Megastruktur

Ej att förväxla med Superstructure eller Skyscraper .
För annan användning, se Megastruktur (disambiguation) .

Kinesiska muren , 6 352 km eller 3 947 mi lång, är en megastruktur. Den här bilden togs nära Peking i februari 2005.

En megastruktur är ett mycket stort konstgjort föremål, även om gränserna för exakt hur stort varierar avsevärt. Vissa tillämpar termen på alla särskilt stora eller höga byggnader. Vissa källor definierar en megastruktur som en enorm självbärande konstgjord konstruktion. Produkterna från megaskalig ingenjörskonst eller astroteknik är megastrukturer. Den nedre gränsen för megastrukturell ingenjörskonst kan betraktas som vilken struktur som helst som har en enda dimension på 1 megameter (1000 km) i längd.

De flesta megastrukturkonstruktioner kunde inte konstrueras med dagens nivå av industriell teknik. Detta gör deras designexempel på spekulativ (eller utforskande) ingenjörskonst . De som lätt kan byggas kvalificeras som megaprojekt .

Megastrukturer är också ett arkitektoniskt koncept som populariserades på 1960-talet där en stad kunde inkapslas i en enda byggnad, eller ett relativt litet antal byggnader sammankopplade. Sådana arkologikoncept är populära inom science fiction . Megastrukturer spelar ofta en roll i handlingen eller miljön för science fiction-filmer och böcker, som Rendezvous with Rama av Arthur C. Clarke .

1968 definierade Ralph Wilcoxen en megastruktur som vilken strukturell ram som helst i vilken rum, hus eller andra små byggnader senare kan installeras, avinstalleras och bytas ut; och som är kapabel till "obegränsad" förlängning. Den här typen av ramverk gör att strukturen kan anpassas till invånarnas individuella önskemål, även om dessa önskemål förändras med tiden.

Andra källor definierar en megastruktur som "varje utveckling där bostadsdensiteter kan stödja tjänster och faciliteter som är nödvändiga för att utvecklingen ska bli en fristående gemenskap".

Många arkitekter har designat sådana megastrukturer. Några av de mer anmärkningsvärda sådana arkitekterna och arkitektoniska grupperna inkluderar Metabolist Movement , Archigram , Cedric Price , Frei Otto , Constant Nieuwenhuys , Yona Friedman och Buckminster Fuller .

Existerande

Det finns strukturer som kan betraktas som megastrukturer, som t.ex

Nätverk av vägar eller järnvägar och samlingar av byggnader (städer och tillhörande förorter) betraktas vanligtvis inte som megastrukturer, trots att de ofta kvalificerar sig utifrån storlek. Däremot kan en ecumenopolis kvalificera sig.

Föreslagen

  • Atlantropa , en vattenkraftsdamm som ska byggas tvärs över Gibraltarsundet och sänker Medelhavets yta med så mycket som 200 meter.
  • Trans-Global Highway , motorvägssystem som skulle länka samman alla sex av de bebodda kontinenterna på jorden. Motorvägen skulle knyta ihop nya och befintliga broar och tunnlar, inte bara förbättra marktransporten utan också potentiellt erbjuda en ledning för allmännyttiga rörledningar.
  • Cloud nine är Buckminster Fullers förslag om en spänningssfär en mil i radie som skulle vara tillräckligt stor så att den skulle flyta på himlen om den värmdes upp med endast en grad över omgivningstemperaturen, vilket skapar livsmiljöer för ministäder med tusentals människor i varje "moln Nio". Fuller föreslog också en marin analog bestående av en ihålig terrasserad flytande tetraeder av armerad betong som mäter en mil från vertex till vertex som stödjer en befolkning på en miljon som bor i luftutplacerade bostadsmoduler på utsidan med den nödvändiga infrastrukturen som tillhandahåller verktyg (vatten, el, avlopp etc.) inuti. Modulerna skulle ha standardiserade nyttohamnar så att de skulle vara helt beboeliga inom några minuter efter ankomst, och kunde därefter lossas och flyttas till andra sådana städer.

