Megaestructura - Megastructure

No confundir con superestructura o rascacielos .
Para otros usos, consulte Megaestructura (desambiguación) .

La Gran Muralla China , con 6.352 km o 3.947 millas de largo, es una megaestructura. Esta fotografía fue tomada cerca de Beijing en febrero de 2005.

Una megaestructura es un objeto artificial muy grande, aunque los límites precisos de su tamaño varían considerablemente. Algunos aplican el término a cualquier edificio especialmente grande o alto. Algunas fuentes definen una megaestructura como una enorme construcción artificial autoportante. Los productos de la ingeniería a megaescala o la astroingeniería son megaestructuras. El límite inferior de la ingeniería megaestructural podría considerarse cualquier estructura que tenga una sola dimensión de 1 megametro (1000 km) de longitud.

La mayoría de los diseños de megaestructura no se pudieron construir con el nivel actual de tecnología industrial. Esto hace que sus diseños sean ejemplos de ingeniería especulativa (o exploratoria) . Aquellos que podrían construirse fácilmente califican como megaproyectos .

Las megaestructuras también son un concepto arquitectónico popularizado en la década de 1960, donde una ciudad podría estar encerrada en un solo edificio, o en un número relativamente pequeño de edificios interconectados. Estos conceptos de arcología son populares en la ciencia ficción . Las megaestructuras a menudo juegan un papel en la trama o el escenario de películas y libros de ciencia ficción, como Rendezvous with Rama de Arthur C. Clarke .

En 1968, Ralph Wilcoxen definió una megaestructura como cualquier marco estructural en el que las habitaciones, casas u otros edificios pequeños se pueden instalar, desinstalar y reemplazar posteriormente; y que es capaz de extensión "ilimitada". Este tipo de marco permite que la estructura se adapte a los deseos individuales de sus residentes, incluso si esos deseos cambian con el tiempo.

Otras fuentes definen una megaestructura como "cualquier desarrollo en el que las densidades residenciales puedan apoyar los servicios e instalaciones esenciales para que el desarrollo se convierta en una comunidad autónoma".

Muchos arquitectos han diseñado tales megaestructuras. Algunos de los arquitectos y grupos de arquitectos más notables incluyen el Movimiento Metabolista , Archigram , Cedric Price , Frei Otto , Constant Nieuwenhuys , Yona Friedman y Buckminster Fuller .

Existente

Hay estructuras que pueden considerarse megaestructuras, como

Las redes de carreteras o ferrocarriles, y las colecciones de edificios (ciudades y suburbios asociados), generalmente no se consideran megaestructuras, a pesar de que con frecuencia califican según el tamaño. Sin embargo, una ecumenópolis podría calificar.

Propuesto

  • Atlantropa , una presa hidroeléctrica que se construirá a lo largo del Estrecho de Gibraltar y que rebajará la superficie del mar Mediterráneo hasta 200 metros.
  • Trans-Global Highway , sistemas de carreteras que unirían los seis continentes habitados de la Tierra. La carretera interconectaría puentes y túneles nuevos y existentes, mejorando no solo el transporte terrestre, sino que también podría ofrecer un conducto para tuberías de servicios públicos.
  • La nube nueve es la propuesta de Buckminster Fuller para una esfera de tensegridad de una milla de radio que sería lo suficientemente grande como para flotar en el cielo si se calentara solo un grado por encima de la temperatura ambiente, creando hábitats para mini ciudades de miles de personas en cada "Nube". Nueve". Fuller también propuso un análogo marino que consiste en un tetraedro flotante en terrazas hueco de concreto reforzado que mide una milla de vértice a vértice que soporta una población de un millón que vive en módulos residenciales desplegados por aire en el exterior con la infraestructura necesaria que proporciona servicios públicos (agua, energía, alcantarillado, etc.) en el interior. Los módulos tendrían puertos de servicios públicos estandarizados para ser completamente habitables a los pocos minutos de su llegada, y posteriormente podrían separarse y trasladarse a otras ciudades similares.

Teórico

Se han propuesto varias estructuras teóricas que pueden considerarse megaestructuras.

Escala estelar

Un diagrama recortado de un caparazón de Dyson idealizado —una variante del concepto original de Dyson— 1 AU de radio.

