🔫 🐜 👈🏿 الهياكل الضخمة المحتملة نظريا 👨‍⚕️ 🥑 🛶

ربما الجزء الأكبر من الخيال العلمي لكل وجوده - منذ " رحلة إلى القمر بطريقة مباشرة في 97 ساعة و 20 دقيقة " لجول فيرن - يعمل بطريقة ما مع المنتجات الفخمة للفكر العلمي والهندسي. مع تطور التقدم ، توسعت حدود خيال العلماء والكتاب ، واليوم تم بالفعل وصف الهياكل الهندسية التي تستحق مصطلح "الهياكل الضخمة" من حيث الحجم وشجاعة التصميم في العلوم الشعبية وأدب الخيال العلمي. قررنا جمع تصنيف غريب لهذه الهياكل. أنت معتاد بالفعل على بعضها ، وبعضها سيكون جديدًا.

مصعد الفضاء

( ج )

قام كونستانتين تسيولكوفسكي بصياغة فكرة المصعد لأول مرة في عام 1895. اليوم ، يُنظر إلى هذه التكنولوجيا على أنها الطريقة المستقبلية للوصول الرخيص والمستمر إلى مدار الأرض المنخفض. كبل يمتد في السماء لعشرات الآلاف من الكيلومترات لمدار ثابت بالنسبة للأرض يتحرك على طوله المصعد ، ويحمل البضائع ورواد الفضاء إلى الفضاء. سيتم تثبيت أحد طرفي الكابل على سطح الكوكب ، وسيتم وضع الطرف الآخر ذو ثقل موازن أعلى فوق المدار الثابت بالنسبة للأرض. يمكن أن يكون الكويكب المناسب بمثابة ثقل موازن.

من الناحية المثالية ، يجب أن يكون مصعد الفضاء خطوة نحو إنشاء ترسانة فضائية. وفقًا للعديد من الدراسات ، يمكن بناء مصعد بعد اختراع مواد متينة للغاية. على سبيل المثال ، تعتبر الأنابيب النانوية الكربونية مادة واعدة. على الرغم من أن بعض العلماء يشكون في أنه حتى قوة هذه المادة ستكون كافية بحيث لا ينكسر الكبل.

ستانفورد ثور

هذا هو أول وأصغر الهياكل الصالحة للسكن في قائمتنا. حصل ستانفورد تور على اسمه بفضل برنامج تطوير الأنظمة الهندسية لمدة 10 أسابيع ، والذي تم في عام 1975 بين الطلاب في جامعة ستانفورد. في تلك السنة ، اقترحت مجموعة من الطلاب إنشاء محطة مستعمرة مسكونة لـ 10000 نسمة على شكل هيكل حلقي بقطر 1.8 كم. بتعبير أدق ، قد تبدو وكأنها عجلة: في وسط المحطة ، تم اقتراح وضع "محور" ، يتكون من نظام من المرايا التي تعكس الضوء داخل داخل الحيد.

يجب أن يتم توصيل المحور إلى الحافة عن طريق ممرات النقل الشعاعي ، ويجب وضع أقفال الإرساء فيه. لضمان الجاذبية الاصطناعية عند مستوى 1 جم ، تدور المحطة حول محور يمر بشكل عمودي على مستوى الحيد بسرعة 1 دورة في الدقيقة. يمكن إغلاق الحيد نفسه - أي أنه يمكن أن يكون أنبوبًا محلقًا ، أو مفتوحًا ، على شكل أخدود حلقي. في الحالة الثانية ، يُحفظ الغلاف الجوي داخل المحطة بسبب قوة الطرد المركزي.

يجب أن أقول أن فكرة إنشاء تسوية محطة حلقية دوارة لا تنتمي إلى طلاب ستانفورد على الإطلاق. تم ذكر هذا المفهوم في كتاب Herman Potochnik (1928) ، في أحد أعمال Werner von Braun (1952) ، وكذلك في فيلم العلوم السوفياتي الشهير " الطريق إلى النجوم"1957 سنة.

