而旋转重力栖息地如今是四大著名类型之一,
其他三种分别是圆柱体、环形或圆环。
确切地说,
最初的伯纳尔球体就是我们常说的**气泡栖息地**或**自由漂浮栖息地**。
一旦我们把它改造成旋转重力站,
就需要进行一些重新设计。
首先,
没有理由让人们脚下的地面既是阳光射入处,
又每3分钟明暗交替一次,
除非将极点对准太阳,
让一半永远明亮、另一半永远黑暗。
但这会造成结构薄弱,
对一个现在承受巨大离心力的空间站来说并不理想。
极点的重力也非常低,
极点本身没有旋转,
所以离开赤道后重力会逐渐减小。
这在某些方面没问题,
虽然重力很实用,
但你可能希望睡眠时是1G,
工作时是半G,
而且很多生物可能能很好地适应这些区域。
例如,
你可能在低重力区种出很棒的树木。
你还需要让阳光射入的通道,
所以可以把球体的一个极点当作朝向太阳的窗口,
要么在夜间关闭窗口,
要么让栖息地绕另一根轴旋转,
不仅每3分钟自转一次产生重力,
还每24小时反向旋转一次形成昼夜。
这种结构也比单纯的圆柱体更坚固,
因为大型圆柱体的顶盖并非理想的工程设计。
这就是我们得到**二号岛**设计的原因,
它用更细长的蛋形结构取代了球体。
与球体相比,
这种设计的低重力区域占比很小,
而环形和圆柱体设计的旋转半径均匀,
因此重力均匀。
值得注意的是,
一号岛和二号岛都比伯纳尔球体小得多。
二号岛直径仅约1英里,而非10英里;
一号岛直径0.31英里(500米),
需要每分钟旋转约两次才能产生旋转重力,
这会令人眩晕,
除非它正对着太阳并保持居中,
就像太阳在白天遮蔽旋转的星星一样。
但和**斯坦福圆环**设计一样,
后来的伯纳尔球体概念通常会加入反射镜来引入阳光。
我们现在一般不认为伯纳尔球体是真正的球体,
而奥尼尔圆柱体也很少设计成平顶盖。
两者通常都采用半球形顶盖,
或略扁的顶盖。
蛋形栖息地与半球顶盖圆柱体之间的界限可能有些模糊。
沿轴线轻微改变半径,
可以通过制造上坡、下坡和气压变化,
辅助调节气候与地形。
标准球体显然更能做到这一点,
在旋转球体中,
只有约四分之三的表面积能获得超过赤道一半的重力,
仅三分之二的面积能获得赤道四分之三以上的重力。
我认为在旋转球形栖息地中,
我们可能会把重力提升到比地球高20%到30%,
以确保大部分区域的重力接近地球标准。
赤道处可能最终会形成河流、湖泊或海洋。
更高的重力不会影响浮力,
除非你刻意建造超出光线正常穿透深度的深海。
水下压力略微更快的上升影响不大。
所有这些压力和重力的变化,
应该能形成不错的气候循环,
这可能比单纯环形或圆柱体产生的更温和的气候更可取。
不过,
我得说我们只想要适度的气候变化。
但我们还有另一个问题:
旋转重力只指向旋转轴,
所以如果你站在球体上,
你会觉得头朝向中心、脚下地面平坦,
但实际上地面是球形弯曲的,
而重力只在赤道处与地面正确对齐。
这意味着在45度角位置,
重力不仅降至71%,
还与地面呈倾斜方向。
这也意味着,
不仅空气和水,
泥土和泥浆也会慢慢从极地流向赤道。
但这并非致命缺陷,
你可以建造许多分层平台,
每层围绕旋转轴呈平坦环形,
使重力方向正确。
我们可以假定每层代表重力降低1%,
从赤道河带开始,
在这种情况下,
河带宽约0.6英里(1公里)。
每层的垂直高度相同,
因为旋转重力与半径成正比。
在直径10英里(半径5英里)的空间站中,
每个半球设100层,
每层高度为264英尺(80米)。
这些环形层或环带的宽度并不相等,
后续层级的重力和陆地面积都在减小。
当重力仅降低1%时,
面积约为9.1平方英里(24平方公里);
重力减半时,
层级面积降至约1.4平方英里(3.7平方公里);
重力低于1%的区域仅0.16平方英里(0.41平方公里)。
我倾向于认为社区不会简单按这些环带划分,
但地址可能会。
我敢打赌环带数量会更多,
更可能相当于普通的一段楼梯。
所有这些下方都是土壤,
但即便气候有帮助,
高层级可能也会有许多小型湖泊和池塘,
地下需要主动抽水,
将水从中心环形河带输送到极地山区。
这里可能还会有壮观的瀑布,
要么是数百个小型瀑布层层跌落,
要么是一次跨越多个层级的大瀑布。
这些层级不必是平直的墙壁,
我们可以增加弧度,
让环形层与赤道的距离
或垂直高度在全程不完全一致。
你基本不会注意到地面有1度的重力偏差,
大多数甲板和阳台为了防止雨水积聚、融雪滴落,
通常都会有这样的坡度。
所以你可以设计出长而平缓的斜坡区域,
或更多、更短的层级,
比如想让鲑鱼等鱼类能够逆流而上。
你也不需要让水直接沿着轴线流动,
河流无论如何都会自然蜿蜒,
所以你可以通过让河流在正常陆地上曲折流动,
为结构中的河流设置更平缓的坡度。
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