sábado, 4 de julio de 2009

Viviendo en el espacio: Anillo de Bishop

En la anterior entrega de la serie viviendo en el espacio, vimos como un nuevo material, los nanotubos de carbono, permitirían habitats de una escala tan grande que su superficie se acercaría a la de un planeta(pudiendo construir miles de estos), y describí un hábitat de tipo cerrado llamado cilindro de McKendree construido con ese material.

Como vimos a esa escala la fuerza centrífuga hace que la atmósfera se ‘pegue’ en una capa relativamente delgada al suelo del hábitat, por lo que a partir de cierta altura(50-100 km) se darían condiciones de vacio, es decir a partir de esa altura no seria necesario que el hábitat estuviese sellado para evitar el escape de las moléculas de aire. Por lo tanto podríamos tener un tercer tipo de hábitat, el de ‘cielo abierto’*, a diferencia de los otros dos, el tipo abierto y el tipo cerrado que estaban sellados.

Si con un modelo parecido al cilindro de McKendree procediésemos de esa manera el resultado podría ser algo como esto,( Departure of the Wanderer de Alexander Kroener)


En el modelo de hábitat de Forrest Bishop , el cilindro se ha acortado de forma que el radio es bastante mayor que su longitud(lo contrario de los de hasta ahora) ,la forma es por tanto la de un anillo. Esto favorece la estabilidad del hábitat. Muros de 100 km de alto retienen la atmósfera.
El anillo de Bishop tiene unas dimensiones de 2000 km de diámetro y 500 km de ancho.



Aquí se puede comparar con la Tierra. Aunque por supuesto ningún Anillo de Bishop o cilindro de McKendree seria colocado tan cerca de un planeta.






Y aquí con Sri Lanka representada en su interior. Muros en azul, luminaria central en rojo

En un hábitat así se dispondría de algo mas de 3 millones de km2, la misma que India, suficiente como para soportar una población de entre 100 y 200 millones de personas con una densidad de población media.

La apariencia es la mas natural de estos habitas rotatorios,. puesto que el 60% del cielo esta abierto al espacio, en el cielo nocturno se podrían ver las estrellas.

Imagen: vista desde el suelo de hábitat, el circulo exterior es el suelo, y el punto central, el cenit, el punto mas alto del cielo.


Imagenes: visiones realistas del hábitat desde el suelo.

El hábitat esta orientado en el plano de la elíptica, por lo tanto la luz del sol no puede llegar al interior habitable de este.
F. Bishop propone iluminar el hábitat con un espejo o con una serie de fuentes de luz por encima de la atmósfera que al girar a diferente velocidad que el anillo podrían proporcionar un ciclo día-noche de 24 horas. Como esto daría una iluminación no homogénea y se desperdiciaría mucha luz, puesto que parte se perderia inútilmente en el espacio, otros ha propuesto un método alternativo, una luminaria descomunal en el eje del anillo.

Imagen: luminaria, en el centro(amarillo)la fuente de luz de 10X10km, la estructura toroidal(diámetro 250, apertura 40km) que la rodea restringe la luz en ángulo adecuado para iluminar únicamente la superficie del hábitat.

Esta luminaria concentra la luz en la superficie del hábitat sin que se desperdicie nada de luz. Desde el suelo esta tendría la apariencia de un sol, solo que en vez de ser redondo este tendría una forma rectangular(4:1),siendo ligeramente mas ancho y mucho mas largo, este permanecería permanentemente fijo en lo mas alto del cielo, el cenit, un inconveniente es que no habría amaneceres ni atardeceres.
Una intensidad de 40.000 lux es la propuesta, siendo 100.000 lux la intensidad de la luz de un mediodía de verano con un cielo totalmente despejado, por lo tanto mas que suficiente.
Esta menor intensidad no implica menores temperaturas puesto que desde el exterior el calor puede transmitirse al interior .
Mayor intensidades de la luz serian posibles, pero es desaconsejable si pretendemos cuidar de la salud de los ojos de los habitantes, aunque personalmente no se porque esto es un problema tan grave puesto que aquí el sol ya es perjudicial para la vista.

Imagen: El exterior de la luminaria daría una buena superficie para muchas instalaciones


¿De donde sacaríamos la energía para esta fuente central de luz? el area proyectada de las superficie expuesta a los rayos del Sol seria de un millón de km2, que si fuese cubierta de paneles solares proporcionaría cientos de veces el consumo actual de energía de todo el planeta, si aun así no fuese suficiente podrían colocarse paneles solares cerca del hábitat y transmitir la energía por microondas o por láser .