La mayoría de las propuestas de megaestructura de escala estelar son diseños para hacer uso de la energía de una estrella similar al sol y, al mismo tiempo, proporcionar gravedad u otros atributos que la harían atractiva para una civilización avanzada.

  • El disco de Alderson es una estructura teórica en forma de disco, donde el radio exterior es equivalente a la órbita de Marte o Júpiter y el espesor es de varios miles de millas. Una civilización podría vivir en ambos lados, sujeta por la gravedad del disco y aún recibir la luz del sol de una estrella que se balancea hacia arriba y hacia abajo en el medio del disco.
  • Una esfera de Dyson (también conocida como caparazón de Dyson) se refiere a una estructura o masa de objetos en órbita que rodea completamente a una estrella para aprovechar al máximo su energía solar.
  • Un cerebro Matrioshka es una colección de múltiples esferas concéntricas de Dyson que utilizan la energía de las estrellas para la computación .
  • Un motor Stellar utiliza la diferencia de temperatura entre una estrella y el espacio interestelar para extraer energía o sirve como propulsor de Shkadov .
  • Un propulsor de Shkadov acelera una estrella entera a través del espacio reflejando o absorbiendo selectivamente la luz en un lado de la misma.
  • Topopolis (también conocido como Cosmic Spaghetti) es un tubo grande que gira para proporcionar gravedad artificial.
  • Un Ringworld (o Niven Ring) es un anillo artificial que rodea una estrella, que gira más rápido que la velocidad orbital para crear gravedad artificial en su superficie interna. Una variante no giratoria es un anillo transparente de gas respirable, que crea un entorno de microgravedad continua alrededor de la estrella, como en el anillo de humo del mismo nombre .

Estructuras relacionadas que pueden no clasificarse como megaestructuras estelares individuales, pero ocurren en una escala similar:

  • Un enjambre de Dyson es una esfera de Dyson formada por elementos que orbitan por separado (incluidos grandes hábitats) en lugar de una única capa continua.
  • Una burbuja Dyson es una esfera Dyson en la que los elementos individuales son estatuas , objetos no orbitales sostenidos en alto por la presión de la luz solar .

Escala planetaria

  • Un Bishop Ring , Halo u Orbital es un hábitat espacial similar pero mucho más pequeño que un Niven Ring. En lugar de centrarse en una estrella, está en órbita alrededor de la estrella y su diámetro suele ser del orden de magnitud de un planeta. Al inclinar el anillo en relación con su órbita, la superficie interior experimentaría un ciclo diurno y nocturno casi convencional. Debido a su enorme escala, el hábitat no necesitaría estar completamente encerrado como el toro de Stanford , sino que su atmósfera sería retenida únicamente por la gravedad centrípeta y las paredes laterales, lo que permitiría un cielo abierto.
  • Globus Cassus es un proyecto hipotético propuesto para la transformación del Planeta Tierra en un mundo artificial mucho más grande, hueco, con la ecosfera en su superficie interna. Este modelo sirve como una herramienta para comprender los procesos de funcionamiento real del mundo.
  • Shellworlds o paraterraforming son carcasas infladas que mantienen aire a alta presión alrededor de un mundo sin aire para crear una atmósfera respirable. La presión del aire contenido soporta el peso del caparazón.
  • También se pueden crear mundos de caparazón completamente huecos a escala planetaria o más grande solo con gas contenido, también llamados globos gravitacionales, siempre que la presión hacia afuera del gas contenido equilibre la contracción gravitacional de toda la estructura, lo que no genera una fuerza neta en el cáscara. La escala está limitada solo por la masa de gas encerrada, la carcasa puede estar hecha de cualquier material mundano. La cáscara puede tener una atmósfera adicional en el exterior.
  • También puede referirse a planetas terraformados o artificiales con múltiples capas concéntricas.