Teoretisk

Ett antal teoretiska strukturer har föreslagits som kan betraktas som megastrukturer.

Stjärnskala

Ett utskuret diagram av ett idealiserat Dyson-skal — en variant på Dysons ursprungliga koncept — 1 AU i radie.

De flesta megastrukturförslag i stjärnskala är konstruktioner för att använda energin från en solliknande stjärna samtidigt som de fortfarande tillhandahåller gravitation eller andra attribut som skulle göra den attraktiv för en avancerad civilisation.

  • Aldersonskivan är en teoretisk struktur i form av en skiva, vars yttre radie motsvarar Mars eller Jupiters omloppsbana och vars tjocklek är flera tusen mil . En civilisation kunde leva på båda sidor, hållen av skivans gravitation och fortfarande ta emot solljus från en stjärna som guppar upp och ner i mitten av skivan.
  • En Dyson-sfär (även känd som ett Dyson-skal) hänvisar till en struktur eller massa av kretsande föremål som helt omger en stjärna för att fullt ut utnyttja dess solenergi.
  • En Matrioshka-hjärna är en samling av flera koncentriska Dyson-sfärer som använder stjärnans energi för beräkningar .
  • En Stellar-motor använder antingen temperaturskillnaden mellan en stjärna och ett interstellärt utrymme för att utvinna energi eller fungerar som en Shkadov-propeller .
  • En Shkadov-propeller accelererar en hel stjärna genom rymden genom att selektivt reflektera eller absorbera ljus på ena sidan av den.
  • Topopolis (även känd som Cosmic Spaghetti) är ett stort rör som roterar för att ge artificiell gravitation.
  • En Ringworld (eller Niven Ring) är en konstgjord ring som omger en stjärna och roterar snabbare än omloppshastigheten för att skapa artificiell gravitation på dess inre yta. En icke-roterande variant är en genomskinlig ring av andningsgas, som skapar en kontinuerlig mikrogravitationsmiljö runt stjärnan, som i den eponyma Smoke Ring .

Besläktade strukturer som kanske inte klassificeras som individuella stjärnmegastrukturer, men som förekommer i liknande skala:

  • En Dyson-svärm är en Dyson-sfär som består av separat kretsande element (inklusive stora livsmiljöer) snarare än ett enda kontinuerligt skal.
  • En Dyson-bubbla är en Dyson-sfär där de individuella elementen är statiter , icke-orbitala föremål som hålls uppe av solljusets tryck .

Planetarisk skala

  • En Bishop Ring , Halo eller Orbital är en rymdmiljö som liknar men mycket mindre än en Niven Ring. Istället för att vara centrerad på en stjärna, är den i omloppsbana runt stjärnan och dess diameter är vanligtvis i storleksordningen av en planet. Genom att luta ringen i förhållande till dess omloppsbana skulle den inre ytan uppleva en nästan konventionell dag- och nattcykel. På grund av dess enorma skala, skulle livsmiljön inte behöva vara helt innesluten som Stanford torus , istället skulle dess atmosfär kvarhållas enbart av centripetal gravitation och sidoväggar, vilket tillåter en öppen himmel.
  • Globus Cassus är ett hypotetiskt föreslaget projekt för omvandlingen av planeten jorden till en mycket större, ihålig, konstgjord värld med ekosfären på dess inre yta. Denna modell fungerar som ett verktyg för att förstå världens verkliga fungerande processer.
  • Shellworlds eller paraterraforming är uppblåsta skal som håller högtrycksluft runt en annars luftlös värld för att skapa en andningsbar atmosfär. Trycket från den inneslutna luften stöder skalets vikt.
  • Helt ihåliga skalvärldar kan också skapas på planetarisk eller större skala av enbart innesluten gas, även kallade gravitationsballonger, så länge som det yttre trycket från den inneslutna gasen balanserar gravitationssammandragningen av hela strukturen, vilket resulterar i ingen nettokraft på skal. Skalan begränsas endast av mängden gas som är innesluten, skalet kan göras av vilket vardagligt material som helst. Skalet kan ha en extra atmosfär på utsidan.
  • Det kan också hänvisa till terraformade eller konstgjorda planeter med flera koncentriska lager.

