Estaciones Bigelow como módulos de agricultura

A continuación se pueden observar los típicos módulos de agricultura que rodean en un anillo a los hábitats diseñados por O'Neill.



 Estos módulos son una versión pequeña de un hábitat espacial. Se les denomina 'Palacios de Cristal', y es la estructura con mayor superficie para una mínima masa.



 Un sistema de espejos redirecciona la luz hasta la superficie interior donde crecen las plantas. Estos módulos no necesitan tener la misma protección contra la radiación que un hábitat con personas, ni simular una gravedad igual a la terrestre. No serian mantenidos por personas, sino que estarían mecanizados y robotizados. Estamos lejos de construir algo parecido a un hábitat espacial, lo máximo que se aproxima son los módulos de Bigelow.

 

 Bigelow ha propuesto una serie de módulos de diferente tamaño, el mayor de los cuales es el BA-2100. Su volumen es el doble de toda la ISS junta. Vamos que es grande, y por lo tanto había pensado que podría ser un buen modelo para crear algo parecido a un modulo de agricultura. El BA-2100 tiene una masa de unas 100 toneladas, y podría ser llevado a órbita perfectamente por el nuevo motor anunciado por Elon Musk, el MCT para una lanzadera de 150-200 toneladas.



 Se podría adaptar la superficie interna para que sirviese de terreno para el cultivo, me es indiferente si con algún tipo de sustrato solido, hidroponía o incluso aeroponía. Eso se podría ir ensayando. Yo plantaría patatas, son de los cultivos con mayor productividad por superficie, y aportan un alimento bastante completo, de hecho han sido utilizadas como alimento de subsistencia por muchas culturas a lo largo de la historia. La patata es uno de los cultivos que se esta adaptando bien al cultivo aeroponico, con una productividad mucho mayor que con tierra y sin casi consumo de agua, lo cual hace de esta opción la optima en en las condiciones que buscamos. Vídeo sobre cultivo aeroponico.

 

 Quizás con los paneles solares fuese suficiente para proporcionar luz en el interior, o quizás una buena idea seria forrar el exterior con células fotovoltaicas imprimibles como de las que se habla en el siguiente video.(a partir de 27:30)

   

 Los sistemas hidroponicos ya son utilizados con regularidad en submarinos para proporcionar vegetales.

 A una rotación cada 20 s simularíamos una gravedad 1/10 la terrestre.

 Robots como Prospero podrían realizar toda la labor de cultivo en su interior, desde la siembra a la recogida, incluso podrían ir almacenando la cosecha en una zona que fuese accesible pero separada de la zona de cultivo, de forma que ninguna persona tuviese que entrar a esa zona salvo que fuese extremadamente necesario. Seria interesante en tal caso crear una atmósfera en su interior que favoreciese el crecimiento vegetal, como una atmósfera rica en CO2.

 

Creando habitats asteroidales en 2312

Si bien la Trilogía de Marte de K. S. Robinson se mantiene en la clásica visión romántica de colonización de planetas, parece que la nueva novela ‘2312’ da mayor importancia a los habitats espaciales. 

En este caso mediante asteroides, haciéndolos huecos.

Tenéis una explicación muy buena del proceso en esta pagina.

Un acierto lo de usarlos como reservas de la biosfera, punto que he mencionado más de una vez en este blog. También mencione una forma de aprovechar asteroides ideada por Dandridge Cole. Derretirlos e inflarlos como globos. Eso daría para un mismo asteroide una superficie habitable mucho mayor.

Este es el camino, definitivamente.

Por cierto me muero por leer este libro.

Gracias a @kachelas por el primer enlace

Terraformando Venus

En esta entrada os presento alguna idea mía sobre la terraformación de Venus. Estas ideas se remontan a antes de tener este blog, de hecho mi anterior imagen de la cabecera del blog estaba inspirada en esas ideas.

Los que desde hace mucho son lectores de este blog, saben que veo con mejores ojos una colonización del universo mediante habitats espaciales, más que colonizando otros planetas.

Sin embargo, ya que considero que uno de los labores principales de la humanidad es la expansión de la vida (y la inteligencia), veo los planetas como un sitio con buen potencial para esta expansión, puesto que pueden mantener ecosistemas que no son posibles en los habitats espaciales (fosas abisales), o pueden mantener especies migratorias de largas distancias ( cetáceos). Los planetas terraformados deberían servir de reservas de biosfera.

Debido a que hay ciertas características que hacen a cada planeta único, las formas de vida y los ecosistemas que evolucionasen en esos planetas serian también únicos.
Marte es un buen candidato. Hace tiempo en un foro ya cerrado, Homoscience, comentaba la interesante posibilidad de bosques de sequoyas de 300-400 metros de altura o animales flotantes.

Venus es otra posibilidad interesante, ¿como se adaptaría la vegetación y la fauna a una luminosidad tan alta? (merece otra entrada)

Volvamos a los habitats espaciales, los Cilindros McKendree y los Anillos de Bishop son hasta ahora de los más grandes mencionados en el blog, y estarían construidos a partir de nanotubos de carbono o un material diamantoide de origen MNT. Es decir carbono.

La cantidad de carbono disponible en el sistema solar limitará la cantidad de estos habitats, seguramente los habitats estilo O’Neill de tamaño inferior serán más abundantes, ya que parece que hay mucho más metal que carbono en los asteroides.

Pero la evolución planetaria nos has regalado una fuente con billones de toneladas de carbono purificado, Venus. La cuestión es como minar el carbono(que esta en forma de CO2).

Para este escenario, supondré que se posee algún tipo de nanotecnología molecular(MNT), que partiendo de algún tipo de gas rico en carbono es capaz de fabricar materiales de carbono con precisión atómica.

Comenzaríamos desviando un asteroide rico en carbono a la orbita requerida alrededor de Venus. Algún tipo de nanofactoría automatizada se dedicaría a fabricar un cable de nanotubos de carbono, que iría descendiendo desde al asteroide hasta rozar la atmósfera superior de Venus. Entonces el crecimiento se detendría.

Una vez logrado esto, una nanofactoría descendería al extremo inferior del ascensor espacial creado, y allí partiendo del CO2 atmosférico empezaría a fabricar un cable gemelo, pero no para seguir descendiendo. Este cable gemelo se elevaría por el ascensor espacial a la vez que la nanofactoría lo fabrica.

Estos segmentos nuevos serían subidos a orbita, y después transportados a algún Punto de Lagrange. Una vez allí estos segmentos lineales de varios miles de km de longitud pasarían a una forma circular, y podrían unirse para crear el cuerpo cilíndrico de los habitats espaciales mencionados.

Observad que partiendo del ascensor espacial se pueden fabricar segmentos de los habitats, o ascensores espaciales gemelos.

Lo más sensato seria partiendo del primer ascensor espacial, crear otro ascensor, y así sucesivamente hasta tener un numero considerable de ascensores espaciales con capacidad de fabricar posteriormente más segmentos.

Si eliminamos carbono, nos encontraríamos que la atmósfera de Venus se iría enriqueciendo en oxigeno, lo cual en principio no sería interesante, pues diluiría el CO2, reduciendo el rendimiento de las siguientes extracciones.
Así que seria interesante subir también el oxigeno generado con los segmentos. El oxigeno será necesario para crear la atmósfera de los habitats espaciales. Y cuando sea necesario incluir agua, solo tendremos que importar el 11% de masa en forma de hidrógeno que si importásemos agua de otro punto del sistema solar. Recuperaríamos parte de la energía luego al quemar hidrógeno y oxigeno para formar agua.



Voy a partir del valor de masa calculado por Thomas Mc Kendree en forma de carbono necesario para construir un hábitat espacial cilíndrico de 4610 km de longitud y 461 km de radio, fabricado con material diamantoide , con una densidad de 3510 kg/m3, 8x10^16 kg.



Pero como voy a optar por nanotubos de carbono, y estos tienen una densidad inferior(1400 kg/m3), tomare finalmente una masa para un hábitat de tales características.

Masa: 3.2*10^16 kg.
Superficie: 13*10^6 km2.

La Antártida tiene 14*10^6 km2, la Luna 38*10^6 km2.


Venus tiene una atmósfera 96% en CO2, 92 atm, y una gravedad de 0.9 g.

Partiendo de estos datos obtengo 4.5*10^20 kg de CO2 en la atmósfera de Venus, o 1.2*10^20 kg de carbono.

Eso da como resultado que el carbono en la atmósfera de Venus podría servir para la construcción de 3750 habitats espaciales, con una superficie total final de 95 veces la de la Tierra.

Terraformación de Venus = 1 planeta terraformado + 95 Tierras.

Simplemente terraformando Venus obtendríamos la misma superficie que colonizando los planetas de varios años luz a la redonda. Teniendo en cuenta que probablemente esos planetas deberán ser terraformados igualmente, energéticamente hablando la opción esta clara.

Tal proceso de terraformación podría llevar cientos de años, o milenios, pero se obtendría superficie habitable desde el principio. Aunque tardásemos un milenio, obtendríamos una Tierra cada 10 años.

Venus podría mantener una civilización muy rica. Varios billones viviendo en los Langranianos. Con energía solar abundante.

Esta opción es mucho mejor que otras que proponían volar literalmente la atmósfera de Venus a lo bruto con impactos de asteroides.

Toda esta megaconstrucción podría seguirse desde la Tierra, veríamos como Venus pasaría de ser un único punto luminoso a una región llena de puntos brillantes.

El objetivo final para Venus podría ser una atmósfera final con 0.8 atmósferas de nitrógeno, el CO2 necesario para mantener unas temperaturas agradables y el oxigeno necesario para respirar, 0.2 atm. Reducir la atmósfera de nitrógeno de 3 atm a 0.8 seria conveniente, transformándola en nitratos. El planeta sería bastante seco, pero viendo que los planetas tipo Dune evolucionan de formas más favorable, quizás sea mejor dejarlo así. Que la nueva vida introducida allí se adapte...




Dejo esta entrada inacabada, dejando el asunto de la rotación pendiente.