Estructuras orbitales

  • Un anillo orbital es un anillo dinámicamente elevado colocado alrededor de la Tierra que gira a una velocidad angular que es más rápida que la velocidad orbital a esa altitud, las plataformas estacionarias pueden ser apoyadas por el exceso de aceleración centrípeta del anillo superorbital (similar en principio a un anillo orbital). Launch loop ), y las ataduras de tierra se pueden sostener desde plataformas estacionarias.
  • La esfera de Bernal es una propuesta de colonia espacial con un diámetro máximo de 16 kilómetros.
  • Las estaciones espaciales de ruedas giratorias , como el toro de Stanford , son estaciones espaciales con forma de rueda que producen gravedad artificial por rotación. Los diseños típicos incluyen radios de transporte a un eje central utilizado para el acoplamiento y / o la investigación de microgravedad.
  • Los conceptos relacionados, cilindros O'Neill y McKendree , son pares de cilindros contrarrotantes que contienen áreas habitables en el interior y crean 1g en sus superficies internas a través de la aceleración centrípeta. La escala de cada concepto provino de estimar el cilindro más grande de 1 g que podría construirse con acero (O'Neill) o fibra de carbono (McKendree).
  • Los asteroides ahuecados (o mundos de burbujas o Terraria ) se hacen girar sobre su eje para simular la gravedad y se llenan de aire, lo que les permite ser habitados en el interior. En algunos conceptos, el asteroide se calienta hasta convertirlo en roca fundida y se infla a su forma final.

Estructuras transorbitales

Un concepto para el ascensor espacial lo tiene atado a una plataforma marítima móvil.
Artículo principal: lanzamiento espacial sin cohetes
  • Un gancho celestial es una atadura muy larga que cuelga de la órbita.
  • Un elevador espacial es una atadura que está fijada al suelo, extendiéndose más allá de la altitud orbital geoestacionaria, de modo que la fuerza centrípeta excede la fuerza gravitacional, dejando la estructura bajo una ligera tensión hacia afuera.
  • Una fuente espacial es una estructura sostenida dinámicamente sostenida por el impulso de masas que se disparan hacia la parte superior a altas velocidades desde el suelo.
  • Un bucle de lanzamiento (o bucle de Lofstrom) es un bucle de hierro de 2000 km de largo con soporte dinámico que se proyecta hacia arriba en un arco a 80 km que es montado por carros de levitación magnética mientras alcanza velocidad orbital.
  • Startram Generación 2 es un maglev pista de lanzamiento se extiende desde el suelo hasta por encima del 96% de la masa de la atmósfera, con el apoyo de levitación magnética.
  • Un rotovator es una correa giratoria en la que la punta inferior se mueve en la dirección opuesta a la velocidad orbital de la correa, lo que reduce la diferencia de velocidad con respecto al suelo y, por lo tanto, reduce la velocidad de encuentro; la punta superior también se mueve a una velocidad mayor que la orbital, lo que permite la transferencia sin propulsor entre órbitas. Alrededor de un mundo sin aire, como la luna, la punta inferior puede tocar el suelo con una velocidad horizontal cero. Al igual que con cualquier correa de intercambio de impulso , la energía orbital se gana o se pierde en la transferencia.

Ficticio

En la ficción han aparecido varias estructuras que pueden considerarse megaestructuras.

