最合理的太空城形狀是什麼樣子的?

時間 2021-05-10 23:08:34

1樓:Zen Ye

不這麼認為。

從城市規劃角度,一切建築形態都與經濟有關。即最終形成的都市形態,必然符合其內部生活與活動最經濟的模式。

從這個點上,人工重力就直接被排除了。要他幹嘛?如果是為了維持骨骼強度,那就和太空人一樣鍛鍊。但太空人也是為了回到地球不至於站不起來。如果是長期在太空城生活,那體弱就弱唄。

本來輕輕一推,就可以把整車貨物從城市這頭送到那頭,現在你搞個人工重力?還得造個車?還得對城市結構強度有過分的要求?

你城市裡有多少質量?維持1g的等效離心力要多高強度的鋼材?城市內部有多海量的交通和運能需求,現在全都要載入乙個重力和摩擦力?

完全多此一舉,而且完全不經濟。所以最可能的形態是在空間站的基礎上不斷拓展,而且考慮到比如拉格朗日點或者其他地點的自平衡載荷需求,以及內部交通便捷,最終形態可能趨向對稱的類球體。

新增補充:

太空城的發展是符合時代科技下的最經濟形式,而一切問題歸根結底是經濟問題。但請不要走極端形式來反駁。因為太空都市的建立一定具有功能性,而既然是人類聚居區,那就有一定的客觀規律。

比如:大城市與貨運物流的關係並非因果,而是果因。是因為處於交通航運要道節點,才發展出大都市,而不是反過來。

所以太空城最有可能是因為星系--出入軌航運節點的需求而形成,發展。(而其他一切生活需求是相互配合的容器。比如大城市的生活就相對沒有農村自由,因為交通流線和各類生活部門都是極度壓縮的。

你只能根據交通規劃來移動。而越是發達的都市,其交通和建築,功能區劃就越密集,越具有規劃性。

凡事都有時代性和侷限性,黑科技和倫理上暫時不考慮,只從目前的技術上繼續前推:現在空間站雖然科研功能為主,但也有內部交通,也有生活,工作,接駁等艙室,從某種意義上符合太空城的所有基本活動,包括生活,補給,物流,通訊,軌道機動等等。這些都是太空城的雛形。

人工重力最多只是區域性甚至微部提供的功能,而絕不會是太空城市整體的布局。因為這個能耗遠遠不是乙個層級。現代都市的立體交通發展都如此困難,很大程度上就是重力「壓迫」。

城市功能一定會先滿足主體需求,生活都是基礎上的增加。好比不可能先出現乙個以「體育」為主體的都市,然後再去慢慢發展其供需關係。哪怕是「旅遊」為主體的都市,也要先出現乙個「物流」或「工業」「資源」為主體經濟的小鎮,之後發展到一定階段,才可能考慮比如基於文化產業的拓展和轉型。

重力所造成的經濟損耗是巨大的。

我可以這麼說:如果把上海做成球形立體都市,這個都市的半徑將是上海現在的10%都不到。這個可以用立體谷歌地球直觀的感受到。

大多數人其實沒有意識到我們所謂的「高樓大廈」相比城市的面積大小是多麼的微不足道。

所以重力其實把城市壓成了薄薄的一張「紙」。

不用說也能想象,如果做成「環形紙」,也好不到哪兒去吧。從空間載荷角度,哪怕為了維持軌道穩定,也不會用這麼「奢侈」的方式。環形人工重力形態和球形形態,同樣的功能,可能是幾十倍甚至百倍的長度差。

那麼單位長度上要布置多少RCS引擎,才能維持軌道穩定?這裡面的機動載荷有多巨大?哪怕是拉格朗日點,也是需要一定的工質機動來抵抗引力擾動的。

任何構造體只要達到一定尺度,都是"豆腐狀"。空間建築本質上連「混凝土」都不是,而是輕質的「罐頭連線體」。構造形式總是會追求盡可能多的空間使用率,小的材料消耗,以及大的結構強度,這是一切構築體的基本。

八個方塊拼成乙個正方體,和八個方塊連成乙個條狀體,兩者的結構強度完全不一樣,乙個很難弄散,乙個一掰就斷。

而且,環形空間站當中的離心偏差使得立體交通變得不可用,有大量的空間浪費,產生大量的摩擦力和橫向機動需要克服。而且中心軸區域別說呆人了,連派太空人去維修更換零件都做不到!除非人體能發展出可以在「旋轉機」裡呆幾小時不暈過去的技能,否則大規模環形人工重力是不可能的事,有這能耐,長期無重力環境還不能克服嗎?

當然,如果總體設計,而不是慢慢發展。比如一開始就設計半徑超過幾十公里的環形城市,那中心軸的角速度也許並不高。但這顯然沒有任何道理。

等於整個城市一開始完全不能用,只到造完最後一步,然後執行N多年也不能加區域。完全沒有成長型和拓展性。

另外,環形都市有個最大的問題,就是所有人都沒考慮過重心變動的問題。整個都市裡面的所有活動都要保持軸對稱?可能麼?

要知道人口質量看上去大,在城市活動裡都不算最大的質量運動,雖然最頻繁。但長年累月下來,哪怕相對質量再小,其內動量變化也會使得軸運轉出現偏差,這就要不停地消耗燃料去做阻尼對抗。

還有從任何角度,星系---入軌,所面臨的飛船接駁也會是個大問題。又是個沒人考慮過的事情:外圈接駁,那就是飛船要做出環形機動,這要多少燃料來做變軌?