Sobre la solución a la paradoja de Fermi Nº15 de FCF.

Sergio L. Palacios comenta en su blog otra nueva solución a la paradoja de Fermi. Las civilizaciones alienígenas obtienen todo lo que quieren mediante realidad virtual, y no necesitan explorar el espacio.

Darksapiens(Critical Thinking) comenta que aunque una civilización siga ese camino, ciertos miembros de esa civilización pueden no optar por ello, y así seguir explorando otros sistemas solares.

Para un escenario de simulación obviamente considero que hay por medio descarga de mentes, versión algo diferente a la comentada por Sergio que nombra una interfaz cerebro-maquina.

Es más que probable que para lograr eso se necesite nanotecnología molecular(MNT). Es caso de no ser así, igualmente es probable que la tecnología para descargar mentes sea muy compleja y venga después de esta. Así que doy por hecho que en cualquier situación en la que este disponible para una civilización la descarga de mentes, lo es también la MNT.

Para llegar a una singularidad tecnológica hay varias formas. La mas conocida es mediante una Inteligencia Artificial. Otra opción es mediante una mente descargada en un sustrato artificial. Los resultados por lo tanto serán iguales a los que comente aquí. Una mente una vez en este otro sustrato podría tener una inteligencia miles o millones de veces la de un ser humano normal, y pensar millones de veces mas rápido. Podría conseguir en semanas un nivel tecnológico tan avanzado, como para que una civilización de seres humanos o aliens normales necesitase centenares de años.

Otra cosa que doy por hecho es que vencer el envejecimiento, conseguir la longevidad indefinida con rejuvenecimiento, es algo mucho más fácil que descargar una mente.

Veo bastante probable que una civilización con longevidad indefinida haya conseguido la forma de mantener su población estable.

Solo es necesario UNO. Da igual que esa civilización tenga una población de 10.000 millones o un trillón. Si un solo individuo descarga su mente podrá adquirir una capacidad tan grande ( por lo comentado arriba) que le permitiría usar fácilmente los recursos del sistema solar para generar computronio, y recolectar energía para este mediante un sistema similar o equivalente a una Esfera de Dyson para capturar gran parte de la energía del Sol. Incluso si la masa de algunos planetas le es insuficiente, podrá minar la estrella para obtener hasta varias masas terrestres de metales para ello. En su simulación podrá crear trillones de copias de si mismo.
Pronto hará de la zona del sistema solar mas cercana al Sol su ‘campo de juego’. En el caso de que esta entidad fuese benevolente y no destruyese a todos los seres de carne y hueso, el resto de la civilización permanecería marginada en los confines del sistema solar, alejada de su estrella central, en su Nube de Oort, que tampoco es algo despreciable, es mas del 99% del volumen de un sistema solar, con capacidad de mantener probablemente billones de individuos.

Allí, en los fríos suburbios de su sistema solar podrían seguir haciendo sus vidas, manteniendo una población estable y al margen de lo que sea que este haciendo la civilización de mentes descargadas, llamémosla CMD.



Este es un modelo de hábitat espacial para 10.000 personas valido para la nube de Oort. (Fuente Moon miner)
Es una modificación de la Esfera de Bernal. En la esfera de Bernal clásica una capa gruesa de escorias industriales, normalmente de origen lunar o asteroidal recubriría el hábitat por fuera del casco para detener la radiación. A muchas UA del Sol el abundante hielo podrá hacer este papel.
Esta versión de hábitat tiene un tokamak, si tal como creo probable saliese adelante algún reactor aneutronico de boro-hidrogeno, el reactor(o reactores) podría incluso permanecer dentro del hábitat. Un reactor como este(enlace pendiente). La iluminación es interior suministrada por la abundante energía de fusión, sin necesidad de la luz solar.
Dentro del hábitat están las zonas habitables y las de agricultura, que también pueden ser alojadas en el interior del primer nivel. Podría utilizarse alguna forma de cultivo vertical.

Off-topic: En la situación actual incluso de haber miles de estos habitats en nuestra Nube de Oort a 10.000 UA, no los distinguiríamos de cometas de origen natural, menos cuando a esa distancia no somos capaces de detectar cometas naturales.

Podríais pensar¿ y que impide que salgan a las estrellas vecinas a colonizarlas y así olvidarse de esa CMD ?
Incluso si lo hiciesen, nada impediría que de los emigrantes llegados a ese nuevo sistema solar, un solo individuo, uno solo, optase por convertirse en una nueva CMD una vez tenga disponible un nuevo Sol, volviéndose otra vez relegados a la nueva Nube de Oort de la nueva estrella.
Un par de años-luz cúbicos de espacio en una Nube de Oort no creo que sean muy diferentes de otro par de años-luz cúbicos de otra estrella, así que... ¡para que molestarse en hacer el viaje!

Si la descarga de mente es posible, el avance tecnológico hará inevitable que alguien recurra a ella, entonces este escenario será sino muy probable, inevitable, no solo en alguna civilización, sino en todas.

Vivir en planetas no será una buena idea...

Estos días, en el poco tiempo que tengo libre, he leído parte (todavía no he terminado) de unos artículos bastante inquietantes, sino preocupantes sobre nuestro futuro como civilización, en el caso de que tales cosas pudiesen realizarse.
Se trata sobre novizar (el termino original inventado por Neil Craig es novaing ) estrellas como nuestro sol, o incluso a planetas jovianos.
Una nova incluso a decenas de años luz de distancia destruirá la vida sobre la Tierra, ¡¡imaginaos el efecto a 1 UA!!
El hacer explotar un planeta como Júpiter es una posibilidad que incluso parece mas sencilla. Una masa de deuterio-hidrogeno ha de poseer una relación 1/300 para mantener una reacción en cadena. Júpiter puede que tenga una relación de 1/1600. Se podría crear un dispositivo gracias a la nanotecnología, que en la atmósfera de Júpiter enriquezca una capa concentrando deuterio, por ejemplo hasta una relación 1/10, de forma que tras una potente explosión de una bomba termonuclear, toda esa capa explote. Si todo el deuterio de Júpiter explotase de una vez, en varias decenas de segundos se liberaría tanta energía como lo hace el Sol en 3000 años. Suficiente como para desintegrar desde esa distancia la corteza terrestre en varios km de profundidad.
Tras 8 días llegaría una nube de material radioactivo, como para que una persona reciba 1000 veces la dosis mortal en un segundo.
En definitiva el sistema solar entero esterilizado desde cinturón de Kuiper hacia dentro, incluyendo este también. La vida en la Tierra, así como en cualquier planeta terraformado, e incluso en cualquier hábitat en ese rango de acción seria eliminada. Solo se librarían aquellos habitats en la Nube de Oort y en el espacio interestelar.
Y lo peor que de ser posible esto, esta capacidad tecnológica tan destructiva podría estar en manos de grupos reducidos de personas. Y siempre hay personas con malas intenciones...

Tal poder destructivo, hace que la supervivencia de las civilizaciones planetarias sea muy poco prometedora. Todos los planetas habitables están a pocas UA de distancia de su sol, y por tanto son susceptibles de ser destruidos novizandolo a este, o a algún planeta joviano que ande cerca. Otra patada al chauvinismo planetario...

Para sobrevivir habría que hacerlo en habitats espaciales lejos de la estrella principal, y en habitats que se puedan desplazar, porque alguien podría pensar ¿y si de la forma que sea, podemos hacer habitable un planeta incluso en la Nube de Oort? Como ya comente arrasar la vida en un planeta es algo fácil una vez que controlas los viajes relativistas. Ningún planeta podría crear una defensa que detenga montones de cuerpos pequeños acelerados a velocidades relativistas hacia el planeta. Los planetas son un blanco muy fácil.
Seguramente habréis pensado ya, que esta es una posible solución a la paradoja de Fermi.
Podéis leer los artículos aquí en el blog Next Big Future, si deseáis ampliar la información. Aunque ya escribiré mas entradas de cada forma en concreto cuando termine exámenes.

Viviendo en el espacio: Virga de Karl Schroeder

En los habitats espaciales vistos hasta ahora se proporcionaba pseudogravedad mediante la rotación de los mismos para producir una fuerza centrifuga.
El tamaño máximo de un hábitat así (1000 km de radio) viene por lo tanto dada por la resistencia a la tracción del material mas resistente conocido, los nanotubos de carbono.
Habitats mas grandes necesitarían materiales mas resistentes, materiales que por ahora solo entran en el campo teórico, y que no serán tema de esta entrada(pero lo serán de otras).
Es posible aumentar el tamaño disminuyendo la velocidad de rotación, pero esto se hará a costa del valor de la pseudogravedad obtenida. Por ejemplo el máximo radio pasara de 1000 a 3000 km si reducimos a un tercio la pseudogravedad(la marciana).

¿Que pasaría si hiciésemos que la pseudogravedad fuese cero y pasásemos a condiciones de gravedad cero?
No, obviamente el tamaño no podría ser infinito, esta vez el tamaño máximo sería dado por la Longitud de Jeans.
Una nebulosa de gas tiene una gravedad que tiende a contraerla, a su vez hay una expansión térmica que tiende a lo contrario. En una nebulosa de densidad dada, habrá un punto en el que si aumentamos su radio y por lo tanto su masa, la gravedad dominara sobre esta expansión térmica, y la nebulosa se contraerá. El radio de equilibrio lo da la comentada Longitud(radio) de Jeans, que se puede calcular mediante la formula siguiente.




Donde kB es la constante de Boltzmann, T la temperatura, G la constante gravitacional, ρ es la densidad del gas y μ la masa de las partículas de la nebulosa.
El resultado suele ser que dentro de esta, ciertas regiones se colapsan dando estrellas(o enanas marrones). En una nebulosa de este tipo la densidad del gas suele rondar unos pocos miles de atomos/cm3, pero en este caso, en el del hábitat, la densidad es la atmosférica terrestre(o valores cercanos), porque hablamos de tamaños mucho menores de los de una nebulosa que suele ser varias veces el tamaño del sistema solar.