Escala estelar

  • El caparazón de Dyson ha aparecido en muchas obras de ficción , incluido el universo de Star Trek .
  • La serie de novelas de Larry Niven que comienza con Ringworld se centró y originó el concepto de un mundo anillo, o anillo de Niven. Un mundo de anillos es un anillo artificial con un radio aproximadamente igual al radio de la órbita de la Tierra (1 UA ). Una estrella está presente en el centro y el anillo gira para crear fuerzas G , con paredes internas para mantenerse en la atmósfera. La estructura es inestable y requirió que el autor incluyera soluciones en las novelas posteriores ambientadas en ella.
  • En el manga Blame! la megaestructura es un vasto y caótico complejo de metal, hormigón, piedra, etc., que cubre la Tierra y asimila la Luna, y eventualmente se expande para abarcar un volumen mayor que la órbita de Júpiter.
  • En White Light de William Barton y Michael Capobianco , una Topopolis se presenta como apoderándose de todo el universo.
  • En los libros Heechee de Frederik Pohl, la raza de seres de energía pura llamada The Foe ha construido el Kugelblitz, un agujero negro hecho de energía y no de materia.
  • En la serie de libros Xeelee de Stephen Baxter , la raza alienígena del mismo nombre construyó el Anillo , una megaestructura hecha de cuerdas cósmicas , que abarca más de 10 millones de años luz.
  • En Freelancer , el caparazón Dyson de Dom'Kavosh que está habitado por una raza de drones creada por los Dom'Kavosh, Nomads. A esto se llega a través de una hiperpuerta, creada por los mismos creadores que la esfera Dyson.
  • La novela de la serie Saga of Cuckoo , Wall Around a Star, menciona una propuesta para construir una esfera súper dison, que encierre completamente el Centro Galáctico .
  • El título de la novela Helix de Eric Brown hace referencia directa a una megaestructura helicoidal a escala estelar. Diferentes tipos de ambientes y hábitats se intercalan a lo largo de la estructura, mientras que su distancia variable de la estrella central afecta el clima.
  • La misión central del jugador en el programa Dyson Sphere del juego de computadora es construir la esfera Dyson . El juego se centra en la construcción de fábricas a escala planetaria como un medio para lograr este fin.
  • Se muestra a los Quarg en el juego Endless Sky construyendo un anillo masivo alrededor de una de sus estrellas, que probablemente tenga alrededor de una unidad astronómica de diámetro. También se puede encontrar una versión completa de esto en otra ubicación.
  • En los juegos de computadora Space Empires IV y Space Empires V , el jugador puede construir mundos esféricos y mundos anillo alrededor de las estrellas.
  • En la expansión Utopia para el videojuego Stellaris , el jugador puede construir tanto mundos anillo como esferas Dyson alrededor de estrellas.
  • La novela Heaven's River de 2020 de Dennis E. Taylor presenta una Topopolis construida alrededor de un sistema alienígena. Los diferentes segmentos de la estructura están construidos con clima y clima artificiales.