تحظى فكرة بناء محطات فضائية على شكل حيد بشعبية كبيرة في الخيال العلمي وألعاب الكمبيوتر والسينما. تم تصوير أحد أشهر الإصدارات في فيلم عبادة " Space Odyssey of 2001 ".

يتم عرض نسخة أكبر بكثير من ستانفورد torus (مع بعض التحفظات) في فيلم Elysium (2013) ، حيث يوجد الدائري الذي يبلغ طوله 40 كيلومترًا - النوع المفتوح - موطنًا لـ 10 ملايين نسمة.

برنال أورب

( ج )

في عام 1929 ، طرح جون برنال فكرة التسوية الفضائية على شكل دائرة دوارة مجوفة مملوءة بجو صديق للإنسان. بقطر 16 كم ، يمكن أن تصبح هذه الكرة مسكنًا لـ 20.000 إلى 30.000 شخص. صحيح ، يتم توفير مستوى جاذبية مريح إلى حد ما فقط في الحزام الاستوائي.

تم العثور على المحطات التي تم إنشاؤها على شكل كرة برنال في العديد من الأعمال والألعاب الرائعة. على سبيل المثال ، في لعبة "Mass Effect" (محطة "Gagarin") ، أو في رواية " 2312 " للمخرج Kim Stanley Robinson ، حيث يتم لعب دور الأجسام Bernal بواسطة كويكبات مجوفة من الداخل.

أونيل سلندر

في عام 1974 ، وصف جيرارد أونيل ، في مقاله "استعمار الفضاء" للفيزياء اليوم ، فكرة محطة أسطوانية عملاقة . تتكون الأسطوانة التي يبلغ طولها 32 كم وقطرها 8 كم من ستة أقسام متناوبة طولية: ثلاثة شفافة وثلاثة مأهولة. خارج الأسطوانة ، مقابل "النوافذ" توجد مرايا عملاقة لتوجيه أشعة الشمس إلى الأسطوانة. يتم توفير الجاذبية من خلال قوة الطرد المركزي. يمثل كل من القطاعات الثلاثة المأهولة "بلدان" منفصلة. هناك أيضًا حلقات خارجية منفصلة ذات قطر أكبر للزراعة ، بالإضافة إلى أقسام صناعية خارجية تقع على طول محور الدوران خارج الأسطوانات.

يمكن لكل دولة أن تستوعب ما يصل إلى مليون نسمة ، وأكثر من ذلك مع زيادة قطر الأسطوانة و / أو طولها. وفقًا لأونيل ، يمكن أن يصل قطر الأسطوانات إلى 24 كم و 120 كم في الطول. ستكون المساحة المفيدة داخل هذه العمالقة حوالي 18000 كيلومتر مربع.

على الرغم من حقيقة أن المحطات الأسطوانية تلقت اسم أونيل ، تم وصف فكرة مماثلة في رواية آرثر كلارك " تاريخ مع راما " ، التي نشرت في عام 1973. لذلك فمن الممكن أن الفكرة قد تم التقاطها من قبل طلاب أونيل وخاضعة لدراسة تفصيلية.

من الأمثلة الأخيرة على استخدام أسطوانة أونيل ، يمكن الاستشهاد بفيلم Interstellar (محطة كوبر).

نجمة الموت

( ج )

أشهر هيكل ضخم في الخيال العلمي . وفقا لأدب عالم حرب النجوم ، تم بناء العديد من محطات الفضاء ، وتمت دعوتهم لإبقاء رعايا الإمبراطورية تحت السيطرة - ما الذي يمكن أن يكون أسوأ من تدمير كوكب بأكمله؟

في أجزاء مختلفة من الملحمة الكونية ، يشار إلى الأقطار المختلفة لنجوم الموت: قطرها من 120 إلى 900 كم. بالمناسبة ، أصغر محطة قطرها قريبة من Epimetheus ، الأقمار الصناعية من زحل ، وباك ، الأقمار الصناعية من أورانوس . طاقم نجمة الموت حوالي 8 ملايين شخص.