La forma del hábitat seria la de un gigantesco balón esférico de nanotubos de carbono de un par de metros de grosor, relleno de una mezcla gaseosa respirable que rellenaría homogéneamente el interior.
Este tipo de hábitat fue diseñado por el escritor de ciencia ficción Karl Schroeder, para la saga de Virga.
Las dimensiones de un hábitat así podrían ser increíbles.
Uno con una mezcla atmosférica de composición la terrestre a una atmósfera, rondaría los 70.000 km de diámetro.
Si hacemos mas ligero el aire, reduciendo la cantidad de componente inerte(nitrógeno), y manteniendo la presión parcial del oxigeno, disminuiremos la masa y por lo tanto aumentara el radio máximo posible, en caso de una mezcla(0.5 atm N2,0.2 atm O2) el diámetro seria alrededor de 120.000 km o el tamaño de Saturno.
Reduciendo aun mas(0.2 atm N2, 0.2 atm O2) el diámetro pasa a mas de 250.000 km superando con creces el tamaño de Júpiter, y si aligeramos la mezcla gaseosa aun mas, sustituyendo el nitrógeno por helio el tamaño aumenta mas, siendo superior a los 400.000 km, lo suficiente para que en su interior se puedan alojar varias decenas de Jupiteres.(1*)

Imagen: comparación de varios tamaños de hábitat con Júpiter y la Tierra(punto azul de abajo)



Imagen: Zonas habitables de varios cuerpos del sistema solar. Para ser justos habría que comparar el volumen de los habitats de la imagen de arriba con el de las esferas que se muestran aquí, pero apenas serian algo mas que un píxel en comparación.


Un hábitat así no podría usar la luz solar como fuente de iluminación y fuente de calor de ninguna manera. La luz de cualquier fuente exterior no podría atravesar tantos km de aire, igual que en el océano tras cierta profundidad.
En la saga de novelas de ‘Virga’ esto se soluciona con un gran reactor de fusión en el centro del hábitat que a modo de sol artificial da calor al sistema, por lo que las zonas mas calientes están en el interior, y las mas frías en el exterior, el borde. Distribuidos por el resto del hábitat versiones mas pequeñas de estos soles artificiales son los que dan luz homogéneamente a este.

Si habéis seguido la saga de viviendo en el espacio, puede que os resulte contradictorio que diga que es deseable un hábitat con gravedad cero, ya que he repetido muchas veces que el control sobre la pseudogravedad supone un punto a favor respecto a los planetas terraformados, en los cuales en la mayoría de la veces la gravedad puede que no sea adecuada.
Pero...en el interior de un hábitat con un volumen tan grande, seria posible construir estructuras de centenares de metros o de algunos km de radio, en forma de anillo, que girasen para dar pseudogravedad, tantas como para dar hogar a varios billones de personas, miles o millones de veces la población de un planeta(2*).

Fuera de estas ciudades flotantes las condiciones serian de gravedad cero. No habría mares ni océanos como los conocemos aquí, sino que estos se encontrarían en forma de grandes masas de agua esféricas y flotantes dentro del hábitat .
Las plantas y los animales solo encontrarían condiciones de gravedad en estas ciudades anillo, por lo que en su mayor parte estos tendrían que estar adaptados y evolucionarían en unas condiciones de gravedad cero(3*). Muchas especies vegetales en ausencia de gravedad podrían crecer como matas esféricas que flotarían en vez de echar raíces en tierra, otras podrían crecer formando bosques en algunos asteroides que se podrían haber dejado flotando en el interior y que harían de montañas. La vida animal evolucionaría quizás favoreciendo formas voladoras(o mas bien nadadoras), y con un sistema visual adaptado a una ausencia de la referencia arriba-abajo.
Una ilustración que me gusta mucho es esta de Alez Ries

Parecería necesario tener ingentes cantidades de materiales para construir algo así, pero no tanto. El mayor de ellos necesitaría alrededor de 2/3 la masa de la Tierra para la masa de la atmósfera, pero uno mas pequeño de 5000 km de diámetro como el de la novela de Schroeder solo necesitaría de apenas un 0.01% de la masa de Plutón.
Plutoides se han descubierto varios recientemente, y es posible que su numero sea muchísimo mayor.
También es posible según una teoría que explica el origen de grandes lunas retrogradas como Tritón, que como consecuencia de capturas por parte de los gigantes gaseosos de uno de los miembros de un sistema de Plutoides binarios, que el otro miembro sea lanzado hacia el exterior del sistema solar.
Así que habría materiales de sobra tanto en el Cinturón de Kuiper, la Nube de Oort, y ¿quizás el espacio interestelar?(es una suposición mía)para crear cientos o millares de habitats de estos. Como este tipo de hábitat no depende de la luz solar, esas regiones frías y alejadas del Sol serian ideales.

En principio estas dimensiones tan grandes les haría candidatos ideales para una detección por el método de transito, a menos claro esta que esa hipotética civilización alienígena, construya este tipo de hábitat lejos de su sol, si es que construye este tipo de hábitat.


Tenéis imágenes de las ciudades giratorias, así como del interior del hábitat en la pagina de Karl Schroeder.
Este mismo autor uso una versión de los Anillos de Bishop en otra novela 'La señora de los laberintos’, la cual la tengo recién leída. Os la recomiendo.


(1*) En este ultimo no se en que medida afectaría tal escasez de nitrógeno, ya que es un nutriente vital para las plantas.

(2*) Haciendo unos simples cálculos, suponiendo que viven unas 50.000 personas en una de estas ciudades giratorias, y que los vecinos mas cercanos están a 100 km de distancia, en el modelo mas grande podrían vivir mas de mil quinientos Billones de personas, y en el mas pequeño comentado casi diez billones. Aunque estos datos son simplemente cálculos personales.

(3*) Recomiendo leer ‘Los árboles integrales’ de Larry Niven, puesto que describe muy bien un montón de formas de vida en gravedad cero.

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?

Viviendo en el espacio: Cilindros de McKendree

Cuando Gerald K O’Neill y otros tantos idearon sus habitats espaciales, lo hicieron a una escala que los materiales de aquella epoca permitían.
Incluso así el modelo de Isla 3, o cilindro de O’Neill ya contaría con dimensiones increíbles(3 km radio, 30 km longitud), aun sin llegar a los limites impuestos por los valores de resistencia a la tracción de esos materiales, aleaciones de acero, níquel o titanio que permitirían habitats con dimensiones mucho mayores(rondando los 10 km de radio y 100 km de longitud para el titanio con coeficiente de seguridad(n) al 50%).
Pero en la ultimas décadas ha surgido un nuevo material muy prometedor, los nanotubos de carbono, con los que se podrían construir habitats de hasta 2000 km de radio. Hablamos ya de habitas cuya superficie se acerca a la de los planetas.



Un hábitat de tipo cerrado del diseño de un cilindro de O’Neill pero a estas escalas fue ideado por Tom McKendree, y por ello se denomina cilindro de McKendree
A diferencia del primero este ultimo no contaría con ventanas, a estas escalas esta forma de iluminación no seria practica.
A cambio tenemos el doble de superficie, y la iluminación realizaría de otra manera, posiblemente con soles lineales, repartidos a cierta altura sobre la superficie, como los comentados en la entrada sobre habitats de tipo cerrado.

Advertencia: mantengo en esta entrada la relación 1/10 para radio / longitud, así cada vez que hable de radio se entiende que la longitud del hábitat es 10 veces mayor.

A pesar de las dimensiones de estos habitats, la masa estructural es considerablemente baja, cercana a la de un asteroide de masa media., y hay miles de asteroides de este tamaño.
Para un hábitat de radio=500km, la masa estructural, es decir la de la coraza de nanotubos, se aproximaría a 10^17 kg, para un hábitat de radio 1000km, la masa se aproxima a 10^18 kg.
Para que nos hagamos una idea, Phobos tiene una masa de 10^16 kg, por supuesto solo un pequeño porcentaje de este es carbono, pero se hace patente que la cantidad de masa requerida para construir un hábitat que posee una área comparable a un pequeño planeta no es excesiva.
La masa estructural varia según lo que queramos meter dentro, mas suelo y atmósfera mas densa implica solicitar mas resistencia por parte de la estructura de nanotubos, para lo que se debe aumentar su grosor, y por lo tanto su peso,.

Con una menor velocidad de rotación para dar una pseudogravedad menor, por ejemplo la marciana, el posible radio, seria aun mayor.

La superficie de estos habitats comparándola con algunos planetas y lunas es:
superficie habitat( radio =500 km )= +/- 15 *10^6 km2 3 % la de la Tierra
superficie habitat (radio =1000 km)= +/- 60*10^6 km2 12 % la de la Tierra
superficie habitat (radio =3000 km)= +/- 560*10^6 km2 110 % la de la Tierra
superficie Luna : 38*10^6 km2 7.5% la de la tierra
superficie tierra: 510*10^6 km2
superficie Marte: 144*10^6 km2 28% la de la Tierra

imagen: comparación de tamaños de un hábitat de 500 y 1000 km de radio con la Tierra


Para calcular la masa atmosférica hay que tener en cuenta que el aire no llenaría homogéneamente el interior, debido a la pseudogravedad producida el aire dentro del hábitat se pegaría a la superficie interna en una capa de alrededor de 50-100 km(altura que varia con la pseudogravedad , mas pseudogravedad, menos altura de la atmosfera), la presión del aire descendería desde el nivel del suelo hasta valores cercanos al vacio al llegar a esa altura, igual que una atmósfera planetaria, este efecto se daría también en los cilindros de O’Neill, solo que el descenso de la presión en el centro debido al menor tamaño de estos habitats es apenas apreciable.
Por lo tanto en interior de un hábitat de esta escala, la mayor parte esta totalmente vacio.

