कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण के साथ एक अंतरिक्ष आवास के लिए डिजाइन जिसे समय के साथ बड़ा किया जा सकता है ताकि अधिक लोगों को फिट किया जा सके
अंतरिक्ष में रहने के लिए मानवता दो मुख्य दृष्टिकोण अपना सकती है। एक अधिक सामान्य रूप से चित्रित किया गया है कि हम चंद्रमा और मंगल जैसे अन्य खगोलीय पिंडों का उपनिवेश कर रहे हैं। यह दृष्टिकोण कुछ प्रमुख नुकसानों के साथ आता है, जिसमें व्यवहार करना शामिल है जहरीली मिट्टी , चिपचिपी धूल , तथा गुरुत्वाकर्षण कुओं .
विकल्प यह है कि हम अपने स्वयं के आवास का निर्माण करें। ये सौर मंडल में कहीं भी स्थित हो सकते हैं, किसी भी आकार के हो सकते हैं जो भौतिक विज्ञान अनुमति देता है, और तापमान, जलवायु, गुरुत्वाकर्षण और यहां तक कि दिन की लंबाई जैसी विभिन्न विशेषताएं हैं। दुर्भाग्य से, हम अभी भी एक पूर्ण आकार के आवास की तरह कुछ भी बनाने से बहुत लंबा सफर तय कर चुके हैं। हालाँकि, अब हम a . की रिलीज़ के साथ ऐसा करने के एक कदम और करीब हैं कागज़ टेक्सास ए एंड एम की एक टीम से, जो 8000 लोगों तक के आवास के लिए संकेंद्रित सिलेंडरों के एक विस्तार योग्य स्थान के निर्माण के तरीके का वर्णन करता है।
कोई भी आवास जिसमें बहुत से लोग रहते हैं, उन्हें अंतरिक्ष में रहने के कुछ बड़े नुकसान का सामना करना पड़ेगा। कागज के लेखकों ने स्पष्ट रूप से 5 की सूची दी है कि उनके अंतरिक्ष आवास डिजाइन को संबोधित करने की कोशिश कर रहा था:
- गुरुत्वाकर्षण
- विकिरण सुरक्षा
- स्थायी कृषि
- पर्यावास विकास क्षमता
- वाणिज्यिक मूल्य
गुरुत्वाकर्षण की कमी के लंबे समय तक संपर्क मानव शरीर पर कहर ढाता है, जिससे सब कुछ होता है लज़र में खराबी प्रति अस्थि घनत्व हानि . इनमें से अधिकांश समस्याओं को एक ही सुरुचिपूर्ण समाधान द्वारा हल किया जाता है: कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण।
समान जुड़वां अंतरिक्ष यात्री, स्कॉट और मार्क केली, नासा के जुड़वां अध्ययन के विषय हैं। स्कॉट (दाएं) ने एक वर्ष अंतरिक्ष में बिताया जबकि मार्क (बाएं) एक नियंत्रण विषय के रूप में पृथ्वी पर रहे। स्कॉट को एक विस्तारित अवधि के लिए शून्य ग्राम में रहने के कुछ दुर्बल प्रभावों का सामना करना पड़ा। क्रेडिट: नासा
हमारे पास कैप्टेन पिकार्ड को उद्यम के पुल पर खड़े होने की अनुमति देने के लिए (अभी तक) तकनीक नहीं है जैसे वह एक कार्यालय भवन में खड़ा था। हालांकि, हमारे पास कुछ ऐसा है जो कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण का अनुमान लगाता है: घूर्णन के कारण केन्द्रापसारक बल। यह काफी आम है समाधान अंतरिक्ष यात्रियों को गुरुत्वाकर्षण के बराबर कुछ प्रदान करने के लिए। उस समाधान का परीक्षण नहीं किया गया है, लेकिन अधिकांश विशेषज्ञ इस बात से सहमत हैं कि इसे गुरुत्वाकर्षण की कमी से जुड़ी अधिकांश स्वास्थ्य समस्याओं को कम करना चाहिए।
कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण प्रणाली बनाते समय दो प्रमुख डिजाइन विचार होते हैं जो उन स्वास्थ्य समस्याओं को समाप्त कर देंगे। सबसे पहले कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण को प्रेरित करने वाले आवास के आकार से संबंधित है। यदि घूर्णन की त्रिज्या बहुत छोटी है, तो व्यक्ति के सिर और उनके पैरों के बीच कथित गुरुत्वाकर्षण में महत्वपूर्ण अंतर हो सकता है। यह मोशन सिकनेस का कारण बनने के लिए जाना जाता है, और किसी भी आवास को अपने रहने वालों में उस प्रभाव को अनुपयोगी बना देगा।
अंतरिक्ष आवास किसी दिन महाद्वीपों के आकार तक बढ़ सकते हैं, और संभावित रूप से नए पेपर में वर्णित उसी प्रकार के विस्तार योग्य डिज़ाइन का उपयोग कर सकते हैं।
श्रेय: इसहाक आर्थर