كاسوس غلوب

تم اقتراح مشروع هذه البنية الضخمة من قبل المهندس المعماري والفنان السويسري كريستيان والدفوجيل في عام 2004. هذا عبارة عن مجسم جيوديسي مسطح من القطبين مع قسمين عملاقين شفافين للإضاءة. يتم توفير الجاذبية بشكل تقليدي - عن طريق الدوران. يبلغ قطر الهيكل 85000 كم (بالقرب من الأرض - حوالي 12600 كم). يتوفر جزءان من الكرة للعيش ، يقعان مقابل بعضهما البعض في المنطقة الاستوائية ، مع أعلى مستوى من الجاذبية. في المناطق "الاستوائية" المرتفعة ، يمكن تحديد المناطق الزراعية ، ويمكن استخدام المناطق القطبية ، مع جاذبيتها الصغرى ، كمستودعات أصلية ومواقع صناعية.

في الواقع ، وفقًا لخطة والدفوجل ، ... يجب وضع محتويات الأرض بالكامل داخل الكرة. أي أن الكوكب سيحتاج إلى الانقلاب وخلق جو اصطناعي ومحيطات وقارات. خطة جريئة جدا. صحيح أن المؤلف لا يتحدث عن مكان وكيفية انتظار البشرية لنقل محتويات الكوكب.

العالم الدائري

( ج )

في عام 1970 ، ظهرت رواية لاري نيفين The World of the Ring . هذه ليست حلق بائس في مدار الأرض - إنها حلقة مغلقة مأهولة حول نجم. نصف القطر هو 1 وحدة فلكية ، عرض الحلقة 1.6 مليون كيلومتر ، والطول 940 مليون كيلومتر. مجرد مساحة لا يمكن تصورها من المساحة الحرة لتطوير حضارة متطورة للغاية. ويجب أن تكون هذه الحضارة متطورة للغاية حتى تكون قادرة على بناء عالم عصابة. سوف تضحك ، ولكن هنا لم يكن بدون دوران لخلق الجاذبية والحفاظ على الغلاف الجوي. نظرًا لأنه في هذا العالم لا توجد دورة طبيعية من الليل والنهار ، هنا يتم إنشاؤها بشكل مصطنع باستخدام عاكسات مستطيلة تدور في مدارات داخل الحلقة بسرعة زاوية مختلفة.

( ج )

تنعكس فكرة العوالم الحلقية في ألعاب إطلاق النار Halo ، ومع ذلك ، فإن الأبعاد أكثر تواضعًا هناك - قطرها 10000 كيلومتر فقط ، وهي تدور حول كواكب أخرى. تم العثور على عوالم دائرية أيضًا في دورة روايات إيان بانكس حول الثقافة - حيث يبلغ قطرها 3 ملايين كيلومتر. أصغر قليلاً من الأصلي ، لكنك بالتأكيد لن تعاني من المساحات الضيقة والقتال من أجل الأرض.

قرص ألدرسون

( ج )
هذا تطور إضافي لفكرة عالم الحلقة: نحن نتحدث بالفعل عن إنشاء قرص اصطناعي حول نجم يبلغ سمكه عدة آلاف من الكيلومترات. فكرة الكاتب هو دانيال ألدرسون ، الذي شارك في كتابة التحقيق برنامج " فوياجر 1 " و " فوياجر 2 ". فيما يتعلق بالنظام الشمسي ، يجب أن تمر الحافة الخارجية للقرص بين المريخ والمشتري.

على طول محيط الحد الداخلي للقرص ، الذي يواجه النجم ، يوجد جدار مرتفع يحمي جزئيًا من الإشعاع الضار. المنطقة الصالحة للسكن في القرص ... صالحة للسكن. كما هو الحال في الكواكب ، فإن الأجزاء الداخلية والخارجية من القرص غير مناسبة للوجود البشري - النجم ساخن جدًا ، والحافة الخارجية باردة جدًا. على الرغم من أن الإنجازات التقنية لشعب المستقبل ، القادرة على إنشاء مثل هذه ، قد تجعل المناطق المأهولة وأقل مواتاة من القرص. في هذه الحالة ، سيكون من الممكن العيش على سطح القرص. في نفس الوقت ، سيخلق قوة جاذبية كافية موجهة بشكل عمودي على طائرته حتى يتمكن الناس من العيش بشكل مريح.