La visión desde el interior seria increíble sin duda alguna, nuestra estación espacial actual esta a 300 km de altura y posee una visión espectacular de la superficie del planeta, alguien flotando ingrávido en el eje vería una superficie varios cientos de km (según radio del hábitat) mas debajo de lo que la ven nuestros astronautas actuales.


Una atmósfera de tal grosor seguramente daría unos fenómenos meteorologicos mas complejos mas parecidos a los de un planeta, con dos diferencias

-que la forma de los fenómenos meteorológicos serian totalmente diferentes, debido a que el efecto coriolis les daría forma diferente en un cilindro que en un planeta
- y que quizás los habitantes de estos habitats tendrán mas control sobre el clima, porque tendrían control sobre los niveles y duraciones de los ciclos de luminosidad y sobre el flujo de calor que entra y sale(radiadores).

Por encima de la atmósfera las condiciones serian de ingravidez, cualquier cosa que se dejase por encima de la atmósfera flotaría indefinidamente(cabrían asteroides enteros) ,es decir a diferencia de un cilindro de O’Neill donde hay una gradiente de pseudogravedad proporcional al radio desde la superficie hasta el eje(donde seria cero), la gravedad apenas disminuiría en la altura que contiene la atmósfera.

En habitas mas pequeños las condiciones de ingravidez alrededor del eje proporcionaban una zona de recreo, en este caso perdemos esta ventaja.
Para remediarlo se podría colocar un cilindro mas pequeño de unos pocos km de radio lleno de aire en el centro, de la escala de un cilindro de O’Neill,. si quisiésemos hacerlo de nanotubos de carbono, un cilindro de únicamente cuatro cm de grosor seria necesario para soportar la rotación necesaria para proporcionar un gee en la superficie (con ingravidez en su eje)

Una opción seria a modo de una muñeca de matrioska colocar mas cilindros de dimensiones un poco menores, anidados uno dentro del otro hasta sacar partido totalmente a los sucesivos huecos. La altura entre sucesivos niveles vendría determinado por lo que sus habitantes consideran ‘comodo’tener algo por encima de sus cabeza.
Tendríamos un efecto curioso en el que el suelo de los habitantes de unos de los niveles es el techo de los anteriores.
¡¡Sucesivos niveles pueden aumentar la superficie hasta igualar la superficie terrestre!!

En caso de querer evitar la precesión, se colocaria en pares con rotación contraria para eliminar ese efecto o sino colocar el segundo par en el interior con rotación contraria para anular el efecto nombrado.

Procediendo de esta manera el nuevo cilindro interior tendría que estar por encima de la atmósfera del cilindro anterior, para evitar el rozamiento con la atmósfera, esto quiere decir que la serie de cilindros anidados tendrían que tener una separación de al menos 50- 100 km entre ellos.
Si se quiere proporcionar gravedad menor, la distancia entre pisos ser mayor puesto que al altura de la atmósfera será mayor.


La opción de crear habitats de varios pisos, nos permite crear condiciones diferentes en cada uno de los pisos.
En caso necesario pisos con diferentes pseudogravedades son posibles.
Esto lo digo pensando en que quizás en algún momento de la colonización del sistema solar cuando los propios marcianos se construyan sus habitats espaciales, lo hagan de forma que imite las condiciones de Marte, entre ellas por supuesto su gravedad.
Un habitat así permitirá alojar juntas a poblaciones con diferentes necesidades.

De querer darse un capricho, y no veo porque no cuando la humanidad se halla expandido por el sistema solar, uno(o varios) habitat de varios niveles se podría dedicar a reproducir en varios de sus pisos diferentes ecosistemas terrestres, convirtiéndose en una reserva de superficie comparable a la de la Tierra pero sin interferencia humana.
Selvas tropicales decenas de veces mas grandes que la actual Amazonas serian posibles.

Estos minimundos podrían dar hogar a una población enorme.
Viendo las densidades de población de algunos países:
Datos en Habitantes/km2.

Países bajos: 403
Japón:336
Alemania: 232
China:140
España:80
Irlanda:60
Para un hábitat de 1000 km de radio con 50 % superficie de tierra firme y una densidad de 50 habitantes km2 la población posible es 1500 millones de personas.

Para suministrar energía a tanta población y para el hábitat seria posible cubrir con paneles solares el exterior del hábitat.
Si uno de los casquetes esféricos que apunta permanentemente al Sol se recubriese de esta forma, a una distancia de 1 UA(1300w/m2) se podrían suministrar 8*10^15 w de energía, lo que son 5400 kw disponibles por persona, siendo 6-11 kw el consumo medio de una persona del primer mundo actualmente.
El resto de al superficie exterior podría aprovecharse para otras cosas, por ejemplo el otro casquete esférico podría ser un espaciopuerto gigantesco.
De ser necesario un hábitat de estos podría tener runa protección formidable, con montones de naves de combate que despegarían sin esfuerzo.
La energía suministrada por los paneles solares podría desviarse también a laseres(que serian invisibles) y cañones de partículas de destruirían naves enemigas(aunque soy u poco escéptico sobre el belicismo en el espacio) a millones de km, o asteroides peligrosos.

En caso de dar relieve al entorno interior, por ejemplo montañas, mas que hacerlas a partir de una masa enorme de material, convendría hacerlas huecas, sino la carga seria excesiva, y la cantidad de material necesario también, podríamos utilizar ese espacio como almacenes. De esta forma la capa de suelo no ha de pasar de unos pocos metros.
Por debajo podría colocarse un sistema de transporté maglev para comunicar todo el hábitat.

Construir una megaestructura así, y acondicionar totalmente su interior para mantener una biosfera seguramente llevaría siglos, aunque seguramente esto sea visto desde un punto de vista de la tecnología del siglo 21 y puede que con la practica y las mejoras tecnológicas el periodo de tiempo se reduzca a unas poca décadas, aun así se podrían fabricar miles de estos habitas en nuestro sistema solar.

En una próxima entrada hablare de otro modelo de hábitat que utiliza los nanotubos de carbono, el Anillo de Bishop, y a continuación un par de entradas sobre una posible forma de terraformar Venus, creo que ya sabéis por donde irán los tiros...


Mas información en,
'Implications of Molecular Nanotechnology Technical Performance Parameters on Previously Defined Space System Architectures'

Viviendo en el espacio: Habitats ‘tipo cerrado’ y Dandridge Cole

Hace algo mas de un mes os hable de un tipo de habitats que podían igualar o incluso mejorar las condiciones de nuestro planeta, las esferas de Bernal y los Cilindros de O’Neill, lo cual llevo a una conclusión.

Estos solucionaban el tema de la iluminación del interior del hábitat mediante sistemas de espejos que reflejaban la luz al interior a través de ventanas.
Estas ventanas son el punto mas débil del hábitat, a pesar de que ya comente que los impactos de meteoritos no suponen un problema tan grave como no hacen creer las películas de ciencia ficción, su eliminación reduciría este problema, y a la par reduciendo aun mas los niveles de radiación.

Imagen. Habitat tipo cerrado

También habrá situaciones en las que tener ventanas no sirva de nada, como por ejemplo mas allá de la ‘plataforma continental’ del sistema solar, donde no será practico iluminar el interior con luz solar, como es el caso de que el hábitat este en la Nube de Oort o cruzando el espacio interestelar hacia otra estrella.
Este tipo de hábitat seria totalmente cerrado, con los cual comprándolo con un Cilindro de O’Neill de similar tamaño obtendríamos el doble de superficie habitable en el interior. Se les denomina habitats de ‘tipo cerrado’ en oposición a los habitats de ‘tipo abierto’ como son los otros, que tienen ventanas.

La iluminación de ha de resolver de otra manera, una opción es mediante un espejo concentrar toda la luz del sol y dirigirla al interior del hábitat, a un delgado tubo que actuaría como un sol lineal, este tubo contendría una mezcla de gases concreta para emitir el tipo de luz deseada.
En caso de no tener disponible luz solar, el sol lineal podría estar alimentado por algún tipo de energía como la fusión.

La ausencia de ventanas permite diseñar el interior de una forma totalmente distinta, por ejemplo el hábitat puede incluir mares que borden totalmente el cilindro.

Hay varios diseños da hábitat de tipo cerrado, Lewis One, el Cilindro de McKendree ( de los que hablare en próximas entradas), y la famosa Rama son unos ejemplos.
Aquí teneis un ejemplo creado por Eric Bruneton de ‘tipo cerrado basado en el modelo de Rama. Recomiendo que bajéis en su pagina el video en alta calidad




Antes incluso que Gerald K. O’Neill diseñase sus habitats Dandridge Cole diseño los suyos con un adelanto de hasta 10 años.









Imagenes: derecha Gerald K. O'Neill, izquierda Dandridge Cole















El pensaba que los primeros habitats espaciales podrían crearse como consecuencia de la minería de los asteroides.
Si un asteroide fuese minado y su material extraído, podría hacerse hueco su interior a la vez que se cubre de las escorias su exterior, creando un superficie interna que tras hacer aumentar la rotación gozaría de gravedad.

imagen asteroide hueco.

Pero Cole propuso que probablemente los futuros colonos hartos de un proceso tan lento podrían recurrir a una forma alternativa de crearse un hábitat a partir de un asteroide de composición mayoritariamente de hierro y níquel(tipo M).

