1樓：誠實肥宅黑夜
殖民衛星這個概念就像是光劍，是假想科技與落後設計的結合，是太空歌劇的遺毒。絕地武士之間的打鬥換成金屬劍也不會有違和感；大多太空艦隊之間的戰鬥與二維地面上的戰車對射也沒有區別，別說軌道上的霍曼轉移了，哪怕是同樣三維空間中的空戰機動也少有出現；星際迷航中忽視光速而不斷提高的warp speed更是在模仿工業革命時代蒸汽機、內燃機加大功率帶來的大提速，若是嚴格按照warp技術的定義，根本不該有速度這個屬性，無論距離多遠，跨過門的瞬間就已經到達。當普通的刀劍決鬥不再吸引觀眾的眼球，電影公司們就給無趣的故事加上各種光影噱頭，這在娛樂業中是行得通的，一看一樂，但把這些概念搬到現實中來是行不通的。
講真，星際殖民是不可能用這種模擬地球環境的空間站實現的，成本太高，風險太大。如果按照這種邏輯，當年魚類上岸就不該進化出肺，而是應該向內陸挖掘運河，建造池塘；也不該長腿，應該像飛魚、鯉魚、鮭魚一樣進化出跳躍能力。
正如上岸的魚類進化出可以依靠陸地環境維持的迴圈系統，在太空中，乙個空間生命體，應該有僅依靠恆星照射就能維持的迴圈系統，而深空生命體更是需要造出自己的恆星。在這種情況下，維持乙個龐大的類地球環境的成本是及其高昂的，就如同用空調給房間降溫的效率要遠低於用冰桶直接給身體降溫一樣。
在太空中建造、維持龐大的類地球環境，僅僅是為了維持人類肉體的運轉，而人類肉體的存在僅僅是為了維持大腦的運轉，而大腦的存在又僅僅是為了維持智慧型的運轉。三四層支援、無數次能量轉換帶來了無法計算的浪費，所以人類要成為空間生命體，必須實現從電能到智慧型，甚至直接從核能到智慧型的轉換。
2樓：深潛者
從受力是角度考慮環形殖民地可能是最佳方案。首先我們複習一下壓力容器壁厚的計算公式：壁厚=壓力/許用應力*半徑。
而容器重量=密度*壁厚*表面積。因此對於環管或長管容器，重量=0.333*密度*壓力*體積/許用應力。
很顯然，如果光考慮殖民地承受的充氣壓力，在材料一定時，重量與體積成正比。因此殖民地必須盡可能減少無用空間。
但對於筒形殖民地來說，很顯然只有筒內壁才有用，如果在筒內建設接近半徑的摩天大樓，那麼高層的離心重力就太低了，不同層間也有很大的重力變化。因此筒形殖民地中的大部分體積只是讓人們感覺舒適遼闊，無法得到真正有效的利用。這就導致了非常大的結構死重。
簡單估算之：假設筒長10km，直徑1km（估算中旋轉直徑統一為1km），充氣壓力1atm，鋼結構許用應力100MPa，則筒壁厚應達到1000mm，結構重量高達24.7億噸（未算兩端封頭），表面積才31.
4km2，單位面積重量高達7.86t/m2。而對於環形殖民地，假設環徑1km，管徑100m，充氣壓力1atm，鋼結構許用應力100MPa，則環壁厚只需50mm，結構重量12.
34萬噸，環投影面積0.314km2，單位面積重量0.393噸/m2。
注意對於環形殖民地，離心重力是指向環心的，也即環管內的重力方向與結構布局都與潛艇中類似。環形殖民地採用圓管布局僅僅是為了方便承受充氣壓力，內部採用是潛艇式的平行甲板布局。
3樓：ncc21382
要深入講得扯一大堆了，我就簡單的說一下自己看法。
環形的優勢是容易建造，也容易分隔為多個氣密區比較安全，結構強度比較高，缺點是內部空間相對侷促，而且輻射遮蔽的效率低（因為體積和表面積比值的關係）。我認為環形適合建造中小型太空城市，人口在5,000-25,000左右比較合適。當然可以多個環組合放一根軸上稱為一座太空城市的不同分割槽。
球形的優勢是內部空間非常寬敞，輻射遮蔽效率最高（大家都知道球體是表面積最小體積最大的造型），缺點在不同緯度離心人工重力強度變化巨大（這可能也是優勢，讓人可以選擇適合自己的重力強調）、內部規劃使用不便，得類似梯田和重慶，不容易分隔為多氣密區不夠安全。也不適合建的太小，受材料強度和結構限制也不方便造的太大。我認為球形適合中型太空城，人口在25,000-100,000左右。
桶形的優點是結實、很容易放大，無論是空間還是土地面積都很大，沒有球形的坡地、重力變化問題。輻射遮蔽效率也不錯。缺點是不方便造的太小，否則轉速太高或者重力低。
而且桶形如果長徑比太大，旋轉容易扭曲然後惡性迴圈導致結構損壞甚至斷裂。個長徑比不宜過大，個人感覺長度最好別超過直徑的4倍。我認為桶形適合大型太空城市，適宜人口在100,000-1,000,000。
總結一下，用什麼造型取決於需求用途，如果你是建造乙個橋頭堡、小城鎮、偏遠前哨、支援基地，那環形很適合你。如果你希望在安全區域建造乙個度假勝地、文創中心、科學城等，就用球形。如果你想要一座大城市安置大量人口，那就用桶形。
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