Orbitala strukturer

  • En omloppsring är en dynamiskt upphöjd ring placerad runt jorden som roterar med en vinkelhastighet som är snabbare än omloppshastigheten på den höjden, stationära plattformar kan stödjas av den överdrivna centripetalaccelerationen av den superkretsande ringen (liknar i princip en Startslinga ), och jordfästen kan stödjas från stationära plattformar.
  • Bernal -sfären är ett förslag till en sfärisk rymdkoloni med en maximal diameter på 16 kilometer. Den skulle ha gravitation vid ekvatorn och gradvis vända till noll G vid polerna.
  • Roterande hjul rymdstationer , som Stanford torus , är hjulliknande rymdstationer som producerar artificiell gravitation genom rotation. Typiska konstruktioner inkluderar transportekrar till ett centralt nav som används för dockning och/eller forskning om mikrogravitation.
  • De relaterade koncepten, O'Neill- och McKendree -cylindrar, är båda par av motroterande cylindrar som innehåller beboeliga områden inuti och skapar 1g på deras inre ytor via centripetalacceleration. Omfattningen av varje koncept kom från att uppskatta den största 1g-cylindern som kunde byggas av stål (O'Neill) eller kolfiber (McKendree).
  • Ihåliga asteroider (eller Bubble Worlds eller Terraria ) snurras på sin axel för simulerad gravitation och fylls med luft, vilket gör att de kan bebos på insidan. I vissa koncept värms asteroiden till smält sten och blåses upp till sin slutliga form.
  • En stellaser är en stjärndriven laser eller maser .

Transorbitala strukturer

Ett koncept för rymdhissen har den kopplad till en mobil sjögående plattform.
Huvudartikel: Rymduppskjutning utan raket
  • En skyhook är en mycket lång tjuder som hänger ner från omloppsbanan.
  • En rymdhiss är ett tjuder som är fixerat till marken och sträcker sig bortom geostationär omloppshöjd, så att centripetalkraften överstiger gravitationskraften, vilket lämnar strukturen under lätt yttre spänning.
  • En rymdfontän är en dynamiskt stödd struktur som hålls uppe av rörelsemängden från massor som skjuts upp till toppen i höga hastigheter från marken.
  • En lanseringsslinga (eller Lofstrom loop) är en dynamiskt stödd 2000 km lång järnslinga som skjuter upp i en båge till 80 km som körs av maglevbilar samtidigt som den uppnår omloppshastighet.
  • StarTram Generation 2 är en maglev lanseringsbana som sträcker sig från marken till över 96 % av atmosfärens massa, stödd av magnetisk levitation.
  • En rotovator är en roterande tjuder där den nedre spetsen rör sig i motsatt riktning mot tjudets omloppshastighet, vilket minskar skillnaden i hastighet i förhållande till marken och därmed minskar rendezvoushastigheten; den övre spetsen rör sig likaledes med större än omloppshastigheten, vilket tillåter drivmedelsfri överföring mellan banor. Runt en luftlös värld, som till exempel månen, kan den nedre spetsen faktiskt vidröra marken med noll horisontell hastighet. Som med alla momentumbytestjuder , vinnas eller förloras orbitalenergi i överföringen.

Fiktivt

Ett antal strukturer har dykt upp i skönlitteratur som kan betraktas som megastrukturer.