Escala planetaria y orbital

  • Varias estructuras del universo ficticio de Halo :
    • Los doce Halos originales , vistos en Halo: Cryptum , tenían 30.000 kilómetros de diámetro; una matriz separada de seis Halos tiene 10,000 kilómetros de diámetro, y uno de los doce originales más tarde se redujo a este tamaño en Halo: Primordium .
    • El Arca es una estructura de 127.530 km de diámetro desde la que se puede activar Halo Array y es capaz de construir Halos de 10.000 km. El Arca "mayor", que se ve en Cryptum y Primordium , es capaz de producir halos de 30.000 km.
    • Onyx es un planeta artificial hecho completamente de Forerunner Sentinels (robots de replicación avanzados). En su núcleo hay un "mundo escudo", contenido dentro del espacio de estela , que tiene aproximadamente una unidad astronómica de diámetro. El Shield World 0459, mucho más pequeño, (aproximadamente 1.400 km de diámetro), es el escenario de la segunda mitad de Halo Wars . Un tercer mundo de escudos, Requiem, es el escenario principal de Halo 4 . Requiem es un planeta hueco artificial encerrado en una especie de esfera Dyson.
    • High Charity , la estación planetoide móvil del Covenant
  • En los episodios de Doctor Who The Stolen Earth y Journey's End , los Daleks, una raza alienígena genocida, construyen una estación espacial del tamaño de un planeta conocida como The Crucible, y facilita la bomba de realidad , un arma destinada a borrar todo el multiverso de la existencia. El Crisol también tenía suficientes Daleks para masacrar el universo en el que se encontraban incluso sin la bomba, según The Doctor .
  • En Sonic Adventure 2 y Shadow The Hedgehog , el Eclipse Cannon es un WMD destructor de planetas construido dentro del Space Colony Ark.
  • Buster Machine III de Gunbuster .
  • The Culture Orbital de The Culture .
  • En la película de anime CGI de 2013 , Space Pirate Captain Harlock , el Acelerador Jovian es un antiguo arma de destrucción masiva similar a la Estrella de la Muerte que usa energía de la atmósfera de Júpiter para crear un gran rayo de luz intensa lo suficientemente fuerte como para destruir un planeta entero.
  • Sidonia , la nave principal y hogar de millones de humanos, 1000 años en el futuro en la serie de manga y anime Knights of Sidonia, creada después de la destrucción de la tierra junto con otras naves semilla sin nombre.
  • Trantor , la capital de un imperio interestelar en la serie Foundation de Isaac Asimov , es una ecumenópolis , un planeta completamente cubierto por un enorme edificio revestido de metal, con un solo pequeño espacio verde: los terrenos del palacio del Emperador.
  • El Ori Supergate visto en varios episodios de Stargate SG1 podría clasificarse como una megaestructura.
  • En la serie The Hitchhiker's Guide to the Galaxy , la Tierra, así como otros planetas, eran megaestructuras artificiales. La Tierra estaba destinada a funcionar como una computadora gigantesca y fue construida por una raza de seres que se ganaban la vida fabricando otros planetas.
  • Mata-Nui en la franquicia BIONICLE es clasificable como megaestructura. En la historia, él es un robot masivo tan alto como un planeta, y dentro de su cuerpo, todos los habitantes del Universo BIONICLE (Matoran, Toa , etc.) viven, sin saber que viven dentro de una entidad masiva que viaja por el espacio.
  • En las novelas de Robotech Sentinels, Haydon IV es un planeta cibernético construido artificialmente con ciudadanos androides.
  • En el episodio de Invader Zim " Planet Jackers ", dos extraterrestres rodean la Tierra con un cielo falso para arrojarlo a su sol.
  • La fortaleza de Nightmare de Kirby: ¡De vuelta en Ya! se puede clasificar como una megaestructura porque es del tamaño de un planeta pequeño.
  • En varias obras, Arthur C. Clarke escribe sobre un colosal tubo hueco, descrito por primera vez en Rendezvous with Rama (1973) y habitado por diferentes razas.
  • La Ciudadela en el universo Mass Effect es una enorme estación espacial construida por una antigua raza de máquinas llamada Reapers millones de años antes de los juegos de la serie. En el momento de Mass Effect 2 , su población era de 13,2 millones.
  • En el juego Airforce Delta Strike, se utiliza un gran elevador espacial llamado Chiron Lift para enviar suministros al espacio exterior.
  • En la serie Warhammer 40,000 , el Palacio Imperial (sitio del Trono Dorado donde el Emperador de la Humanidad se mantiene vivo indefinidamente) podría considerarse una megaestructura. El palacio es un complejo de estructuras continentales con el Trono Dorado ubicado en un área que se extiende por todas las montañas del Himalaya.
  • En la película Elysium , una estación espacial de lujo (un Bishop Ring ) llamada Elysium alberga a la población adinerada de la especie humana.
  • Las grandes estaciones espaciales rotativas son un elemento básico de la ciencia ficción, incluida la novela 2001: A Space Odyssey de Arthur C. Clarke , la escuela de batalla de Ender's Game y el epónimo Babylon 5 .
  • Los asteroides ahuecados aparecen en varias ficciones, como la novela 2312 de Kim Stanley Robinson , El espacio conocido de Larry Niven y escritores de ciencia ficción de la Edad de Oro como Clarke y Asimov.

Guerra de las Galaxias

  • La Estrella de la Muerte de Star Wars tiene 100 km de diámetro.
  • La Estación Centerpoint era una estación espacial esférica de 350 km en el punto Lagrangiano entre los planetas Talus y Tralus en el sistema Corellia . Era un gigantesco y antiguo rayo tractor hiperespacial con el que una antigua raza, conocida como Celestiales, creó el sistema estelar Corellia. Con la ayuda del rayo tractor, planetas enteros podrían moverse a través del hiperespacio y organizarse en sus órbitas reales alrededor de la estrella central. Por otro lado, la misma tecnología podría usarse como arma para destruir incluso estrellas. En el interior de la esfera principal, un enorme espacio habitable llamado Hollowtown albergaba a muchas personas de manera similar al interior de una esfera Dyson .
  • Coruscant , una ciudad enorme, cubre por completo su planeta anfitrión. Sirve como capital de la República primero y luego del Primer Imperio Galáctico.
  • La Galaxy Gun , una gran estación espacial diseñada para destruir planetas enteros de toda la galaxia, podría considerarse una megaestructura porque su tamaño es de más de siete kilómetros de largo.
  • La Forja Estelar de Star Wars: Caballeros de la Antigua República .

Ver también

Referencias

enlaces externos