablemente no serán transparentes.

La tecnología necesaria ya está en el mercado.

Un Stanford Torus actúa como un gran giroscopio, gira y en ese giro es estable, también genera "gravedad" en el trato.

Está tratando de introducir la complicación de un segundo eje de rotación, pero en realidad no es tan malo como tiene un giroscopio, y los giroscopios exhiben un comportamiento terrible llamado precesión giroscópica que ahora vamos a explotar.

Si aplica una fuerza al eje del giroscopio, su estación comenzará a precesar . Simplemente no gira en la dirección que esperaría en relación con las fuerzas que está aplicando, ya que debe aplicar la fuerza perpendicular a la dirección del efecto deseado. No entraré en detalles sobre cómo funciona esto, ya que no estoy completamente seguro de entenderlo, pero en última instancia, su respuesta es sí, puede girarlo en un segundo eje sin que todo se desestabilice.

En cuanto a si eso le daría un ciclo diurno, en realidad no, obtendrá un mayor efecto diurno al inclinar la rotación primaria en relación con la estrella que al girar una estructura de este tipo en cualquier plano perpendicular al eje.

Lo primero que pensé fue que podría agregar un peso que sobresalga de un lado del eje central y colocarlo en una órbita de 24 horas usando el bloqueo de marea para girarlo.

Si bien este experimento ( https://space.skyrocket.de/doc_sdat/dodge.htm ) demostró que se puede bloquear un satélite por marea, tomó 12 días sin que ningún giroscópico intentara mantenerlo en línea; por lo tanto, esto no funcionaría en una estación giratoria que se opondría activamente a las fuerzas de bloqueo de las mareas.

Una segunda opción sería unir dos anillos de estaciones que giran en direcciones opuestas. Esto haría que cancelasen el momento angular de cada uno, lo que haría que la estación girara fácilmente, ya sea mediante maniobras a chorro o bloqueo de marea. Pero esto también es problemático porque el eje central que los une experimentaría las fuerzas de torsión masivas de las rotaciones combinadas que probablemente romperían cualquier cosa en esta escala.

Luego encontré esto ( https://www.youtube.com/watch?v=vGun5athdfg ). Si coloca dos anillos que giran en la misma dirección alrededor de un eje central, se vuelve el doble de fácil de girar. Si mi comprensión de este fenómeno es correcta, entonces esto significa que la estación sería más fácil de bloquear o girar manualmente que una estación sin componentes giratorios sin crear puntos de tensión importantes.

Entonces, usando esta información:

Si esta estación está en la órbita de la Tierra (u otro planeta), todo lo que necesita hacer es mirar hacia las paredes con ventanas de los giroscopios que apuntan en sentido contrario al planeta, y hacer que el giroscopio "pesado" sea más grande y lento para crear fuerzas giroscópicas iguales. pero distribución desigual del peso. Esto ayudará a bloquear las mareas en la estación. El gran anillo experimentará algunos eclipses menores a media mañana y al anochecer, pero estos deberían ser relativamente menores. De lo contrario, su estación experimentará el movimiento del sol a través de la pared de la misma manera que experimentamos su movimiento a través del cielo.

Si se trata de una estación de espacio profundo, sugeriría que las mareas la bloqueen al sol para evitar inviernos largos y fríos cuando su estación esté atascada de lado durante meses, luego solo use persianas para crear día y noche desde que se gira manualmente para un ciclo de día y noche. sería muchas veces más costoso en energía.