El método es el siguiente, partiendo de un asteroide de composición principalmente metálica, con un espejo cóncavo de varios km se podría reflejar luz del sol en un haz concentrado, calentando la superficie del asteroide.
La superficie del asteroide se derretiría, para después ir derritiéndose hasta el interior,
anteriormente gran cantidad de contenedores de agua hubiesen sido introducidos en el centro del asteroide a lo largo del eje, llegado el momento adecuado cuando el interior se ha derretido, los contenedores ser detonarían, todo el agua en forma de vapor inflaría el asteroide derretido igual que lo hacemos con un chicle al hacer pompas.
El resultado es un cascaron hueco con una corteza de varios metros de metal macizo, notablemente mas grande que el asteroide original.
Si el asteroide se fundiese del todo la gravedad y la fuerzas de cohesión causarían que adquiriese una forma esférica, pero queremos que la forma final sea lo mas cercana al cilindro. Antes de fundirse el centro el asteroide tendría una forma mas cilíndrica así que se tendrían que hacer reventar los tanques de agua justo en el momento en el que se fundiera el eje central y así conseguir un asteroide inflado de forma cilíndrica.
La superficie con la gravedad buscada es mayor en un cuerpo cilíndrico que en uno esférico.
Un problema en el proceso de fusión seria que habría un punto en la que la superficie derretida exterior al estar al rojo vivo radiaría mucho calor, con lo que el proceso se dificultaría y ralentizaria por las perdidas de calor, sino evitamos esto el proceso se alargaría hasta algo mas de una década.
Una solución para acelerar el proceso evitando esta perdida de calor, seria utilizar un potente laser, para crear un túnel hasta el interior del asteroide, y dirigir el haz de luz del espejo a través de ese túnel hasta el interior, así pues el asteroide empezaría a fundirse desde dentro y la perdida de calor se evitaría.
Muchos quizás penséis que este caso seria peor, porque al estar el interior derretido y la corteza sólida esta impediría la expansión, pero el sentido común nos lleva a error, pues la corteza a pesar de ser sólida tendría gran fluidez. Los metales cerca de su punto de fusión a pesar de estar en estado sólido fluyen con gran facilidad.


También se puede crear una burbuja mayor mediante el mismo procedimiento, partiendo de un asteroide mucho mas pequeño que se expandiría hasta el limite, y utilizarla en los sucesivos para envolver y retener el calor del asteroide en proceso de fusión. El grosor del la cúpula aislante puede llegar ser delgadísima mucho mas que en el caso del hábitat creado a partir del asteroide, lo justo para servir de aislante y reflejar el calor.
Una combinación de ambas, laser y cúpula, probablemente seria la mas deseable, así el proceso de acortaría a unos pocos años.
una vez el asteroide se infle y se enfrié, el espejo puede ser recolocado en un extremo del hábitat para dirigir la luz hacia el sol lineal interior, y después habilitar la superficie interior para hacerla habitable, y darle la rotación adecuada para el valor de la gravedad deseado.
El resultado seria algo así. Un habitat de 32 km de largo y 16 de ancho, con un total de 1600 km2 de superficie interna.


imagen: Vista exterior


Imagen: Vista interior.



Si quisiésemos en un par de décadas podríamos a empezar a practicar con asteroides férricos de tamaño pequeño, de alrededor de 50 metros de diámetro.
Una vez inflados(con un diámetro de 200-250m y medio metro de grosor de pared) podríamos coger un par y atarlos con un cable, y el sistema a modo de unas mancuernas giraría dando gravedad en los hemisferios mas alejados al eje de giro. En el centro del cable, se podría colocar una plataforma de aterrizaje, esto es así porque seria el único sitio que permanecería fijo respecto a una nave que quisiese aterrizar. Por el cable se desplazaría un elevador para el transporte hábitat-hábitat y plataforma-hábitat.


imagen: dos asteroides inflados unidos mediante un cable

La característica que suelen compartir casi todos los habitats espaciales, por lo menos a esta escala, es que muchas variables son totalmente controlables, como pueden ser la temperatura, duración del ciclo día-noche, luminosidad, lluvia...e incluso la gravedad. O’Neill veía deseable poder proporcionar una gravedad normal permanente en estos habitats, , en cambio Cole lo veía como una variable mas que estos colonos podrían cambiar y así imagino que mucho optarían por gravedades diferentes, e incluso cambiarlas de un periodo de tiempo a otro, esto se refleja en este relato con el que termino la entrada.

'Imagine por un momento que vive en este mundo hueco, en una casita de campo, y que la velocidad de rotación se ha graduado a una décima parte de la gravedad terrestre normal. Usted decide ir a dar un corto paseo volando para respirar el aire del campo. Se pone un traje de vuelo con alas parecidas a ra­quetas unidas a las mangas que se prolongan más de medio metro desde sus manos, y una vela de un tejido muy ligero que se extiende entre sus brazos y sus piernas. Se da un suave impulso, planea por la casa y sale volando por la puerta principal, plegando las alas momentáneamente en el momento de salir. Una vez fuera, aterriza en su césped y se prepara para ,el salto de despegue. Como se mantiene en forma y sus piernas son fuertes, da un salto hacia arriba con las alas plegadas hasta una altura de nueve metros. (En la Tierra podría elevar el centro de gravedad de su cuerpo noventa centímetros de un salto, lo cual no está mal.) A nueve metros de altura por encima del tejado de su casa, se detiene y mantiene la altitud aleteando. Esto no resulta difícil porque, aunque su masa sea de setenta kilos, usted no pesará más de siete kilos, como un pavo. Por eso sólo necesitará sostener tres kilos y medio con cada mano, lo cual no es demasiado para nadie, aun sin estar en buena forma. Mira a su alrededor, las onduladas colinas, los verdes bosques y los prados despejados de su tierra natal y se lanza planeando valle abajo. La caída le hace ganar velocidad, que vuelve a perder cuando remonta el vuelo para ganar altitud, pero esta vez agita las alas vigoro­samente para ascender unos veinte metros antes de iniciar un planeo más largo pero más lento. Al pasar sobre un arroyo al pie del valle divisa una trucha que acaba de sal­tar fuera del agua y se lanza en picado. Intenta atrapar el pez, que se ha elevado más de tres metros por encima de la superficie del agua, pero no calcula bien la corrección de la aceleración de Coriolis y no consigue atraparlo por varios centímetros. Pero ahora se dirige hacia el arroyo a gran velocidad y con una inercia considerable. Sus pequeñas alas no le permiten girar bruscamente y acaba zambulléndose en el agua irremediablemente, 1evantando salpicaduras de más de diez metros. Aunque este ominoso principio de su excursión lo deja empapado, no enfría su ánimo y vuelve a saltar para emprender el vuelo con renovado vigor. Se dispone a batir su propio récord de altitud. Ascender volando en línea recta no es más difícil para un piloto experimentado que caminar a paso vivo por el suelo, y al cabo de media hora de darse impulsos rítmicamente llega a una altura de unos cuatro kilómetros. A mitad de camino del Sol central de su mundo, comprueba que volar es mucho más fácil porque su peso se ha reducido a 3,5 kilos, pero también hace un calor bastante incomodo. Recordando la experiencia de Ícaro, que voló demasiado cerca del Sol y se le fundieron las alas, usted decide olvidar su conquista de las alturas y la cambia por la contemplación ociosa del bello paisaje en su viaje de vuelta planeando hasta el suelo.
Desde esta altura tiene una visión mucho mejor de su mundo cilíndrico que desde el suelo. El aire es límpido y se distingue perfectamente el casquete polar, a unos ocho kilómetros al norte, y el mar ecuatorial a casi la misma distancia hacia el sur. De hecho, puede verse todo el mar ecuatorial que rodea su mundo e incluso distinguir las embarcaciones del extremo opuesto navegando cabeza abajo por su «cielo». El horizonte curvo que se cierra en un círculo no es perturbador para un nativo del mundo invertido, e incluso los visitantes de la Tierra pierden rápidamente la aprensión. Pronto comprenden que los barcos, automóviles, personas, casas, etc., que ven claramente con sus binóculos por encima de su cabeza, al otro lado del mundo, no van a caerles encima. Pro­gresivamente se adaptan al horizonte curvo invertido y empiezan a disfrutar de la visión mucho más amplia que permite esta geografía. Cualquier colina del mundo hueco ofrece al espectador un panorama mucho más amplio de bos­ques, prados, pueblos, lagos, etc., que la vista desde una montaña de la Tierra, por alta que sea.
Lentamente vuelve a su casa con la ropa bien seca por haberse acercado al
Sol y una gran sensación de paz y satisfacción con su despreocupada y feliz vida en este mundo utópico. El ejercicio le ha despertado el apetito y se plantea indolentemente qué elegirá para la cena de hoy. Naturalmente, después de ce­nar tiene que asistir a la reunión del pueblo donde se decide la espinosa cues­tión de si lloverá una o dos veces a la semana durante los próximos tres meses. '

Mas información en:

El asteroide del fin del mundo ¿sobreviviremos? De Donald W. Cox y James H. Chestek

Islands in Space: The Challenge of the Planetoids. Dandridge M. Cole and Donald W. Cox

Gracias a mezvan esta entrada ha sido meneada.

Potencial de los habitats espaciales, esferas de Dyson y paradoja de Fermi

Después de unos días(demasiado pocos) de descanso vuelvo a la carga con esta entrada en la que tratare un amplio rango de temas, entre otras cosas de terraformación, la paradoja de Fermi, esferas de Dyson, habitats espaciales y el chauvinismo planetario.

Imaginémonos que podemos comunicarnos con un feto humano en el octavo mes de embarazo. Le preguntamos que espera de su futuro.
Quizás nos diría que el útero donde vive se le ha quedado pequeño y que espera poder salir pronto para encontrar otro útero mas grande y acogedor que le permita seguir creciendo.

También imaginémonos un civilización que vive en una isla en medio del pacifico, como pudo ser la que vivió en la Isla de Pascua, están agotando sus recursos y su población ha crecido tanto que la isla se les queda pequeña.
Han oído leyendas de otras islas lejanas, unas llamadas Las Islas Azores, y sueñan con cruzar el mar para dirigirse a ella, y así seguir con su crecimiento y solucionar sus problemas de recursos.
Por lo tanto se ponen a ello y envían unos barcos para ir en busca de esas islas.
Cruzan el mar, llegan hasta el continente asiático, pero lo ignoran, empeñados en que solo una isla como la suya les puede servir , no son capaces de ver que todo el continente asiático puede suplir sus necesidades, y así pasan por Oceanía, África y Europa, ignorándolos igualmente y finalmente llegan a las Azores, islas que habitan, pero que no les duraran mucho tiempo...

