Мегаструктура

Великая китайская стена , в 6,352 км или 3,947 мили в длине, является Мегаструктурой. Этот снимок был сделан недалеко от Пекина в феврале 2005 года.

Мегаструктура очень большой искусственный объект, хотя пределы точно , насколько большой значительно различаются. Некоторые применяют этот термин к любому особенно большому или высокому зданию. ^{[1] [2]} Некоторые источники определяют мегаструктуру как огромное самонесущее искусственное сооружение. Продукты мегамасштабной инженерии или астроинжиниринга - это мегаструктуры. Нижней границей мегаструктурного проектирования можно считать любое сооружение, имеющее какой-либо одномерный размер в 1 мегаметр (1000 км) в длину.

Большинство проектов мегаструктур не могут быть построены с использованием современных промышленных технологий. Это делает их дизайн примерами умозрительной (или исследовательской) инженерии . Те, которые можно было легко построить, можно отнести к мегапроектам .

Мегаструктуры также представляют собой архитектурную концепцию, популярную в 1960-х годах, когда город мог быть заключен в одно здание или относительно небольшое количество соединенных между собой зданий. Такие концепции аркологии популярны в научной фантастике . Мегаструктуры часто играют роль в сюжете или сеттинге научно-фантастических фильмов и книг, таких как « Свидание с Рамой » Артура Кларка .

В 1968 году Ральф Уилкоксен определил мегаструктуру как любую структурную структуру, в которую впоследствии могут быть установлены, демонтированы и заменены комнаты, дома или другие небольшие здания; и который имеет возможность «неограниченного» расширения. Этот тип каркаса позволяет структуре адаптироваться к индивидуальным пожеланиям жителей, даже если они меняются со временем. ^[3]

Другие источники определяют мегаструктуру как «любую застройку, в которой плотность застройки способна поддерживать услуги и объекты, необходимые для того, чтобы застройка превратилась в автономное сообщество». ^[4]

Такие мегаструктуры спроектировали многие архитекторы. Некоторые из наиболее известных таких архитекторов и архитектурных групп включают Metabolist Movement , Archigram , Cedric Price , Frei Otto , Constant Nieuwenhuys , Yona Friedman и Buckminster Fuller . ^[5]

Существующий [ править ]

Есть сооружения, которые можно считать мегаструктурами, например,

• Великая Китайская стена является человеком постройки Мегаструктуре, несколько метров в ширину и 3,947 миль (6352 км) в длину, около 4,975,318 квадратных ярдов (4160000 м ² ). ^[6]
• В Рисовые террасы в Филиппинских Кордильерах , 10360 квадратных километров (4000 квадратных миль) расползание сельскохозяйственного ландшафта , вырезанные в горах свободных соплеменников от Ifugao около 6000 до 2000 лет назад. ^[7]
• Небоскребы представляют собой современные достижения в области проектирования крупных сооружений. (См. Список самых высоких зданий и сооружений в мире и список самых больших зданий в мире .)
• Большой адронный коллайдер состоит из, среди прочих структур, кольцо 27 километров в окружности.

Сети автомобильных или железных дорог и совокупности зданий (города и пригороды) обычно не считаются мегаструктурами, несмотря на то, что часто квалифицируются по размеру. Однако экуменополис может претендовать на это.

Предложено [ править ]

• Атлантропа , плотина гидроэлектростанции, которая будет построена через Гибралтарский пролив , опустит поверхность Средиземного моря на целых 200 метров.
• Трансглобальное шоссе , системы автомобильных дорог , которые свяжут все шесть обитаемых континентов на Земле. Автомагистраль будет соединять новые и существующие мосты и туннели, улучшая не только наземный транспорт, но и потенциально предлагая канал для инженерных сетей.
• Девятое Облако - это предложение Бакминстера Фуллера о сфере тенсегрити радиусом в милю, которая была бы достаточно большой, чтобы парить в небе при нагревании всего на один градус выше температуры окружающей среды, создавая среду обитания для мини-городов с тысячами людей в каждом «Облаке». 9". Фуллер также предложил морской аналог, состоящий из полого террасированного плавающего тетраэдра из железобетона размером в одну милю от вершины до вершины, поддерживающего население в миллион человек, живущих в жилых модулях с воздушным размещением снаружи с необходимой инфраструктурой, обеспечивающей коммунальные услуги (вода, электричество, канализация и др.) внутри. Модули будут иметь стандартизованные вспомогательные порты, чтобы их можно было полностью использовать в течение нескольких минут после прибытия, и впоследствии их можно было отсоединить и переместить в другие такие города.