Como comente en otra ocasión, la ausencia de pozo gravitatorio permitiría un fácil despegue y aterrizaje de cualquier nave espacial, a la vez el exterior de los muros de contención supondría una excelente superficie para estas naves, y junto a la posibilidad de desviar la potencia que va a la luminaria para dar energía a potentes laseres daría una defensa formidable a este tipo de habitats, suficiente para destruir cualquier cuerpo amenazante, tanto natural o artificial a millones de km de distancia

¿El sitio ideal para colocar estos habitas? Orbitas cercanas a la de la Tierra, o los troyanos de Júpiter.
Mas cerca del sol de lo que esta la tierra aumentaría el suministro energético, pero hay escasez de recursos a esa distancia.

El propio F.Bishop propone un método para construir de forma rápida estos habitats, el cual consiste en construir el anillo poco apoco partir de porciones de 2000 km de diámetro y 100 m de ancho. Para mas detalles del proceso leer el paper.


Su construcción podria darse en el langraniano L1 del sistema Sol-Tierra, y despues se desplazarian a otro sitio


Imagen: anillos en construcción en L1 visto desde la Tierra . Esta imagen quizas os recuerde a estra entrada sobre detección de construcciones de extraterrestres mediante el observatorio Kepler.


Una versión parecida al Anillo de Bishop fue utilizada por Karl Schroeder en su novela de ciencia ficción ‘Lady of Mazes’



Mas informacion en,
'Open air space habitats' de Forrest Bishop.
'Space-habitat illuminators with non-imaging optics' de Parkyn, William A.

*traducción de ‘open air’ habitat, me pareció adecuado decir ‘cielo abierto’ en vez de una traducción literal. Se admite una traducción mejor desde vuestra parte;)

++++++
Recordando una antigua conversación con darkrosalina sobre la adaptación de vida al espacio , me preguntaba si una forma de vida como una especie de liquen(la cual ya ha demostrado ser muy resistente) hasta que altura podría ir colonizando el muro que retiene la atmósfera . ¿Quizás estos habitats con sus muros altísimos creen un nuevo nicho para una serie de organismos extremofilos adaptados a condiciones de poca densidad atmosférica?

8 comentarios:

El rano verde dijo...

Mmmm... me recuerda al Mundo Anillo de Larry Niven, pero hace mucho que leí la novela.

No sabría recordar las diferencias con un anillo de Bishop. Pero vamos, intuitivamente el de Bishop parece bastante más factible.

Buen trabajo, Gouki. ;)

Gouki dijo...

las diferencias son:

- el mundo anillo tiene 150 millones de km de radio, el AB solo 1000 km de radio.

- el MA estaria hecho(y tendria que estar hecho) de un material con una resistencia millones de veces mayor que el material mas resistente conocido, el AB estaria hecho de nanotubos de carbono, material conocido, y pone el limite de los grande que puede ser un habitat que gira.

-el MA tiene una estrella en su centro, el AB no.

la diferencia mas importante es la segunda porque hace que un MA sea imposible de crear pero un AB si lo es.

saludos

Dinorider d'Andoandor dijo...

No dudo que los microorganismos serían los más apropiados para crear un nuevo nicho y eventualmente quién sabe qué más.
Yo preferiría no ponerlos más cerca al sol, para ir pensando a futuro.
El problema de los rayos que dices es más por un lado por las radiaciones UV aunque por otro lado sin la radiación solar ya me imagino a la gente con sus esqueletos más gastados antes de tiempo... pero supongo no faltarán las alternativas para esos tiempos futuros.

Gouki dijo...

dinorider, tranquilo, si te preocupa que en 5 mil millones de años el sol entre en fase de gigante roja un habitat de estos podria moverse a una orbita mas alejada en cuestion de años.

por los UVA no te preocupes, quien dice que la luminaria central tenga restringidas las longitudes de onda en la parte visible?tambien podria emitir en el ultravioleta.

saludos

Darkrosalina dijo...

Vale, vamos por partes. En primer lugar, ¡Guau! ¡Vaya pedazo de entrada, Gouki! :D Me encantó la idea de fundir un asteroide hasta su nucleo e inflarlo para fabricar un cascarón hermético, pero este hábitat tiene más posibilidades.

