¿Qué materiales serían útiles en la construcción de una Estación Espacial?

Por la razón obvia del peso, nuestras modernas estaciones espaciales y satélites están hechos de metal o compuestos livianos para reducir costos. En una búsqueda rápida en Google, el costo es de aproximadamente $ 20,000 por kg, para ser exactos. Esta limitación influye mucho en la construcción real de las estaciones. Pero, ¿y si el costo del material fuera aproximadamente el mismo que sería para construir una estructura en la Tierra misma? Es el futuro, tenemos un elevador espacial, minería de asteroides espaciales, fabricación in situ, lo que sea, lo tenemos. ¿Cómo cambiaría eso los diseños de nuestras estaciones? ¿Serían útiles varios pies de hormigón o láminas sólidas de plomo para bloquear la radiación, etc.? ¿Qué pasa con otros materiales que usamos comúnmente, como la madera o la arcilla?

El enfoque aquí es crear una estación 'suficientemente buena' con materiales ya existentes (2018) y examinar los usos de dichos materiales en el espacio. Otras consideraciones son secundarias. Como algunos señalaron, existen materiales más avanzados y útiles, pero no se están considerando debido al gran aumento en el precio. Se utilizan en obras más importantes, como estaciones militares y similares, pero para su estación de habitación común y corriente, es excesivo.

Para efectos del ejercicio, se cumple lo siguiente:

  • El costo de los materiales es el mismo que costaría en la Tierra, más un % que se tardó en llevarlo al espacio. Así que los materiales más baratos siempre serán más baratos que los más caros.

  • La 'economía' de la oferta y la demanda también se considera la misma, en aras de la simplicidad, por lo que los metales no terminarán siendo la fuerza dominante en términos de costos debido a la minería de asteroides.

La pregunta es un poco amplia. Tal vez especifique exactamente qué materiales le interesan. Sin embargo, me gustaría señalar que esta pregunta no tiene mucho sentido para mí. Si estás tan lejos en el futuro que tienes un ascensor espacial, deberías simplemente tecnohablar con tus materiales. No podemos predecir de qué podrían construir materiales. Ni siquiera podemos predecir qué tipo de madera tienen. Si dices: Bienvenido al año 4000, donde las estaciones espaciales están hechas del mismo material que tenemos hoy, pero aún estamos muy avanzados, es posible que tu audiencia se desconcierte.
También aclare: ¿cuál es el criterio de decisión? ¿Estás preguntando sobre el "mejor material posible"? O quizás estés preguntando por el más fácil o el más barato. Si alguien puede construir en el espacio, presumiría que predominarían los materiales de construcción "suficientemente buenos" más baratos, excepto, por ejemplo, las estructuras militares y las mansiones espaciales.
@Raditz_35 Tengo curiosidad por saber si algunos de los materiales más 'ineficientes' como el hormigón serían realmente útiles en la construcción de una estación espacial, salvo el costo. No dudaría de que ahora tienen un material de Unobtanium para trabajar, pero la suposición básica es que es mucho más caro porque es muy avanzado. Entonces, si pudiéramos hacer una estación con materiales baratos 'suficientemente buenos', aún lo haríamos.
@Joe, el criterio de decisión se basa en lo que dijiste, materiales baratos "suficientemente buenos". Obviamente podemos hacer una estación mucho mejor, pero a un costo mucho mayor.
¿Es su premisa que todos los materiales de construcción tienen los mismos costos (relativos entre sí) en el espacio de su mundo que los que tienen actualmente en la Tierra? Parece mucho más probable que algunas cosas sean más baratas (como el hierro) y otras más caras (como el hormigón o cualquier otra cosa derivada de la piedra caliza)
@plasticinsect Sí. Cualquiera que sea el costo del material en la Tierra, es el costo del material que se lleva/hace al espacio, más un % del costo adicional necesario para llevarlo allí, pero los materiales más baratos siempre costarán menos.
Si tiene un ascensor espacial, ¿qué otra infraestructura espacial tiene? ¿Qué fuentes de energía? ¿Fuentes de aire? ¿Existe un límite de tamaño en cuanto al volumen que puede ocupar su ascensor espacial? ¿Hay viajes interplanetarios efectivos, de modo que los recursos se puedan reunir desde el espacio en lugar de fuera de Terra?
@Abigail No estoy en desacuerdo contigo, pero a los efectos del ejercicio, el precio es exactamente como se describe. Construir un bloque de apartamentos es lo mismo que una estación de habitación, solo que más caro. Incluso a varios cientos por ciento, sigue siendo sustancialmente menos costoso que los precios actuales de la vida real, y también mucho más bajo que cualquiera de los materiales más avanzados.