Теоретический [ править ]

Был предложен ряд теоретических конструкций, которые можно рассматривать как мегаструктуры.

Звездная шкала [ править ]

Большинство предложений о мегаструктурах звездного масштаба - это проекты, позволяющие использовать энергию звезды, похожей на Солнце, и при этом, возможно, по-прежнему обеспечивать гравитацию или другие атрибуты, которые сделали бы ее привлекательной для развитой цивилизации.

• Диск Олдерсон представляет собой теоретическую структуру в форме диска, где внешний радиус эквивалентен орбите Марса или Юпитера , а толщина в несколько тысяч миль. Цивилизация могла жить по обе стороны, удерживаемая гравитацией диска, и все же получать солнечный свет от звезды, подпрыгивающей вверх и вниз в середине диска.
• Дайсон сфера (также известная как Dyson оболочка) относится к структуре или массам орбитальных объектов , которые полностью окружает звезду в полной мере использовать его солнечную энергию.
• Матрешка мозг представляет собой набор из нескольких концентрических Dyson сфер , которые используют энергию звезды для вычисления .
• Двигателя Звездная либо использует разницу температур между звездой и межзвездным пространством для извлечения энергии или служит в качестве двигателя малой тяги Шкад .
• Двигатель Шкадова ускоряет всю звезду в космосе, выборочно отражая или поглощая свет с одной стороны от нее.
• Топополис (также известный как космические спагетти) представляет собой большую трубу, которая вращается для создания искусственной гравитации.
• Ringworld (или Нивно кольцо) представляет собой искусственное кольцо окружая звезду, вращаясь быстрее , чем орбитальная скорость для создания искусственной силы тяжести на ее внутреннюю поверхность. Невращающийся вариант представляет собой прозрачное кольцо из пригодного для дыхания газа, создающего непрерывную микрогравитационную среду вокруг звезды, как в одноименном дымовом кольце .

Связанные структуры, которые не могут быть классифицированы как отдельные звездные мегаструктуры, но встречаются в аналогичном масштабе:

• Дайсон рой является Дайсон сфера состоит из отдельно орбитальных элементов ( в том числе и больших местообитаний) , а не одной сплошной оболочкой.
• Дайсон пузыря является Дайсон сфера , в которой отдельные элементы statites , не-орбитальные объекты , удерживаемые в воздухе с помощью давления солнечного света .

Планетарный масштаб [ править ]

• Бишоп кольцо , Halo или Orbital пространства обитания аналогичное, но гораздо меньше , чем Нивно кольцо. Вместо того, чтобы быть центрированным на звезде, он вращается по орбите вокруг звезды, а его диаметр обычно порядка величины планеты. При наклоне кольца относительно его орбиты внутренняя поверхность будет испытывать почти обычный дневной и ночной цикл. Из-за его огромных размеров среда обитания не должна быть полностью закрытой, как Стэнфордский тор , вместо этого ее атмосфера будет сохраняться исключительно за счет центростремительной гравитации и боковых стен, позволяющих открытое небо.
• Globus Cassus - это гипотетический предлагаемый проект по преобразованию планеты Земля в гораздо больший, полый, искусственный мир с экосферой на его внутренней поверхности. Эта модель служит инструментом для понимания реальных процессов функционирования мира.
• Оболочечные миры или паратерраформирование - это надутые оболочки, удерживающие воздух под высоким давлением вокруг безвоздушного мира для создания пригодной для дыхания атмосферы. ^[8] Давление содержащегося в нем воздуха поддерживает вес снаряда.
• Миры с полностью полыми оболочками также могут быть созданы в планетарном или большем масштабе с помощью одного только содержащегося газа, также называемого гравитационными шарами, до тех пор, пока внешнее давление содержащегося в нем газа уравновешивает гравитационное сжатие всей конструкции, в результате чего нет чистой силы на ракушка. Масштаб ограничен только массой заключенного газа, оболочка может быть сделана из любого примитивного материала. Оболочка может иметь дополнительную атмосферу снаружи. ^{[9] [10]}
• Это также может относиться к терраформированным или искусственным планетам с несколькими концентрическими слоями.