Stjärnskala

  • Dyson -sfären har dykt upp i många skönlitterära verk , inklusive Star Trek -universumet.
  • Larry Nivens serie av romaner som börjar med Ringworld centrerade på och uppstod konceptet med en ringvärld, eller Niven-ring. En ringvärld är en konstgjord ring med en radie som är ungefär lika med radien för jordens omloppsbana (1 AU ). En stjärna finns i mitten och ringen snurrar för att skapa g-krafter , med innerväggar för att hålla i atmosfären. Strukturen är instabil och krävde att författaren inkluderade lösningar i efterföljande romaner.
  • I mangan Blame! megastrukturen är ett stort och kaotiskt komplex av metall, betong, sten, etc., som täcker jorden och assimilerar månen, och så småningom expanderar till att omfatta en volym större än Jupiters omloppsbana.
  • I White Light av William Barton och Michael Capobianco presenteras en Topopolis som tar över hela universum.
  • I Heechee Saga - serien av Frederik Pohl har en ras av rena energivarelser som kallas The Foe konstruerat Kugelblitz, ett svart hål gjort av energi och inte materia.
  • I Xeelee-serien av böcker av Stephen Baxter , konstruerade den självbetitlade främmande rasen Ringen , en megastruktur gjord av kosmiska strängar , som spänner över 10 miljoner ljusår.
  • I Freelancer , Dom'Kavosh's Dyson-skal som är bebott av ett drönarlopp skapat av Dom'Kavosh, Nomads. Detta nås via en hyperport, skapad av samma skapare som Dyson-sfären.
  • Romanen Wall Around a Star i Saga of Cuckoo- serien nämner ett förslag om att bygga en superdysonsfär som helt omsluter Galactic Center .
  • Titeln på romanen Helix av Eric Brown refererar direkt till en spiralformad megastruktur i stjärnskala. Olika typer av miljöer och livsmiljöer är insprängda längs strukturen, medan deras varierande avstånd från centralstjärnan påverkar klimatet.
  • Spelarens centrala uppdrag i datorspelet Dyson Sphere Program är att konstruera Dyson sphere . Gameplay fokuserar på att bygga fabriker i planetarisk skala som ett medel mot detta.
  • Quarg i spelet Endless Sky visas bygga en massiv ring runt en av sina stjärnor, som troligen är runt en astronomisk enhet i diameter. En färdig version av detta finns även på annan ort.
  • I datorspel Space Empires IV och Space Empires V kan spelaren konstruera sfärvärldar och ringvärldar runt stjärnor.
  • Dennis E. Taylors roman Heaven's River från 2020 har en Topopolis byggd kring ett utomjordiskt system. Olika segment av strukturen är byggda med artificiellt klimat och väder.