दूसरा विचार घूर्णी गति पर केंद्रित है। लेखक एक पेपर की ओर इशारा करते हैं जो बताता है कि 4 आरपीएम से अधिक की कोई भी घूर्णी गति भी मोशन सिकनेस को प्रेरित करेगी। घूर्णन गति की ऊपरी सीमा और घूर्णन की त्रिज्या की निचली सीमा का उपयोग करने से 56 मीटर की त्रिज्या प्राप्त होती है, जो लगभग उतनी ही लंबी होती है जितनी पीसा की मीनार . कार्निवाल राइड की प्रेरित गति बीमारी के बिना, और शून्य-जी में लगातार तैरने के नकारात्मक स्वास्थ्य प्रभावों के बिना एक मानव संभवतः ऐसे आवास पर रह सकता है।
ज़ीरो जी एकमात्र खतरा नहीं है जिसे लेखकों को चारों ओर डिजाइन करना है। दीर्घकालिक विकिरण संसर्ग मनुष्यों के लिए असाधारण रूप से खराब है, जिसमें कैंसर और सेलुलर क्षति के जोखिम में काफी वृद्धि हुई है, अंतरिक्ष में किसी भी विस्तारित रहने की एक बहुत ही वास्तविक संभावना है।
कागज में प्रस्तावित विकिरण ढाल का चित्रण। इसमें रेजोलिथ और पानी का संयोजन होता है।
क्रेडिट: मुहाओ चेन एट अल।
इस खतरे का लेखक का समाधान एक सरल है - पूरे आवास को 5 मीटर से घेर लें रेजोलिथ और पानी। उनके मॉडल में, पानी को रेजोलिथ के बीच सैंडविच किया जाता है। सुरक्षात्मक परत उस जगह स्थित होगी जिसे वे 'ढाल' कहते हैं। यह बेलनाकार आवास के बाहर स्थित होगा और आवास को बिजली देने के लिए सौर पैनलों से ढका होगा। ढाल की संरचना मुख्य रूप से सामग्री तक आसान पहुंच के आधार पर चुनी गई थी - रेजोलिथ और पानी अपेक्षाकृत कम गुरुत्वाकर्षण वाले कुओं (यानी क्षुद्रग्रह और चंद्रमा) वाले स्थानों से प्रचुर मात्रा में उपलब्ध हैं। कॉस्मिक किरणों और सौर विकिरण दोनों को रोकने के लिए संयोजन भी अच्छी तरह से जाना जाता है।
किसी भी संभावित विकिरण को रोकने के अलावा, ढाल आवास की संरचना पर मौजूद कुछ थर्मल ग्रेडिएंट को नष्ट करने के प्रयास में बहुत धीमी गति से घूर्णन करके जीवन समर्थन प्रणाली की सहायता करती है। लेखक की गणना ढाल के .2 आरपीएम रोटेशन और आवास के किनारे से जुड़े एक व्यापक 'रेडिएटर' के साथ की जाती है, वे निवास स्थान में लगभग 300K (27C / 80F) आंतरिक तापमान प्राप्त कर सकते हैं।
'अंतरिक्ष गांव एक' आवास की पूरी संरचना का टूटा हुआ दृश्य। मुख्य संरचना के बीच में तनाव के तार और रेडिएटर पर ध्यान दें।
क्रेडिट: मुहाओ चेन एट अल।
वह आंतरिक तापमान आवास के प्रस्तावित गैर-मानव निवासियों - पौधों द्वारा अच्छी तरह से प्राप्त किया जाएगा। आवास के खेतों को एक शंक्वाकार आकार में सिलेंडर के दोनों छोर पर रखा जाएगा, और एक पारदर्शी कांच की छत के ऊपर रखा जाएगा। उन्हें विशाल दर्पणों द्वारा भी सेवित किया जाएगा जो थोड़े तिरछे होते हैं, जो कृषि सतह पर समान रूप से सूर्य के प्रकाश को दर्शाते हैं।
लेखकों ने गणना की कि स्टेशन के प्रत्येक निवासी को लगभग 300 वर्ग मीटर की आवश्यकता होगी2कृषि भूमि का समर्थन करने के लिए। 224 मीटर के दायरे में बढ़ते हुए एक विस्तारित आवास के साथ (20 मीटर अंतरतम सिलेंडर के साथ 52 अलग 4 मीटर ऊंची मंजिलें) 8000 लोगों के रहने के लिए पर्याप्त कृषि और रहने की जगह होगी।
लेकिन आवास उन सभी लोगों का समर्थन करने में सक्षम नहीं होगा। 20 मीटर के दायरे का सबसे निचला सिलेंडर एक 'बीज' मॉड्यूल के रूप में काम कर सकता है, जिससे अन्य बेलनाकार परतें बनती हैं। और वह निर्माण प्रक्रिया मैकेनिकल इंजीनियरिंग की एक आजमाई हुई और सच्ची तकनीक का उपयोग करेगी - तनाव।
नासा रोबोट को तनाव के सिद्धांतों का उपयोग करके बनाया गया है।
श्रेय: NASA / एड्रियन एगोगिनो और व्यास सनस्पिरल
तन्यता द्वारा गढ़ा गया एक पोर्टमैंट्यू है बकमिन्स्टर फुलर इंटरवॉवन बार और स्ट्रिंग्स की एक प्रणाली का वर्णन करने के लिए जहां सलाखों को संकुचित किया जाता है और स्ट्रिंग्स को तनाव दिया जाता है। यह डिजाइनरों को कुछ सचमुच अविश्वसनीय संरचनाओं का निर्माण करने की अनुमति देता है, न कि फर्नीचर के शानदार टुकड़ों का उल्लेख करने के लिए जो कुछ Youtubers निर्माण .