وفقًا للحسابات التقريبية ، ستتجاوز كتلة مثل هذا القرص كتلة الشمس. علاوة على ذلك ، فإن الحجم المطلوب من المواد أكبر بكثير من الكمية المتوفرة في النظام الشمسي. صحيح ، لا يمكن بناء مثل هذا القرص من الحجارة العادية ؛ لا توجد قوة كافية لذلك. لذا فإن بناء مثل هذا الهيكل سيتطلب إنشاء مواد جديدة تمامًا ذات قوة هائلة ، وإنتاجها ليس حتى على مستوى الكواكب ، ولكن على نطاق "منهجي".

نادرًا ما يتم ذكر قرص ألدرسون في الأدبيات. على سبيل المثال ، في القصص المصورة Ultraverse ورواية فجوة الصواريخ تشارلز شتراوس.

دايسون أورب

هناك بنية ضخمة أخرى تحظى بشعبية كبيرة بين محبي الخيال العلمي والمستقبلية. في البداية ، عبر أولاف ستابلدون عن الفكرة في قصة " خالق النجوم ". لكنها روجت لفيزيائيها الشهير فريمان دايسون . كرة دايسون عبارة عن كرة (بفضل Cap) ، مبنية حول نجم وجمع كل الطاقة المنبعثة منها. وفقا لدايسون نفسه ، يجب ألا تغطي الكرة النجم بالكامل.

الحضارة ، التي أدى التقدم التكنولوجي واحتياجاتها من الطاقة إلى إنشاء مجال دايسون ، سوف تتلقى مصدر طاقة لا ينضب وهائل. من اجل ماذا؟ حسنًا ، على سبيل المثال ، لتزويد دماغ ماتريوشكا بالكهرباء - ليس أقل من حاسوب عملاق هائل ، تخدم سلطاته ذكاء اصطناعي فائق.

اتضح أن فكرة كرة دايسون مثيرة للغاية لدرجة أن ستانيسلاف ليم في كتابه "عصر التقنيات " قد اهتم بها . انتقد القطب العظيم هذه الفكرة.

أصبح من السهل اليوم تحديد مكان عدم ذكر مجال دايسون ، فهو يميل في جميع الزوايا الرائعة والألعاب. ارتبط ارتفاع آخر في الشعبية باكتشاف علماء الفلك لمعان شاذ للنجم KIC 8462852 في كوكبة Cygnus ("نجم WTF"). وفقًا لوسائل الإعلام العالمية ، تم تعميم الفكرة على الفور بأن وميضًا غريبًا يمكن أن يرتبط ببناء أجانب من منطقة دايسون حول KIC 8462852.

محرك شكادوفا

( ج )

إذا كنت تعتقد أن مجال دايسون هو أوج التطور التكنولوجي للحضارة ، فأنت على حق. لكن محرك شكادوف ، ربما ، ليس أدنى من الفكر. لماذا نبني الفلك النجمي ونذهب إلى أماكن مجهولة على السفن الصغيرة الهشة؟ دعنا ننتقل نظام النجوم لدينا! محرك Shkadov هو شكل من أشكال Dyson sphere ، وهو مركب شراعي شمسي عملاق. تم التعبير عن الفكرة لأول مرة من قبل ليونيد شكادوف في عام 1987 في المؤتمر الثامن والثلاثين للاتحاد الفلكي الدولي في المملكة المتحدة.

وفقًا لخطة العالم ، سوف يتحرك النجم بعد أن يبني الشراع حوله ، ومعه جميع الكواكب. صحيح أن السرعة ستكون صغيرة جدًا ولكنها ثابتة. على سبيل المثال ، فإن الشمس ذات محرك Shkadov ستقطع 0.03 سنة ضوئية فقط في مليون سنة. لكن ستزداد السرعة تدريجيًا ، وسيتحرك نجمنا خلال مليار عام بمقدار 34000 سنة ضوئية ، أي ثلث عرض درب التبانة . في إطار مثل هذا المشروع ، فإن مصطلح "طويل الأجل" له معنى مختلف تمامًا.

الهياكل الضخمة المحتملة نظريا