Respuestas (1)

Para todas las cosas importantes, dado que tiene un ascensor espacial, no necesita preocuparse por el peso, solo por la utilidad y el costo. Aquí están mis pensamientos:

  • Plomo para la envolvente exterior y contraventanas exteriores. Es barato, duradero, resistente a la corrosión y es un buen aislante de la radiación.
  • Aleaciones de acero para los muros interiores y puertas esenciales (divisiones de cubierta). Tenemos algunas buenas aleaciones de acero baratas y duraderas en proceso en estos días. (¡es un enlace!)
  • No necesita mucho más que plásticos baratos para puertas no esenciales (no relacionadas con la seguridad) y
  • Cerámica duradera avanzada (¡otro enlace!) , Revestida con vidrio electrocromático, para cualquier ventana.

Para sellar herméticamente la embarcación:

  • Podría colocar concreto tratado entre el exterior de plomo y el interior de acero para asegurar que no haya espacios, pero si esta estación espacial va a ser muy grande o si va a tener algún componente que vibre mucho (como algún tipo de motor futurista giratorio que vibre por alguna razón), entonces querrá correr con concreto reforzado con plástico, o ninguno. El concreto se agrieta con el tiempo y no es fácil de reparar sin quitarlo y reemplazarlo.
  • El caucho es una buena opción para sellar el barco. Es barato y dura mucho tiempo. Obtener el tipo correcto de caucho puede ser algo costoso, pero los materiales en sí mismos probablemente serán mucho menos costosos que las pruebas para garantizar que se hayan instalado correctamente.
  • Si quieres ser original, puedes usar madera sellada con alquitrán y brea. No es muy eficiente en cuanto a tamaño y peso, pero es muy eficaz para sellar herméticamente algo, y es flexible y duradero, por lo que puede poner una capa de madera entre el exterior de plomo y el interior de acero, y rellenar los huecos con alquitrán. Sin embargo, el precio de la madera varía bastante, por lo que obtener el mejor tipo de madera puede ser más dinero de lo que vale.

¡Espero que esto ayude!

Algunas de las cosas que me preguntaba eran que algo de concreto es poroso, ¿eso significa que puede CONTENER oxígeno? ¿Y qué tan bien se sostiene la madera en el vacío? Creo que al menos una pizca de concreto, si no más, sería genial debido a la protección contra incendios que permitiría. Una estación completa hecha solo de metal sería débil solo por esa razón.
El hormigón necesita el intercambio de gases del aire para endurecerse, por lo que no hay hormigón en el vacío. También continúa absorbiendo gases durante años, por lo que es una muy mala idea para el interior de una estación espacial.
@John ¿por qué es eso exactamente? ¿Estás diciendo como, en términos de gases venenosos? ¿O simplemente la necesidad de oxígeno extra?
bueno, en el exterior simplemente no se establecerá, en el interior drenará constantemente CO2 durante años, esto es lo que realmente mató al biodomo 2, agota el C02 que las plantas necesitan para generar oxígeno. los niveles de oxígeno caen, pero solo agregar oxígeno no lo soluciona. El concreto nuevo con aditivo (como el plástico reforzado) puede liberar todo tipo de cosas. También es muy bueno para corroer metales.
¿Qué materiales serían útiles en la construcción de una Estación Espacial?
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