Planetär och orbital skala

  • Flera strukturer från det fiktiva Halo -universumet:
    • De ursprungliga tolv Halos , sett i Halo: Cryptum , var 30 000 kilometer i diameter; en separat samling av sex Halos är 10 000 kilometer i diameter, med en av de ursprungliga tolv senare reduceras till denna storlek i Halo: Primordium .
    • Lesser Ark är en struktur med en diameter på 127 530 km från vilken Halo Array kan aktiveras och kan bygga 10 000 km Halos. Den "större" arken, som ses i Cryptum och Primordium , kan producera 30 000 km Halos.
    • Onyx är en konstgjord planet helt gjord av Forerunner Sentinels (avancerade replikerande robotar). I dess kärna finns en "sköldvärld", inrymd i slipströmsrymden , som är ungefär en astronomisk enhet i diameter. Den mycket mindre Shield World 0459, (ungefär 1 400 km i diameter), är inställningen för den senare hälften av Halo Wars . En tredje sköldvärld, Requiem, är den primära inställningen för Halo 4 . Requiem är en konstgjord ihålig planet inkapslad i ett slags Dyson-sfär. Halo 5: Guardians introducerar en fjärde sköldvärld, Genesis.
    • High Charity , Covenants mobila planetoidstation.
  • I Doctor Who - avsnitten The Stolen Earth och Journey's End byggs en planetstor rymdstation känd som The Crucible av Daleks, en folkmordsutomjordisk ras, och underlättar verklighetsbomben , ett vapen som är tänkt att radera hela multiversumet från existens. Degeln höll också tillräckligt med Daleks för att slakta universum de befann sig i även utan bomben, enligt The Doctor .
  • I Sonic Adventure 2 och Shadow The Hedgehog är Eclipse Cannon en planetförstörande massförstörelsevapen byggd inuti Space Colony Ark.
  • Buster Machine III från Gunbuster .
  • The Culture Orbital från The Culture .
  • I 2013 års CGI- animefilm , Space Pirate Captain Harlock , är Jovian Accelerator ett uråldrigt, Death Star-liknande massförstörelsevapen som använder energi från Jupiters atmosfär för att skapa en stor stråle av intensivt ljus som är tillräckligt stark för att förstöra en hel planet.
  • Sidonia , huvudskeppet och hemmet för miljontals människor, 1000 år i framtiden i Riddarnas manga- och animeserie, skapad efter jordens förstörelse tillsammans med andra namnlösa fröskepp.
  • Trantor , huvudstaden i ett interstellärt imperium i Isaac Asimovs Foundation -serie , är en ekumenopolis , en planet helt täckt av en enorm metallklädd byggnad, med bara ett litet grönområde: kejsarens palats.
  • Ori Supergate som ses i ett antal avsnitt av Stargate SG1 kan klassas som en megastruktur .
  • I The Hitchhiker's Guide to the Galaxy- serien var jorden, såväl som andra planeter, konstgjorda megastrukturer. Jorden var tänkt att fungera som en gigantisk dator och byggdes av en ras av varelser som försörjde sig genom att tillverka andra planeter.
  • Mata-Nui i BIONICLE -serien kan klassificeras som en megastruktur. I berättelsen är han en massiv robot hög som en planet, och inuti hans kropp lever alla invånare i BIONICLE Universum (Matoran, Toa , etc.), omedvetna om att de lever inuti en massiv, rymdresande enhet.
  • I Robotech Sentinels-romanerna är Haydon IV en artificiellt konstruerad cyberplanet med Android-medborgare.
  • I Invader Zim -avsnittet " Planet Jackers " omger två utomjordingar jorden med en falsk himmel för att kasta den in i deras sol.
  • I videospelet Destiny 2 från 2017 har Dominus Ghauls flotta, härskaren över Cabal Empire, ett massivt supervapen som heter den Allsmäktige , vars vingspann sägs vara lika bred som planeten Merkurius . Allsmäktig länkar sig till ett solsystems stjärna på kvantnivå via en energistråle och bryter ner den till användbart bränsle, förvrängs till ett annat system innan stjärnan kollapsar till en supernova.
  • Nightmare 's fortress from Kirby: Right Back at Ya! kan klassificeras som en megastruktur eftersom den är lika stor som en liten planet.
  • I flera verk skriver Arthur C. Clarke om ett kolossalt ihåligt rör, som först beskrevs i Rendezvous with Rama (1973), och som bebos av olika raser.
  • Citadellet i Mass Effect- universumet är en enorm rymdstation konstruerad av en uråldrig ras av maskiner som kallas Reapers miljoner år före spelen i serien. Vid tiden för Mass Effect 2 är dess befolkning 13,2 miljoner.
  • I spelet Airforce Delta Strike används en stor rymdhiss som kallas Chiron Lift för att skicka förnödenheter ut i rymden.
  • I Warhammer 40 000- serien kan det kejserliga palatset (platsen för den gyllene tronen där mänsklighetens kejsare hålls vid liv på obestämd tid) betraktas som en megastruktur. Palatset är ett komplex av kontinentövergripande strukturer med den gyllene tronen belägen i ett område som sträcker sig över hela Himalaya-bergen.
  • I filmen Elysium huserar en lyxrymdstation (en Bishop Ring ) kallad Elysium den rika befolkningen av den mänskliga arten.
  • Stora roterande rymdstationer är en stapelvara i science fiction, inklusive Arthur C. Clarkes roman 2001: A Space Odyssey , stridsskolan från Ender's Game och eponymous Babylon 5 .
  • Ihåliga asteroider finns med i olika fiktioner, som Kim Stanley Robinsons roman 2312 , Larry Nivens kända utrymme och SF-författare från guldåldern som Clarke och Asimov.
  • I filmen Moonfall från 2022 slås jordens måne från sin bana och börjar cirkla närmare jorden. En konspirationsteoretiker tror att månen är en megastruktur av Dysonsfären och visar sig vara korrekt.