Me extraña oirte decir que con solo 100 km de pared es capaz de mantenerse confinada una atmósfera planetaria. Quizá las capas más densas sí, aunque el resto iría "rebosando" y escapándose al espacio.
Tendrían que estar continuamente reponiendo las pérdidas de la atmósfera, como aquella vez que dijiste como terraformar la Luna por su falta de gravedad.
Sería más sencillo contruir las paredes un poco más altas, de unos 300 km. Se vería menos el cielo, cierto; pero la vista seguiría mereciendo la pena.

Dino tiene razón. La luminaria deberá alumbrar en el infrarrojo, luz visible y ultravioleta, y además habrá que tener en cuenta la absorción de la atmósfera... ¿Habrá capa de ozono?

El ciclo día-noche y los atardeceres se podrían solucionar modificando la apertura de la luminaria. en vez de tener 360º abiertos al hábitat, podrían hacerla como un faro, con solo 180º y haciéndola girar sobre si misma. Así la mitad del habitat estaría iluminado en oposición a la otra mitad.

Y además, si hiciesen regulable la apertura de la luminaria podrían simular las estaciones (unos 150º de apertura mínima en el solsticio de invierno, y 210º para el de verano, por ejemplo).

Respondiendo a tu pregunta, ¡claro que sí! Uno de estos anillos sería el trampolín perfecto para que primero las bacterias y luego los líquenes terminasen conquistando las condiciones de vacío. ¿Quien quiere al monte Olimpo teniendo una pared por la que ir adaptándose gradualmente?

Gouki dijo...

darkrosalina

los muros.
la presion y la dendidad se puede calcular con esta formula.
p=p0*e^(-(h-h0)/8.42)

eso me da que a 10 km de altura la presion es un 30%,a 50 km un 0.26% y a 100 km un 0.0007 %. de todas formas Bishop en su paper dice 200 km, 100 lo he encontrado en otros sitios, a 200 km solo tendriamos un 0.000000004 % de atmosfera.

para mi eso creo que es suficiente para mantener una atmosfera durante mucho tiempo.
yo creo que 300 seria excesivo y si realmente quieres evitar que se escape hasta la ultima molecula de aire puedes sellar en lo mas alto la atmosfera con una menbrana extrafina y transparente.


la luminaria
eso que dices te da un problema, mientras en tu zona es de noche en la otra mitad es de dia, y esa parte refleja la luz hacia ti, eso seguramente te daria una noche cientos de veces mas luminosa que una noche de luna llena.
y simular la estaciones como tu dices ademas te da el problema de tener que modificar la estructura de la luminaria en cuestion de meses.
es todo mas sencillo, simplemente la apagas, 12 horas encendida 12 horas apagada y ya tienes ciclo dia-noche, que quiere estaciones unos meses 14 horas encendida y 10 apagada y luego viceversa.
incluso puedes simular el efecto de reduccion de la intensidad de la luz al anochecer reduciendo la intensidad poco a poco hasta apagarla del todo.

UVa y ozono.
la atmosfera tendria la misma concentraccion de oxigeno que aqui, con mucho menos oxigeno ya se forma ozono, asi que si habria ozono.
si lo dices por la absorcion de UVA no veo porque la luminaria no va a poder emitir en un espectro que incluya las longitudes visibles y del ultravioleta, y ademas a una intensidad que aun apsando esa capa de ozono, a los habitantes les lleguen unos niveles adecuados de esta.

saludos

Anónimo dijo...

ESTIMADOS HERMANOS:
Solicito reencarnar como el Dios reptiliano de la creacion universal y como el Dios katchina pleydiano Kulkulkan como tambien como el Dios siriano de la creacion universal. Tambien solicito reencarnar como el demonio capitan killuminati siriano y como el demonio capitan killuminati katchina pleydiano. Finalmente solicito reencarnar como la Santa muerte siriana y como la Santa muerte katchina pleydiana.

Atentamente:
Jorge Vinicio Santos Gonzalez,
Documento de identificacion personal:
1999-01058-0101 Guatemala,
Cédula de Vecindad:
ORDEN: A-1, REGISTRO: 825,466,
Ciudadano de Guatemala de la América Central.

Esmeraldazxo Lindsayrcp dijo...

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La vida ha colonizado cada rincón de la Tierra, ya es hora de ayudarla a colonizar todo el sistema solar.