¿No resulta poco imaginativo el feto pensando que su futuro va a consistir en un paso de un útero a otro, y a otro, en vez de una vida mucho menos limitada y mas rica como ser independiente al aire libre?¿o la de esos isleños pensando que solo una pequeña isla como en la que nacieron puede suplir sus necesidades, ignorando cuatro continentes enteros en los que se podrían expandir en una tasa millones de veces en la que lo harían si se limitasen a viajar a esa otra isla soñada?

¿Pero acaso no estamos cometiendo el mismo error al pensar que vamos a abandonar este mundo(la Tierra), cruzando billones de km para aterrizar en otra ‘Tierra’ (tardemos miles de años o unos pocos)en otro sistema solar,?¿somos poco imaginativos?

Porque digo esto? La mayoría de la gente, incluidos científicos, tiene esta visión del futuro de nuestra especie en el espacio, el de una civilización que tiene que expandirse colonizando planeta tras planeta, cruzando años luz en el camino.
Cometen el error de pensar que se va dar una situación como la de muchas películas de ciencia ficción , la de un universo en que casi cada estrella tiene planetas habitables con condiciones casi como las de la Tierra.
Y lo probable es que aunque los planetas sean muy abundantes, pocas estrellas tengan planetas que tras un largo proceso de terraformación sean habitables, y menos que incluso así cumplan las condiciones agradables que esperamos de otra ‘Tierra’, como gravedad y duración del día adecuada.
Una gravedad inadecuada trae problemas de salud

A esto se le llama chauvinismo planetario, termino creado por Asimov

Descartan sin razón el potencial que supone utilizar la cantidad increíble de asteroides cometas, planetas enanos y lunas que poseen los sistemas solares, no para habitarlos sino para construir habitats como los que hable en esta entrada, utilizando los materiales que nos dan.
Estos habitats pueden otorgar a los seres humanos un forma de expansión con unas condiciones que igualan a las de la Tierra; clima agradable, buena iluminación, equivalente a la gravedad normal, día de 24 horas....o que incluso las mejoran; ausencia de terremotos, huracanes, inundaciones, plagas, contaminación....

Viendo los recursos que puede dar un sistema solar cualquiera, hagamos una comparativa de tres hipotéticos sistemas solares, uno con mucha masa en forma de grandes planetas y poca en asteroides, como puede ser el nuestro, uno donde la masa no se ha concentrado en planetas y solo hay asteroides, como puede ser Alpha Centauri, y otro caso intermedio.
Para el primer caso consideremos el equivalente de una masa terrestre(MT) en forma de cuerpos menores, para el tercero veamos de ejemplo de la nuestro sistema solar si no se hubiesen formado planetas , Júpiter tiene un núcleo sólido de cerca de 20 masas terrestres, Saturno parecido y Neptuno y Urano un núcleo de 5-7 masas terrestres, y en la nube de Oort se teoriza que pueden existir el equivalente de la masa de Júpiter en cuerpos pequeños de hielo.
Así que:
Primer caso: 1 MT en forma de cuerpos menores =5.85 * 10^24 kg
Segundo caso: 50 MT en forma de cuerpos menores =2.9 * 10^26 kg
Tercer caso: 200 MT en forma de cuerpos menores =1.17*10^27 kg

Tomando un valor aproximado de la masa que podría tener un cilindro de O’Neill (10^13kg)
¿Cuantos de estos cilindros se podrían construir?
Tomando la cifra de 5 millones que podrían vivir en cada uno,¿ cuanta población mantendrían?
¿Cuanta superficie habitable supondrían, comparándola con la que os ofrece nuestro planeta? Tierra = 510*10^6 km2, cilindro = 300 km2

Estos cálculos y los datos utilizados son únicamente aproximativos, intentan reflejar una idea, pero como veréis incluso errores de varios ordenes de magnitud no cambian mucho lo que quiero decir.

Primer caso = 5.85*10^11 habitats = 2.9*10^18 personas, 344117 veces la superficie de la Tierra
Segundo caso = 2.9*10^13 habitats = 1.46*10^20 personas =,17 millones de veces la Tierra
Tercer caso = 1.17*10^14 habitats = 5.85*10^20 personas, 69 millones de veces la Tierra.

Incluso con crecimientos inmensos de población, de alrededor de un Billón de personas al año,(un aumento equivalente a la población de la Tierra cada dos días) se necesitarían 3 millones de años para colonizar totalmente un sistema solar del primer caso, y 580 millones de años para el tercer caso. Estos valores de crecimiento son arbitrarios, podrían ser menores, por lo tanto dando unos intervalos de tiempo mayores.
Esta visión de la utilización de los recursos para la expansión de la humanidad es la de ‘hight frontier’ en oposición al chauvinismo planetario.
Trasladando esto a nuestro sistema solar y a específicamente nuestro caso de posible colonización del sistema solar, Marte aporta un cuarto de superficie terrestre mas, Venus una mas. Marte tiene un gravedad reducida que quizás sea problemática y Venus en caso de terraformarse tendría un ciclo de día-noche junto una excesiva radiación solar e índice ultravioleta algo ‘incomodo’.
Apenas dos superficies terrestres mas con malas condiciones en oposición a mas de 300000 superficies terrestres con buenas condiciones.

Y esto seguirá ocurriendo aun mas exageradamente fuera de nuestro sistema solar cuando vayamos a otros.

De hecho Frank Drake el famoso creador de la ecuación del numero de civilizaciones extraterrestres, calculo y hizo una comparativa de las energías que necesitaría una civilización expansiva en caso de decidir seguir su expansión dentro de su sistema solar a la forma del 'hight frontier' con habitats espaciales o seguir su expansión viajando a otras estrellas en busca de otros planetas.
Comparando la energía necesaria para mover un kilo a diez años luz de distancia a un 10% de c, (asumimos con optimismo que hay sistemas solares con planetas habitables cada diez años luz)con la energía para mover un mismo kilo de una distancia Luna-Tierra para construir un hábitat espacial, resulta ser:
Energía por kg para la colonización interestelar/ Energía por kg para la colonización del sistema solar = 7*10^6
Es decir varios millones de veces mas costoso.
Y si tenemos en cuenta el consumo de energía para frenar de 0.1% de c a velocidades normales en el sistema de llegada, el aumento de carga para la protección de la radiación, el factor pasa a 100 millones de veces mas costoso.

No hace falta decir que esta es una posible respuesta a la paradoja de Fermi, las civilizaciones alienígenas colonizarían otros sistemas solares muy lentamente, siendo capaces de sacar partido a su sistema solar durante millones de años.

'La paradoja de Fermi es la contradicción entre las estimaciones que afirman que hay una alta probabilidad de existencia de civilizaciones inteligentes en el universo, y la ausencia de evidencia de dichas civilizaciones.'

¿Quiere decir esto que las civilizaciones alienígenas o nosotros en un futuro no iremos a otros sistemas solares?
No, yo creo por supuesto que lo harán en el caso de existir o lo haremos en su momento, pero se ve por lo comentado como una civilización que necesita planetas se ve mas obligada a salir en busca de otros planetas puesto que en su sistema solar no dan mucha capacidad de expansión, por el contrario en el otro caso no hay una urgencia de ampliar territorio, hay de sobra en el original, puede permanecer millones de años en un sistema solar antes de salir a otro, y en caso de salir puede moverse a otras estrellas con suma paciencia a velocidades realmente lentas.

Si necesitasen viajar a otros sistemas solares, en tres millones de años(primer caso) incluso viajando a 10 km/s llegarían a cualquier estrella dentro de una esfera de 100 años luz de radio, y en 600 millones de años(tercer caso) a cualquier estrella dentro de una esfera de radio 20000 años luz(media galaxia).

¿Quiere decir que los planetas no nos servirán de nada?

No, si nos servirán , pero no son necesarios para nuestra expansión, su utilidad en mi opinión es que una vez terraformados son buenos para la expansión de la vida terrestre, es decir una civilización no planetaria puede hacer una acto de jardinería galáctica, expandiendo la vida por toda la galaxia, los planetas terraformados se convertirían en edenes naturales, sin la molestia de los seres humanos. Y si se encuentra vida nativa se puede tener una oportunidad increíble de estudiarla sin amenazarla compitiendo por el planeta.
Y además la vida se expandiría en los trillones de habitas espaciales construidos por el ser humano. Una especie de pinzon pobló cada una de las alrededor de 15 islas grandes en las Galápagos evolucionando a mas de una decena de especies diferentes, cada unos de estos habitas podría durar millones de años, y porque no indefinidamente si es mantenida por sus ocupantes, en cada uno de ellos las especies podrían evolucionar como si en islas estuviesen,¿ un trillón de especies de pinzones? seria un numero de especies mayor que juntando todas las formas de vida de este planeta, y así con todas las especies introducidas.

En cambio una civilización planetaria se ve en el compromiso de decidirse entre su expansión o la vida nativa en el caso de encontrarla, lo cual en un caso la convierte en un genocida de monstruosas dimensiones o en el otro caso dificulta su expansión mas aun. Y sino encuentra vida, la vida terrestre allí introducida se volverá a ver comprometida por la gran población humana en ese nuevo planeta, cosa que ya ocurre en el nuestro.

No solo se podría aprovechar un sistema solar mas eficientemente sino que una civilización no planetaria puede habitar cualquiera, aquellos que no tienes planetas, supergigantes, estrellas variables, sistemas con agujeros negros o estrellas de neutrones serian sistemas vedados a civilizaciones planetarias.