整個接駁過程要保持乙個G力的變速哦。而如果軸部接駁,就要保持飛船有乙個角速度去靠近……請參考《星際穿越》,芭蕾靠近接駁~哪怕角速度再低,那至少也是「飄逸接駁」的節奏。

所以,無論從哪個角度論證,大規模的人工重力環形結構的太空城,是不可能不現實也不經濟的。最多建立一些微小的區域性的類似離心機一樣的「重力艙室」,供人們週期保持重力環境來克服長期太空病。但我一直覺得這屬於太空醫學需要解決的問題,可能通過食物和藥物來潛移默化適應更好?

我不太懂。但我覺得現在空間站的太空人一駐紮就是半年一年的……所以哪怕所有居民每個月或者每半年去重力艙室住一段時間,這都是可以接受的。比如每半年去住一兩周?

畢竟都太空城了,生活結構和模式不可能沒有變化。總是想著把地表生活往太空城上套,我覺得是不太靠譜的。(真正的立體交通都市,會完全改變我們的生活,而不是現在這種只能電梯上下。

車流都是橫向,寧可走100公尺也不高興上五樓的感覺。上下左右的座標基於你,而不是太空城,往哪個方向都是向前。)所以講道理,生活娛樂文化上,零重力可以玩的花樣,可能催生的細分產業,怕是比地表多得多……

2樓:wdq4587

我認為應該開始繩索拉住的啞鈴型,然後環形,最後大的筒形。但是和一般畫的長筒不一樣,我以為應該是直徑和長度差不多的接近最小表面積筒形,因為要周圍包一圈採礦的廢料(不旋轉)來抵抗宇宙射線(如果這方案不行則要重新審視整個太空城方案)。至於採光,圓筒完全不開窗,太Sunny用反射鏡聚光後,從兩端的軸線射入,中軸上可以用反光鏡反射或者做成日光燈那樣漫反射都可以。

至於有沒有輪輻拉索還是全靠圓筒受力,看到時候的技術了。太空城裡面也可以做成乙個乙個氣泡樣的穹頂提供空氣隔離,防備萬一漏氣,當然地面若干距離一定要有應急掩蔽入口或艙室。圓筒的兩端也可以做成弧形,隔成多層用於種植低重力的植物和低重力體驗研究。

這樣想,形狀應該接近乙個短粗的膠囊,兩頭有聚光反光鏡。

3樓:LILIN

找顆小行星,裡頭掏個洞,再塞個人造圓筒進去,自轉模擬重力。這樣就不用什麼輻條或環體本身承力,讓洞壁承力。(不過乙個巨型軸承想想就草D)

好處很明顯,筒中心的空間完全可以利用起來幹別的(就像紙筒套在柱子上,中間可以是不自轉的,作為太空港口/生產區用)。

p. s.宇宙居民要個P的天空,嫌空間小到外頭去啊! 這樣還能節約空氣……

4樓:I老蔡

沒錯, 就是桶形.

1: 桶形表面的"重力"都是一樣的. (我指的是它以桶中軸自傳的正常情況下, 為防止抬槓加上這一句),所以在其中移動不會有重力改變.

2: 桶形最經濟, 無論是材料, 還是生產成本(因為結構重複性很大, 也不需要類似"輻條"的東西, 所有材料都用在"桶面"上)

3: 擴充套件方便, 只要沿著中軸方向"生長"即可, 從最小的環形堆疊成桶形.

4: 分拆方便, 當桶"太長"變成吸管了, 只要中間阻斷即可變成兩個, 不影響自轉(居民不會感覺重力變化)

5樓:Exception.neko

旋轉的球體。外面乙個大球質地堅硬,整個用太陽能板覆蓋,不住人。

裡面是一層一層的小球,球體的正反面都能住人,用幾個貫穿外層大球,並通過大球幾何中心的柱體支撐內側一層一層的小球,這些柱體也起到電梯的作用

6樓:

太空城?

要麼能人工造出來重力,而不限於太空城的重量和形狀;

要麼環形旋轉,但是剛上去肯定會暈,而且質量、剛性都堪憂(隨便損壞一點兒就要停下來修,模擬的重力都沒了,怎麼生活);

要麼造出來乙個質量足夠大的物體,能產生類似於重力的吸引力(比如龍珠裡邊界王的小星球);

要麼直接找乙個合適的星球進行改造。

7樓:我也不知道該叫啥

最合理的這個沒法說你得看當時經濟基礎和科技水平。但是最優化的可以回答國際空間站你給他放大就行。要是需要人造重力,最實惠的還是環形。

8樓:

@ace zh 把環形替換成點狀,圓周上的點之間用纜索鏈結,那切應力又變成正應力了吧。你說的問題其實就是焦點在每個單元不能沿著圓周拉長而已,沒關係,可以沿著轉動軸拉長一點。但圓周上的纜索比貫穿圓心的纜索容易。

旋轉的情況下,偏心的誤差會放大還是縮小,沒細想過。

9樓:Drinking

純瞎想:

DNA的形狀如何?

雙螺旋網格筒狀。

可以解旋複製增殖辣種。

說不定大量增殖之後會組合成星系大小的巨大生命體呢,到時候我們就是其中的DNA上的乙個小分子。

10樓:我看看

形狀是桶最好,人工重力最好不要等於地球,應該介於月球和地球之間,這樣太空中待久了,在地球可以適應,在月球也可以適應,而且太空城的結構強度不需要太大

11樓:沐風草洛

我拿《月亮的距離》中ISE的宇宙空間站舉例子吧這是建設中額ISE空間站

這是基本完成的ISE空間站。

這是n多年以後ISE建設的大型空間站。

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