Орбитальные конструкции [ править ]

• Орбитальное кольцо является динамически повышенным кольцом , расположенным вокруг Земли, вращается с угловой скоростью, быстрее , чем орбитальная скорость на этой высоту, стационарные платформы могут быть поддержаны с помощью избыточного центростремительного ускорения супер-орбитальных колец (аналогичного , в принципе , к Стартовая петля ), а наземные тросы могут поддерживаться со стационарных платформ.
• Берналь сфера является предложением о космической колонии с диаметром до 16 километров.
• Космические станции с вращающимся колесом , такие как Стэнфордский тор , представляют собой космические станции в форме колеса, которые создают искусственную гравитацию путем вращения. Типичные конструкции включают транспортные спицы к центральному узлу, используемому для стыковки и / или исследования микрогравитации.
• Связанные концепции, цилиндры О'Нила и МакКендри , представляют собой пары цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях, содержащих жилые области внутри и создающих 1g на их внутренних поверхностях за счет центростремительного ускорения. Масштаб каждой концепции был основан на оценке самого большого цилиндра весом 1 г, который можно было бы построить из стали (О'Нил) или углеродного волокна (МакКендри). ^{[11] [12]}
• Полые астероиды (или миры пузырей, или террария ) вращаются вокруг своей оси для имитации гравитации и наполняются воздухом, позволяя им быть обитаемыми внутри. Согласно некоторым представлениям, астероид нагревается до расплавленной породы и надувается до своей окончательной формы. ^{[13] [14]}

Трансорбитальные сооружения [ править ]

• Skyhook очень длинный фал , который свисает с орбиты.
• Космический лифт представляет собой трос , который крепится к земле, выходящий за рамками геостационарной орбиты высоты, таким образом, что центростремительная сила превышает силу гравитации, оставляя структуру под небольшим внешним напряжением.
• Пространство фонтан является динамически поддерживается структура держится на импульсе масс , которые снимаются до вершины на высоких скоростях от земли.
• Цикл запуска (или цикл Лефстрем) является динамически поддерживается 2000 км цикл длинный железный , что проекты вверх по дуге до 80 км , который катался на магнитной подвеске автомобилей при достижении орбитальной скорости.
• StarTram Поколение 2 является Маглев запуск дорожка проходит от поверхности земли до выше 96% от массы атмосферы, поддерживается магнитной левитации.
• Rotovator является вращающийся трос , где нижний кончик движется в направлении , противоположном орбитальной скорости троса, уменьшив разницу в скорости относительно земли, и , следовательно , уменьшения скорости сближения; верхняя оконечность также движется со скоростью, превышающей орбитальную, что позволяет перемещаться между орбитами без ракетного топлива. В безвоздушном мире, таком как Луна, нижняя часть может касаться земли с нулевой горизонтальной скоростью. ^[15] Как и в случае любого троса обмена импульсом , орбитальная энергия приобретается или теряется при передаче.

Вымышленный [ править ]

В художественной литературе появился ряд сооружений, которые можно считать мегаструктурами.

Звездная шкала [ править ]