एक अंतरिक्ष आवास के संदर्भ में, यह डिजाइनरों को एक 6 कदम विस्तार योजना विकसित करने की अनुमति देता है जिसे जीवन समर्थन प्रणालियों को बंद करने की आवश्यकता के बिना अनिश्चित काल तक दोहराया जा सकता है क्योंकि आवास का विस्तार किया जाता है। प्रत्येक विस्तार एक अतिरिक्त सिलेंडर को परिसर में जोड़ने की अनुमति देता है, और पहले से स्थापित सिलेंडर में रहने वाले लोगों के जीवन को बाधित किए बिना अतिरिक्त रहने की जगह की महत्वपूर्ण मात्रा जोड़ता है। इस तरह की विस्तारशीलता किसी भी संरचना को इस प्रणाली का उपयोग करने वाले आवास की तुलना में अधिक आर्थिक रूप से दिलचस्प बनाती है जिसे एक ही आकार बनाए रखना चाहिए। वह आर्थिक कारक किसी भी भविष्य की डिजाइन योजनाओं का एक अत्यंत महत्वपूर्ण हिस्सा है, क्योंकि यह अंतरिक्ष के बुनियादी ढांचे के विस्तार के पीछे मुख्य प्रेरक कारक होगा।
आर्थिक मूल्य प्राप्त करने का एक अन्य तरीका बेलनाकार आवास की इस शैली की दिलचस्प विशेषताओं में से एक का लाभ उठाना होगा। सिलेंडर का केंद्र 'शून्य-गुरुत्वाकर्षण कार्यशाला' के रूप में कार्य कर सकता है जो रहने वालों को ऐसे काम करने की अनुमति देगा जो गुरुत्वाकर्षण कुएं में मुश्किल या असंभव हो सकता है, जैसे कच्चे माल को संसाधित करना या नए प्रकार के फार्मास्यूटिकल्स विकसित करना।
लेबल की गई विभिन्न महत्वपूर्ण विशेषताओं के साथ अंतरिक्ष स्टेशन का 3डी प्रिंटेड मॉडल।
क्रेडिट: मुहाओ चेन एट अल।
आवास के लिए एक अलग आर्थिक चालक में केंद्रीय सिलेंडर भी एक प्रमुख भूमिका निभा सकता है - पर्यटन . डिजाइनर एक केंद्रीय खुली जगह की योजना बनाते हैं जो लगभग पूरी तरह से पार्कलैंड के लिए समर्पित है। यह आंशिक रूप से निवास के दीर्घकालिक रहने वालों के भावनात्मक और मनोवैज्ञानिक कल्याण के लिए होगा, लेकिन यह एक प्रमुख पर्यटक आकर्षण के रूप में भी काम कर सकता है। यह विशेष रूप से उपयोगी होगा क्योंकि पर्यटन संभवतः प्रारंभिक अंतरिक्ष आवासों की प्रमुख ड्राइविंग आर्थिक ताकतों में से एक के रूप में कार्य करेगा।
वह पर्यटन वास्तव में अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है, और लॉन्च की लागत में गिरावट जारी है, जब तक कि हमारे पास क्षुद्रग्रहों या चंद्रमा के लिए बुनियादी ढांचा नहीं है, यह संभावना नहीं है कि किसी भी बड़े अंतरिक्ष आवास का निर्माण किया जाएगा। इस बीच, हम उन नए विचारों पर काम करना जारी रख सकते हैं जिन पर हम अंततः अमल करने में सक्षम हो सकते हैं। यदि केवल हमें अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण से अच्छी तरह से बचने के लिए इतना खर्च नहीं करना पड़ता।
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