¿Tenemos la tecnología para hacer grandes esclusas de aire giratorias?

Recientemente respondí una pregunta sobre Worldbuilding sobre estaciones espaciales. En mi respuesta, propuse una estación toroidal que estaría compuesta por muchos segmentos pequeños, cada uno rotando. Como se señaló, esto requeriría al menos una esclusa de aire entre cada una de las cuñas que sujetan cada segmento y el propio segmento. Las esclusas de aire tendrían que girar.

¿Tenemos la tecnología actual para construir esclusas de aire giratorias? ¿Se han probado algunos diseños?

Si todas las secciones giran al mismo ritmo, puede unir las secciones rígidas con tubos flexibles de acordeón (como una pajita flexible o un autobús urbano articulado).
@RussellBorogove Desafortunadamente, no todos giran al mismo ritmo.
Todavía no está exactamente listo para el horario de máxima audiencia, pero ¿ha considerado los campos de fuerza ? Una pared de plasma frío (hidrógeno) contenido electromagnéticamente podría confinar la atmósfera o cualquier cosa con un pequeño impulso (masa por velocidad) mientras es permeable a objetos de mayor impulso, como un astronauta que se mueve de un campo de contención a otro. Consulte también ¿Cómo funcionaría el sistema de atraque de un módulo centrífugo en la ISS?
Realmente no necesita una esclusa de aire, necesita una sección que gire mientras mantiene la atmósfera.

Respuestas (2)

Yo diría "sí, pero"

Hay dos partes complicadas: necesita un sello deslizante grande y necesita construir conductos para cables, tuberías, etc. No soy ingeniero mecánico, así que tal vez tergiverse algunas cosas.

Google para el sello de cara axial más grande encontró este artículo sobre un sello de 390 mm de diámetro... eso no es mucho. Es cierto que esto es para un compresor donde el diferencial de presión es mucho más alto que el que encontraría en una estación espacial, por lo que puede haber esperanza. Los desafíos en la construcción de sellos están en crear y alinear superficies muy, muy suaves. para un aro de sello grande, esto significa un torno grande y probablemente muchos dolores de cabeza en el transporte y la instalación. Pero yo diría que es factible si alguien arroja suficiente dinero al problema.

El segundo desafío son los conductos. Sabemos cómo transportar fluidos entre elementos giratorios . El conducto siempre tendría que estar en el medio de la esclusa de aire, donde "cuesta más espacio" (imagine el círculo más pequeño por el que puede pasar un armario de 1x1 m. Ahora imagine el círculo más pequeño por el que puede pasar dicho armario si el centro está bloqueado ), lo que agrava los problemas con el sello descrito anteriormente. También construirá sus conductos una vez, será difícil adaptarlos para más conexiones una vez que estén construidos.
Para la energía eléctrica, los contactos de cepillo están disponibles, para la transmisión de señales, probablemente usaría algo inalámbrico. ¿Por qué hablo tanto de conductos? porque querrá mover aire, agua, aguas residuales, combustible y una gran cantidad de cosas de un segmento al otro.

En resumen, creo que podemos, pero tendremos dificultades para interconectar las partes de la estación de manera significativa.

En realidad, el conducto no necesitaría estar justo en el medio, pero los "puertos receptores" tendrían que ser irrazonablemente grandes, alrededor de la esclusa de aire.
¡sí! Necesitaba un segundo para entender lo que dijiste, pero sí.
imagine un anillo de tubería (toroide) cortado por la mitad a lo largo, por ejemplo, la mitad "interior" y "exterior". Sellado que será al menos complicado, y la fricción será desagradable, pero es posible, especialmente para medios sin presión / de baja presión que se mueven en una dirección (la fuerza centrípeta los obliga hacia el lado "exterior" que es la salida).

Podemos tener esclusas de aire giratorias con la tecnología actual, pero su durabilidad y rendimiento son bastante pobres (y, por supuesto, la diferencia de velocidad no puede ser demasiado grande).

El secreto es hacer la esclusa de aire como dos (o más) tubos ("telescópicos") entrelazados, con grasa en el medio; suficiente de recubrimiento engrasado entre las tuberías para que su fricción/viscosidad haga que la presión del aire sea insignificante. Por supuesto, la junta tendrá fugas, aunque muy lentamente, por lo que debe rellenarse con grasa y, por supuesto, la viscosidad pondrá bastante resistencia contra la rotación, así que no espere que esta sea una junta de pérdida cero entre módulos girando a diferente velocidad.

Sería genial tener la atribución de la fuente.
El problema con este enfoque es que un extremo de la grasa está expuesto al vacío y se evaporará con el tiempo. Vea los problemas con las ruedas, etc. en los vehículos de la Luna/Marte.
@Hobbes: esto podría superarse con un suministro constante (muy lento) de grasa fresca del tamaño "presurizado". La grasa que se seca es empujada hacia afuera, reemplazada por nueva, a medida que se seca.
¿Tenemos la tecnología para hacer grandes esclusas de aire giratorias?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 1v