Pero sigamos adelante, puede que halláis terminado en la conclusión de que en un sistema solar con un numero tan elevado de habitats, de 10^11 a 10^14 , la luz de la estrella se vería interceptada en gran medida.
A esa conclusión llego Freeman Dyson, y así nació el concepto de la Esfera de Dyson, famosísima megaestructura sólida que rodearía su estrella principal para retener su energía.
El concepto de Esfera de Dyson ha sido centro de innumerables debates sobre la imposibilidad de ser construida por su inestabilidad y la ausencia de un material con la suficiente resistencia.
Pero Dyson en ningún momento hablo de una esfera rígida, el hablaba de billones de habitas espaciales, paneles solares y demás estructuras que podría construir una civilización alrededor de su estrella para aprovechar su energía o para otros usos, exactamente seria correcto decir enjambre de Dyson, pero sin explicación alguna el malentendido de que era una esfera continua se propago rápidamente, incluso gracias a científicos con el suficiente conocimiento para saber que Dyson nunca se refirió a eso.
Y ese confusión persiste aun hoy.
Se han realizado búsquedas para encontrar la huella infrarroja que dejarían estos ‘enjambres de Dyson’ , pues por pura física la luz que es detenida por estos billones de ‘cuerpos’ seria devuelta en forma de infrarrojos.
La búsqueda por ahora no ha dado resultado.

También hay ‘problemillas’ que dificultan mas las cosas a una civilización planetaria comprándola con una no planetaria.
Como es que tener que subir el pozo gravitatorio del planeta cada vez que se tiene que mover de un planeta a otro. Esto es un problema, luchar contra la gravedad encarece todo el asunto, y de hecho es el razón principal por la que la exploración actual del espacio es tan cara.
Imaginémonos que queremos convertirnos en navegantes, y que hacemos nuestros barcos en astilleros mil km tierra adentro, la navegación seria absurdamente cara y difícil.
Vivir en el espacio te evita subir y baja este pozo en los desplazamientos, el paso de un habitat espacial a otros es sumamente fácil, y si realizas todas las operaciones allí , la colonización espacial se hace muchísimo mas barata.

Vivir en el espacio entre otras cosas te permite un acceso fácil a una fuente ilimitada de energía, la luz del sol, en un planeta esto es mas complicado.

Para mas información ‘ciudades del espacio’ de Gerald K O’Neill, el fue el principal creador de los habitas espaciales, y quien planteo la pregunta“Is a planetary surface the right place for an expanding technological civilization?, o ¿Es una superficie planetaria el sitio correcto para una civilización tecnológica que se expande? y 'A comparative analysis of space colonization enterprises' de Frank Drake
¿Vosotros que pensáis?

¿¿¿Sois chauvinistas plantarios???
Si quereis teneis una encuesta a pie de pagina.


Gracias a mezvan por menear la entrada

Viviendo en el espacio: Esferas de Bernal y cilindros de O'Neill

Por las tres entradas anteriores sobre las cartas desde el espacio, supongo que ya estaréis familiarizados con los habitats espaciales creados por Gerald K O’Neill.
Este planteo varios modelos de habitats espaciales en los que la humanidad podría ver satisfechas sus necesidades de expansión, entre muchas otras. Por ahora solo voy a describirlos, mas adelante ya me centrare mas en sus implicaciones para la humanidad..
Quizás imaginéis estos asentamientos espaciales como frías estructuras metálicas sin vida, llenos de pasillos claustrofóbicos, como se ve en las películas de ciencia ficción, veréis que no es así.

O’Neill desarrollo tres modelos de habitats espaciales: isla 1, isla 2 e isla 3.

-el modelo de isla 1 es una versión mas pequeña del diseño de hábitat espacial creado por John Desmond Bernal en 1929, la esfera de Bernal, que era un hábitat de 1,6 km de diámetro con una capacidad de 20.000 a 30.000 personas. Esta versión poseería una capacidad de al menos 10.000 personas con un diámetro de 500m

-isla 2 es una versión mas grande de isla 1, con cabida para 140.000 personas y un diámetro de 1800 m(en el resto de la entrada cuando hable de isla 1 incluiré a isla 2)


Imagen:(pinchar)Vista esquemática de isla 1 con objetos a escala

-isla 3 es un modelo totalmente diferente, pasamos de la estructura esférica de isla 1 e isla 2 a un diseño cilíndrico, con una superficie habitable mas aprovechable, también es conocido como cilindro de O’Neill. Con 3 Km. de radio y treinta de longitud, poseería una área habitable de alrededor de 300 km2 (aunque los limites de los materiales conocidos permitirían tamaños mayores, hasta 10 km de radio y 100 km de longitud o mas). La relación radio longitud de 1/10 no es casual puesto que a mayores longitudes el efecto de giro se transformaría en un movimiento de bamboleo del cilindro

O’neill no dejo claro que población podría mantener, dio cifras de hasta 10 millones, pero como por una cuestión que se comentara mas adelante al estar estos cilindros colocados en parejas, desconozco si se refería a 10 millones en cada uno o entre los dos. La capacidad de mantener una población dependerá de la capacidad de producir alimentos, entre otras cosas, pero como cifra conservadora tomare 5 millones en cada uno.
Por supuesto no es obligatorio alcanzar estas densidades de población.

Todos estos habitats apuntan su eje de rotación hacia el sol, y rotan para proporcionar un equivalente de la gravedad en su superficie interna.

En isla 1 las ventanas están en ambos polos, un sistema de espejos refleja la luz hasta el interior a través de esas ventanas, y hasta los toroides dedicados a la agricultura de los que se hablara mas adelante.
El cilindro esta dividido en tres áreas habitables,( los valles) y tres grandes ventanales, colocadas alternativamente. Los extremos de los cilindros terminan en los dos polos en dos medias esferas, que actúan de zona montañosa con una altura de 3000 metros.
Justo encima de cada área de las ventanas hay un espejo plano inclinado a 45 grados que refleja la luz hasta el valle de debajo. El espejo reflejaría el sol dando la apariencia de cielo con un sol a una altura correspondiente alas 11 de la mañana en la Tierra, los espejos podrían ir girando para simular el movimiento del sol, incluido el amanecer y el atardecer.
el área de las ventanas no consiste en una única ventana, sino en un gran numero de pequeñas ventanas, encajadas en un fino marco metálico, desde cerca se notaria la separación entre ambas, pero desde la superficie este efecto desaparecería, de forma que los habitantes percibirían el área de las ventanas como una única ventana continua que no obstaculiza en nada a la luz.


Trayectoria de la luz en isla 1.


Trayectoria de la luz en isla 3 y en uno de sus módulos de agricultura

Podría parecer que algo así volvería extremadamente frágil un hábitat espacial, pero este es un pensamiento erróneo, un impacto de un micrometeorito del tamaño de una pelota de tenis se daría cada tres años en isla 3, creando únicamente un agujero en solo uno de los muchos paneles de los que consta el área de las ventanas.
Un agujero así seria fácilmente detectable pues se crearía una nube de condensación en el agujero por donde el aire se escapa al vació. se necesitarían años para que el hábitat se quedase sin aire a causa de un escape de aire de esta magnitud(en isla 3), y la reparación se podría dar en unas pocas horas de forma que incluso la mayor parte de la población no se daría ni cuenta, también se podrían instalar sensores para detectar posibles roturas.
En isla 1 un impacto que rompiese completamente un panel se daría cada miles de años.
Un impacto por un meteorito de una tonelada se daría con un intervalo de alrededor de un millón de años, un suceso así seria algo mas catastrófico, pero aun así no supondría la destrucción del hábitat, si esta bien construido.
Esta tasa de impactos es para una área cerca de la Tierra, estos habitats espaciales estarían es una posición mas alejada, por lo cual la tasa de impactos seria menor, la explicación de este fenómeno es que la Tierra a causa de su gravedad atrae mas meteoritos, por lo cual una misma unidad de área sufre mas impactos cerca de la tierra que lejos.
En isla 1,sus habitantes vivirían a lo largo del ecuador de esta esfera, donde la gravedad es la normal, según nos alejamos del ecuador la gravedad iría descendiendo. Bordeando el ecuador podría haber un rio.
Las personas de edad mas avanzada o con problemas de movilidad podrían trasladarse a estas zonas de menor gravedad, donde podrían llevar una condiciones de vida mejores para su estado, sin muletas o cualquier otro artilugio para facilitar la movilidad.
En isla 3 los habitantes podrían vivir en cualquiera de los tres valles, donde la gravedad seria de un g. Estos habitantes podrían tomar un sin fin de posibilidades a la hora de poblar esos valles, podrían decidir poblar los tres de forma muy repartida, o solo uno dejando los otros dos totalmente libres para el crecimiento de la naturaleza, una buena localización seria cerca de la zona montañosa al principio de los valles. Igual que en isla 1 al subir estas montañas la gravedad iría bajando, así pues también se podría trasladar la gente enferma para disfrutar de un peso menor. En uno de los polos donde se podría crear una oscuridad permanente, se formaria un casquete de hielo, que daría lugar a un rio que terminaria enun pequeño lago a medio camino en medio del valle.


Imagen:(pinchar)Se observa el interior de isla 3, los tres valles, la zona de ventanas, parte de un espejo y el casquete de hielo en el fondo, el rio y el lago.

Quizás penséis que 5 millones para una superficie de 300 km2 es una población atestada, pero tomando el ejemplo de una familia de 5 miembros con una casa de dos pisos para vivir con 50 m2 cada piso y un tejado como terraza de otros 50 m2, mas un jardín de 20 m2(toda una vivienda de lujo en la situación de pisos carísimos que hay en la Tierra) solo ocuparían toda la población 70 km2, lo cual ni siquiera es la superficie de un valle entero, los otros dos valles con 200 km2 estarían totalmente vacíos. Lejos de ser una población atestada seria una situación mas parecida a la rural, mas aun si tenemos en cuenta que ni un cm de esta área se malgastara en campos de labranza ni industrias, cosa totalmente contraria a la Tierra, donde los tres compiten por superficie aprovechable.
En esta situación las zonas no habitadas florecerían con vida salvaje.
y recordemos cuando hablamos de zonas salvajes que la mayoría de lo que en la Tierra consideramos zonas salvajes hace 50-100 años fueron zonas de cultivo o fueron taladas, los valles en los que se deje crecer a la naturaleza podrían transformarse en bosques .

Por supuesto como en cualquier ciudad, habría hospitales, cines, universidades, parques...