Star Wars (1977 – nu, amerikansk sci-fi-serie)

  • Dödsstjärnan från Star Wars är 100 km i diameter .
  • Centerpointstationen var en 350 km lång sfärisk rymdstation vid Lagrangian-punkten mellan planeterna Talus och Tralus i Corellia -systemet. Det var en gigantisk och uråldrig hyperrymdtraktorbalk med vilken en uråldrig ras, känd som Celestials, skapade Corellias stjärnsystem. Med hjälp av traktorstrålen kunde hela planeter flyttas genom hyperrymden och ordnas i sina faktiska banor runt den centrala stjärnan. Å andra sidan skulle samma teknik kunna användas som ett vapen för att förstöra jämna stjärnor. På insidan av huvudsfären var ett enormt bostadsområde kallat Hollowtown hem för många människor på ett liknande sätt som på insidan av en Dyson-sfär .
  • Coruscant , en enorm stad, täcker helt och hållet sin värdplanet. Det fungerar som huvudstad i först republiken och sedan senare det första galaktiska imperiet.
  • Galaxy Gun , en stor rymdstation som är designad för att förstöra hela planeter från hela galaxen kan betraktas som en megastruktur eftersom dess storlek är mer än sju kilometer lång.
  • The Star Forge från Star Wars: Knights of the Old Republic .
  • Glavis Ringworld är en ringformad rymdstation runt en stjärna i The Book of Boba Fett .

Stellaris (2016 TV-spel)

  • Megastrukturer i stellar skala
    • En Dyson Sphere är en megastruktur som lagts till i Utopia-expansionen, som kan producera enorma mängder energi till priset av att göra solsystemet obeboeligt, förutom Habitats.
    • En ringvärld är en megastruktur som lagts till i Utopia-expansionen och erbjuder en livsmiljö i solsystemstorlek som motsvarar fyra massiva beboeliga planeter.
    • A Matter Decompressor är en megastruktur som lagts till i Megacorp-expansionen till spelet och låter ägaren skörda enorma mängder mineraler från kärnorna i Black Holes.
    • Ett Mega-Shipyard är ett massivt skeppsvarv i omloppsbana om en stjärna, som kan producera fartyg mycket snabbare än genomsnittliga varv.
    • The Aetherophasic Engine är en megastruktur byggd av krisaspiranter, kapabel att förstöra hela galaxen som en biprodukt av att låta rasen som byggde den stiga upp till "Shroud", en alternativ dimension i spelet som består av nästan ren energi
    • En Quantum Catapult är en stor megastruktur byggd kring en pulsar- eller neutronstjärna som kan skicka flottor direkt över galaxen. Det är dock inte helt korrekt och kan därför skicka flottor bort från sina avsedda destinationer.
  • Megastrukturer i orbital/planetär skala
    • A Science Nexus är ett massivt orbital vetenskapslaboratorium som expanderar imperiets vetenskapsproduktion massivt.
    • En Sentry Array är en massiv orbitalstation som ger dig sikt över hela spelets galax.
    • Habitater är orbitala strukturer som tjänar syftet med en liten planet.
    • En Mega Art Installation är en megastruktur som förbättrar dina allmänna bekvämligheter och lycka i ditt imperium.
    • Ett strategiskt koordinationscenter är en megastruktur som ökar din sjökapacitet och fartygshastighet, samt lägger till flera andra bonusar.
    • En Interstellar Assembly fungerar som ett nav för spelets Galactic Community, ökar din diplomatiska vikt, lägger till fler sändebud och ett annat imperiums åsikt om dig.
    • Gateways möjliggör nästan omedelbar resa över galaxen. Dessutom finns det en unik form av Gateway som kallas "L-Gates" som länkar till en extragalaktisk stjärnhop.
    • Orbital Rings är massiva ringstrukturer byggda runt planeter som ger extra skydd och ökar planetens produktion.
    • Hyperreläer är stora strukturer som gör det möjligt för fartyg att hoppa till identiska hyperreläer i angränsande system istället för att använda de befintliga hyperlane-anslutningarna, och därigenom undvika att behöva korsa system i underljushastigheter.
  • Dessutom kan många megastrukturer även generera i "förstörda" versioner, som spelaren senare kan reparera.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Megastructure&oldid=1131560790 "