¿Por qué los diseñadores de asentamientos espaciales usan toros en lugar de cilindros para los asentamientos espaciales?

A pesar de la razón obvia, un toro se ve mucho más elegante que un barril, puedo encontrar varios puntos que favorecen a un toroide:

• Las formas redondeadas pueden soportar la diferencia de presión entre el interior y el exterior mucho más fácilmente. Las áreas grandes con esquinas afiladas, como las tapas de los extremos del cilindro, son difíciles de apretar mucho. Las partes de la ISS son en realidad cilíndricas, pero su diámetro es pequeño en comparación con el de una estación giratoria.

• Por lo general, se necesita una parte fija, de fácil acceso y no giratoria de la estación para propulsores, muelles, experimentos en microgravedad. Esto viene naturalmente con un toroide, pero es más difícil de construir con una forma cilíndrica.

• Para conseguir el mismo espacio habitable, el radio de un toro es mayor que el de un cilindro. Esto hace que el toroide gire más lentamente, lo que ayuda con las articulaciones y el desplazamiento entre piezas fijas y giratorias. Además, reduce la curvatura del suelo.

• Usted menciona que el área del piso con precisión de 1 g es más grande en un cilindro. Eso es cierto, pero no hay una razón real por la que se necesite la misma aceleración en todas partes. Incluso si varía en un 10% a lo largo de la estación, dudo que alguno de los astronautas pueda sentir esto. En su ejemplo, el doble toroide, el anillo interior tiene una gravedad reducida, pero esto podría incluso ser algo bueno, por ejemplo, para tener lugares de almacenamiento donde los objetos pesados ​​se puedan mover más fácilmente.

Ha habido una discusión sobre la colonización espacial iniciada por Gerard O'Neill. La idea era no colonizar un planeta o una luna, sino el espacio orbital, particularmente L5 o los asteroides troyanos. Imaginaron colonias giratorias masivas, de millas de ancho. Venían en todos los diseños, incluyendo toros y esferas, pero la mayoría eran cilindros. (con tapas de domo) La ventaja del cilindro o esfera era la eficiencia en el uso de materiales. Esto funcionó bien para estructuras grandes porque, con un radio de 1 a 3 millas, el período de rotación fue lo suficientemente bajo como para reducir el efecto Coriolis a niveles insignificantes. El efecto coriolis puede provocar una especie de mareo. En estructuras más pequeñas, un toro, o mejor aún, unas mancuernas pueden aumentar el radio con el mismo propósito. Así que esa puede ser la razón por la que ves muchos toros.

Un objeto giratorio no es estable si gira alrededor de su eje largo. Entonces, si imaginas una colonia de las proporciones de una lata larga, girando alrededor de su centro, después de un tiempo se tambalearía y terminaría girando de un extremo a otro. Eso favorece un toro, pesas, una esfera o un cilindro en cuclillas.

Sin embargo, O'Neill prefirió pares de cilindros largos unidos con vigas en los polos. De esa manera se equilibrarían y podrían seguir girando sobre el eje largo.