La agricultura no se realiza en la superficie habitable sino en los módulos para la agricultura que se encuentran en el exterior. Como se observa en las imágenes en Isla 1 los módulos para la agricultura son unos toroides alojados en los extremos de la colonia, ya comente que la luz se reflejaba por espejos hasta estos módulos de agricultura.
En Isla 3 son unos cilindros mas pequeños(2.5 km2 de superficie cada uno) en una formación de varias decenas, que giran formando un anillo a una velocidad diferente del hábitat principal.
La cantidad de superficie de los módulos de agricultura es cercana a la del área habitable del hábitat, para poder suministrar alimentos a toda la población.

Imagen (pinchar)
Vista interior de isla 3, se observa como en este caso se ha decidido poblar la falda de las montañas, el resto permanece salvaje.

El control de lo que entra en estos módulos es absoluto, por lo que no es necesario el uso de ningún plaguicida, ya que los cultivos se verán libres de cualquier tipo de plaga.
y si de todas formas una plaga se extiende en alguno de los módulos solo hay que permitir al máximo la entrada de luz para esterilizar todo el modulo mediante el calor, para después rehabilitarlo para su uso, este tratamiento también lo sufre cualquier suministro de material que vaya del hábitat a los módulos de agricultura.
Como he mencionado el paso de la luz es un factor controlado, por lo que se pueden simular las estaciones, en un modulo puede ser enero, o febrero o marzo... de forma que los habitantes del espacio tendrán fruta de cualquier temporada todos los días del año.
La agricultura estaría muy mecanizada y automatizada, que junto al control de la iluminación y temperatura, composición atmosférica y ausencia de plagas, conseguirán grandes rendimientos.
Algunos de estos módulos también pueden servir para la cría de animales, marisco, pescado, cerdos, pavos, conejos... los colonos podrían tener una dieta muy rica y variada, lejos de la insípida comida espacial idealizada por la imaginación popular.

La industria también se realizaría fuera del hábitat, la industria pesada se vería favorecida por la ausencia de gravedad, y hay procesos que verían aumentado su rendimiento por el vació del espacio, además hay procesos que en la Tierra serian prohibitivamente caros por la cantidad de energía que necesitarían, en el espacio con energía ilimitada del sol en todo momento se eliminaría esta limitación, se podrían realizar esos procesos. Si es necesario simular la gravedad para realizar ciertos procesos industriales se consigue de forma fácil haciendo girar las estructuras que sen necesarias.

Como la duración del día es algo totalmente controlable, varios habitats podrían estar sincronizados a intervalos de ocho horas de forma que cuando en uno son las 8 en otro pueden ser las 4 y en otro las 12, así de esta forma, ningún trabajador se vería obligado a trabajar de noche, para cumplir con la necesidad de producción interrumpida de la industria.

Toda la industria estaría apilada en frente del hábitat.


Imagen:(pinchar)Vista exterior de un par de isla 3, con los módulos de agricultura, y el centro industrial delante

El hecho de que la industria y la agricultura estén fuera del hábitat otorga un medioambiente libre de cualquier contaminación a sus pobladores, que respirarían un aire tan limpio como el que no se respira en la Tierra desde antes de la industrialización.

Debido a las dimensiones del hábitat, se podría construir un sistema de maglev para transportar a la población en el hábitat, gracias a este rápido medio de transporte cualquier habitante podría estar en cualquier punto del hábitat en pocos minutos. Esta especie de tren magnético podría ir por la superficie o por debajo, por eL interior del suelo del hábitat para minimizar el efecto estético sobre el entorno.

También hay un colector de energía solar que proporcionaría electricidad a todo el hábitat, la electricidad se suministraría mediante cables subterráneos a toda la población.
En el espacio el sol esta 24 horas al dia, proporcionando alrededor de 1300 w/m2, compárense con la cantidad de energía que lega por ejemplo al desierto del Sahara un día totalmente despejado,275 w/m2, con lo cual se consigue diez veces mas energía.
No solo los habitantes tendrían una cantidad increíble de energía eléctrica sino en muchas de sus actividades ni la necesitarían como de intermediaria. Se podrían introducir canalizaciones que conectasen el exterior del casco, atravesándolo hasta el interior de los hogares , como por ejemplo hasta la parrilla de la cocina.
Un gran porcentaje de el consumo de los hogares se dedica a esas actividades: cocinar , calentar el agua...y todo esto se podría hacer sin electricidad, la cual es muy abundante ya de por si.

Los habitats tienen que estar orientados permanentemente en la misma posición respecto al sol, para que la luz sea reflejada correctamente hasta el interior de los habitas y los módulos de agricultura, al sufrir un fenómeno de precesión(los habitats espaciales son como giroscopios gigantes) cambiarían su dirección. Es necesario encontrar una forma de evitar este efecto.
La solución es colocar los cilindros de O’Neill en pares con sentido de rotación contrarios, de forma que el efecto de presesión de cada cilindro se viese anulado por el de su pareja, así ambos cilindros apuntarían siempre al mismo punto, su fuente de energía, el Sol.
El par de cilindros se encontrarían a una distancia de varios km
En isla 1 se podría hacer mediante una segunda coraza separada de la estructura de la esfera, y envolviéndola a esta, que al girar en sentido contrario anularía el efecto de precesión, con el añadido de aumentar mas aun la protección contra la radiación cósmica.
Las paredes del hábitat, el terreno que hay por encima, y el volumen de la atmósfera impiden el paso de la radiación de forma que esta no supone un peligro para sus habitantes.
Además en el exterior sobre el casco se añadiría una capa de escorias industriales para disminuir mas la radiación.
La elección de reflejar la luz en vez de posicionar los habitas de forma que entre la luz directamente también tiene motivos de reducción de la radiación, una iluminación directa expone a los habitantes a la malo y bueno de la radiación, mediante espejos se refleja la parte buena y la parte mal no entra.

Cualquier persona de uno de los habitat podría viajar al otro hábitat del par en pocos minutos, a causa de la rotación de estos cilindros una persona que un pequeño modulo de transporte estuviese en la superficie exterior alcanzaría una velocidad(la de la velocidad tangencial del hábitat, 600 km/h para el modelo de isla 3 comentado) que le llevaría al otro cilindro en pocos minutos, el viaje seria gratis.
En un hábitat del par se podría elegir por dar un ejemplo un clima hawaiano y el otro algo mas frío de forma que tuviese estaciones, una persona en concreto podría estar en un mismo día disfrutando un día se sol en una playa tropical y al de una hora estar esquiando en unas laderas nevadas.


Interior de una esfera de Bernal, este en concreto a elegido un clima tropical, se observa el rio ecuatorial con playas, las ventanas por donde entra la luz reflejada, las casas y en el centro el área de recreo a baja gravedad.

No solo hay una gran capacidad de movimiento entre los habitats del par sino que es de esperar que muchos pares se agrupen en formaciones que permitiría a estos pobladores del espacio de cambiar en pocas horas de clima y de cultura.


Se observan varias agrupaciones de cilindros de O’Neill.


En isla 1 tendrían que ponerse aspersores en alguna zona a cierta altura, de forma que se pudiese crear una lluvia artificial, esto otorga un control sobre el clima a la población(por esto y por el control de la iluminación entre otras cosas), es de esperar que igual que en reuniones de los vecindarios, los habitantes se reúnan para decidir democráticamente estos aspectos climatológicos.
Isla 3 ya es lo suficientemente grande como para que la formación de nubes se de forma natural, a una cota de 400 metros , por lo que quizás podría darse lluvia de forma natural dentro del hábitat, también hay suficiente aire como para que el cielo adquiera el color azul con el que estamos tan familiarizados


Como según vamos acercándonos al centro la gravedad se reduce en el centro, se podrían crear zonas de recreo que saquen partido de esta ventaja, natación y buceo en piscina de baja gravedad, vuelo impulsado con la fuerza de los músculos...nuevos deportes surgirían, y algunos actuales podrían sufrir cambios interesantes.

Imagen(pinchar)
Interior de una esfera de Bernal, se observan piscinas en la zona de recreo a baja gravedad y gente volando a la derecha.

Imagen (pinchar)
Otro centro de recreo a baja gravedad.

A distancias mas lejanas que en la orbita de la tierra, las condiciones luminosas se pueden mantener agrandando los espejos, y haciéndolos mas curvos.
¿Cual es el limite en el que un hábitat puede instalarse en una zona del sistema solar utilizando la energía solar?
Suponiendo unos espejos con el doble de la masa en ellos que la del hábitat, una hábitat podría mantener exactamente las mismas condiciones que se disfrutarían en un hábitat en orbita terrestre a una distancia de diez veces la distancia de Pluton al Sol.
A esta barrera se le puede considerar la ‘plataforma continental’ del sistema solar.
tener una pequeña versión de una isla tropical o un pueblecito del mediterráneo a 400 UA no esta nada mal ¿no?

Esfera de Bernal mas allá de Plutón, justo en medio de un espejo colector de luz gigantesco.

Mas allá necesitaran alguna forma de energía alternativa, aunque la energía de fusión y la antimateria sean cosas que aun no controlamos, mas aun la segunda, no es de extrañar que cuando, ¿quizás dentro de dos siglos? se aventuren por primera vez versiones de isla 1 en el borde de esta plataforma continental, se tengan amplios conocimientos de ambas fuentes de energía. Alguna o varias colonias podrían decidir aventurarse mas allá, rumbo hacia estrellas cercanas, la duración del viaje no les importara, dado que no habrá mucha diferencia entre estar miles de años dando vueltas en una orbita alrededor del sol, que estar miles de años en una dirección hacia otro sol. en ese viaje no tendrían porque estar incomunicados, de forma que toda la humanidad se informaría de sus descubrimientos y ellos a la vez tendrían noticias nuestras.

Espero que junto a las imágenes quede claro como podrían ser estos pequeños hogares del espacio, mas adelante profundizare mas en este tema.

No quiere decir que las futuras colonias espaciales tengan que ser así obligatoriamente, seguramente sus constructores en su momento encontraran y realizaran cambios o construirán modelos totalmente diferentes.