• Dyson оболочка появилась в многих произведениях художественной литературы , в том числе Star Trek вселенной.
• Ларри Нивен серии «s романов , начиная с Кольца по центру, и возникла понятие, или Кольца Нивен кольца. Мир-кольцо - это искусственное кольцо с радиусом, примерно равным радиусу орбиты Земли (1 а.е. ). В центре находится звезда, а кольцо вращается, создавая перегрузки , а внутренние стенки удерживают атмосферу. Структура нестабильна, и от автора требовалось включить обходные пути в последующих романах, посвященных ей.
• В манге Blame! мегаструктура представляет собой обширный и хаотический комплекс из металла, бетона, камня и т. д., который покрывает Землю и ассимилирует Луну, и в конечном итоге расширяется, чтобы охватить объем, превышающий орбиту Юпитера.
• В белом свете по Уильям Бартон и Майкл Capobianco , а Topopolis представлен как взятие во всей вселенной.
• В книгах хичи Фредерика Поля раса чистых энергетических существ, называемых Врагами, построила Кугельблиц, черную дыру, состоящую из энергии, а не материи.
• В серии книг Стивена Бакстера Xeelee одноименная инопланетная раса построила Кольцо , мегаструктуру из космических струн , охватывающую более 10 миллионов световых лет.
• В Freelancer , оболочка Дайсона Дом'Кавоша, населенная расой дронов, созданной Дом'Кавошем, Кочевниками. Это достигается через гиперврата, созданные теми же создателями, что и сфера Дайсона.
• В романе « Сага о кукушке » « Стена вокруг звезды» упоминается предложение построить сферу супер-Дайсона, полностью охватывающую Галактический центр .
• Название романа Эрика Брауна « Спираль » напрямую отсылает к спиральной мегаструктуре звездного масштаба. Различные типы окружающей среды и среды обитания разбросаны по строению, в то время как их различное расстояние от центральной звезды влияет на климат.
• Кварги в игре Endless Sky показаны строящими массивное кольцо вокруг одной из своих звезд, диаметр которого, скорее всего, составляет около одной астрономической единицы. Полную версию этого можно также найти в другом месте.
• В Space Empires 4 и 5 игрок может строить миры сфер и миры-кольца вокруг звезд.
• В расширении Utopia для видеоигры Stellaris игрок может строить вокруг звезд как кольцевые миры, так и сферы Дайсона.
• В романе Денниса Э. Тейлора 2020 года « Небесная река» изображен Топополис, построенный вокруг инопланетной системы. Различные сегменты сооружения построены с учетом искусственного климата и погоды.

Планетарный и орбитальный масштаб [ править ]

• Несколько структур из вымышленной вселенной Halo :
  • Оригинальные двенадцать Гало , видели в Halo: Cryptum , было 30000 километров в диаметре; отдельный массив из шести Ореолов имеет диаметр 10 000 километров, причем один из первоначальных двенадцати позже был уменьшен до этого размера в Halo: Primordium .
  • Ковчег представляет собой структуру диаметром 127 530 км, из которой можно активировать Массив Ореолов, способный создавать Ореолы длиной 10 000 км. «Большой» Ковчег, показанный в Криптуме и Примордиуме , способен производить ореолы длиной 30 000 км.
  • Оникс - это искусственная планета, полностью сделанная из Стражей Предтеч (продвинутых роботов-репликаторов). По своей сути это «защитный мир», заключенный в космическом пространстве со скользящим потоком , диаметр которого составляет примерно одну астрономическую единицу . Гораздо меньший по размеру Shield World 0459 (примерно 1,400 км в диаметре) является местом действия второй половины Halo Wars . Третий мир щитов, Реквием, является основным местом действия Halo 4 . Реквием - это искусственная полая планета, заключенная в некую Сферу Дайсона.
  • High Charity , мобильная планетоидная станция Ковенанта
• Звезда Смерти из Звездных войн
• В сериале « Доктор Кто» в эпизодах «Украденная Земля» и «Конец путешествия» космическая станция размером с планету, известная как Тигель, построена далеками, геноцидной инопланетной расой, и способствует созданию бомбы Реальности , оружия, предназначенного для уничтожения всей мультивселенной. По словам Доктора , в Горниле было достаточно далеков, чтобы уничтожить вселенную, в которой они находились, даже без бомбы .
• В Sonic Adventure 2 и Shadow The Hedgehog Eclipse Cannon - это оружие массового уничтожения, уничтожающее планеты, встроенное в Ковчег Космической Колонии.
• Buster Machine III от Gunbuster .
• Культура Орбиталь
• В аниме- фильме CGI 2013 года « Капитан космических пиратов Харлок» Джовианский ускоритель представляет собой древнее, похожее на Звезду Смерти, оружие массового уничтожения, которое использует энергию атмосферы Юпитера для создания большого луча интенсивного света, достаточно сильного, чтобы уничтожить всю планету.
• Сидония , главный корабль и дом миллионов людей, на 1000 лет в будущем в манге и аниме-сериале Knights of Sidonia, созданный после разрушения земли вместе с другими безымянными кораблями-семенами.
• Trantor , столица межзвездной империи Айзека Азимова «s серии Foundation , является экуменополис , планета полностью покрыта в одном огромном здании с металлической обшивкой, только с одним маленьким зеленым пространством: императорских дворца.
• Корусант , столица вселенной « Звездных войн », полностью покрывает свою принимающую планету. Он служит столицей сначала Республики, а затем и Первой Галактической Империи.
• « Галактическая пушка» из вселенной « Звездных войн », большая космическая станция, предназначенная для уничтожения целых планет по всей галактике, может считаться мегаструктурой, потому что ее размер превышает семь километров.
• Станция Centerpoint из вселенной « Звездных войн », сферическая космическая станция в 350 км в лагранжевой точке между планетами Талус и Тралус в системе Кореллия . Это был гигантский древний гиперпространственный тракторный луч, с помощью которого древняя раса, известная как Небожители, создала звездную систему Кореллии. С помощью притягивающего луча целые планеты можно было перемещать через гиперпространство и выстраивать на их настоящие орбиты вокруг центральной звезды. С другой стороны, ту же технологию можно использовать как оружие для уничтожения даже звезд. Внутри главной сферы огромное жилое пространство под названием Hollowtown было домом для многих людей, точно так же, как и внутри сферы Дайсона .
• Ori Supergate видели в ряде эпизодов Stargate SG1 может быть классифицирован как мегаструктуры
• В серии «Автостопом по галактике » Земля, как и другие планеты, были искусственными мегаструктурами. Земля была задумана как гигантский компьютер и была построена расой существ, которые зарабатывали на жизнь производством других планет.
• Звездная кузница из Star Wars: Knights of the Old Republic
• Мата-Нуи во франшизе БИОНИКЛ классифицируется как мегаструктр. По сюжету он является огромным роботом ростом с планету, и внутри его тела все обитатели Вселенной БИОНИКЛ (Маторан, Тоа и т. Д.) Живут, не подозревая, что они живут внутри огромного космического существа.
• В романах Robotech Sentinels Хейдон IV представляет собой искусственно созданную киберпланету с гражданами-андроидами.
• В эпизоде ​​« Planet Jackers » Захватчика Зима два инопланетянина окружают Землю фальшивым небом, чтобы бросить его на свое солнце.
• Крепость кошмаров из Kirby: Right Back at Ya! можно классифицировать как мегаструктуру, потому что она размером с небольшую планету.
• В нескольких работах Артур Кларк пишет о колоссальной полой трубе, впервые описанной в « Свидании с Рамой» (1973) и населенной различными расами.
• Цитадель во вселенной Mass Effect - это огромная космическая станция, построенная древней расой машин под названием Жнецы за миллионы лет до игр серии. Во времена Mass Effect 2 его население составляло 13,2 миллиона человек.
• В игре Airforce Delta Strike большой космический лифт, называемый Chiron Lift, используется для отправки припасов в космос.
• В серии Warhammer 40,000 Императорский дворец (место Золотого Трона, где Император Человечества остается в живых на неопределенный срок) можно рассматривать как мегаструктуру. Дворец представляет собой комплекс построек, охватывающих весь континент, с Золотым троном, расположенным на территории, простирающейся через все Гималайские горы.
• В фильме « Элизиум» на роскошной космической станции ( Кольцо епископа ) под названием «Элизиум» проживает богатое население человеческого вида.
• Большие вращающиеся космические станции являются одним из основных элементов научной фантастики, в том числе романа Артура Кларка « 2001: Космическая одиссея» , боевой школы из «Игры Эндера» и одноименного Вавилона 5 .
• Полые астероиды фигурируют в различных художественных произведениях, таких как роман Кима Стэнли Робинсона « 2312» , « Известное пространство Ларри Нивена » и писатели Золотого века, такие как Кларк и Азимов .

См. Также [ править ]

Викискладе есть медиафайлы, связанные с мегаструктурами .

• Аркология
• Небоскреб

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• National Geographic Channel
• Megastructure.org Мегаструктуре Art