小行星上的城市? 理论上，这是可行的

澳門威尼斯人博彩的科学家利用物理学和工程学原理展示了小行星如何成为未来可行的太空栖息地.

过去的一年, 杰夫·贝佐斯将自己送入了太空, 而埃隆·马斯克则资助了一组非宇航员宇航员的太空飞行. 政府和私人实体之间的空间合作, 包括马斯克的SpaceX和贝索斯的蓝色起源都变得越来越普遍. 但随着最近所谓的“新空间”运动的兴起, 航空航天公司正在努力为每个人开发低成本进入太空的途径, 不仅仅是亿万富翁.

为了地球以外的未来, 然而, 人类需要地方来容纳家园, 建筑, 以及数百万人生活和工作的其他建筑.

现在，太空城市只存在于科幻小说中. 但是太空城市在现实中可行吗? 如果是的话，怎么做?

根据来自 澳門威尼斯人博彩大学 科学家们，澳門威尼斯人博彩的未来可能就在小行星上.

他们认为这是一种"疯狂的理论" 纸 发表在杂志上 天文学与空间科学前沿“，包括 亚当·弗兰克，海伦F. 和弗雷德·H. 高文物理和天文学教授, 彼得·米克拉维奇奇, 他是机械工程博士研究生，也是这篇论文的第一作者, 概述一个在小行星上建造大城市的计划.

“澳門威尼斯人博彩的论文生活在科学和科幻小说的边缘，”弗兰克说. “澳門威尼斯人博彩采用了一个最近很受欢迎的科幻想法，比如亚马逊的电视节目 宽阔的并提供了一条利用小行星在太空中建造城市的新途径.”

旋转的太空大都市

1972年，美国国家航空航天局委托物理学家杰拉德·奥尼尔设计一个可行的太空栖息地，让人类在太空中生活. 奥尼尔和他的同事们制定了一个“奥尼尔圆柱体”计划,“旋转的太空大都市由两个方向相反的圆柱体组成, 每一端都有一根连杆连接气缸. 圆柱体的旋转速度足够快，可以在内部表面提供人工重力，但也足够慢，住在里面的人不会晕车.

从那时起，电视节目和电影包括 《澳門威尼斯人博彩》 以及奥森·斯科特·卡德1985年的小说 安德的游戏 描绘了奥尼尔圆柱形的居住着人类的栖息地. 贝佐斯和马斯克在他们对未来太空栖息地的设想中都参考了奥尼尔的圆柱体.

然而, 而奥尼尔圆柱体则为太空缺乏重力提供了解决方案, 从地球到太空获取必要的建筑材料来制造奥尼尔钢瓶将是困难的，而且成本高昂.

流行病项目

在COVID-19大流行和封锁期间, Miklavč我č, 弗兰克, and several Rochester students and colleagues—John Siu ’20; Esteban Wright ’22 (PhD); Alex Debrecht ’21 (PhD); Hesam民兵, an assistant professor of mechanical engineering; and 爱丽丝Quillen, 他是一位物理学和天文学教授，考虑了如何创造出性价比高的奥尼尔圆柱体.

“这个项目一开始只是物理学家和工程师发泄情绪的一种方式, 暂时抛开世俗的压力, 想象一些疯狂的事情,米克拉维奇奇说.

他们很快发现, 然而, 他们可能会发现一些东西:小行星可以用来制造奥尼尔柱吗?

快速、廉价、有效的途径

小行星是围绕太阳运行的岩石天体, 太阳系形成的剩余大约是4.60亿年前. 科学家估计大约有1个,在澳門威尼斯人博彩的太阳系中，有1万颗直径超过1英里的小行星.

“所有围绕太阳旋转的飞行山脉可能会提供更快的速度, 更便宜的, 以及通往太空城市的更有效途径,弗兰克说.

除了它们在太阳系中的丰富, 小行星对人类居住还有许多其他好处, 包括它们的岩层, 它们提供了抵御太阳致命宇宙辐射的天然屏障.

但是小行星有几个主要的缺点, 研究人员发现:组成小行星的岩石还不够坚固，甚至无法承受地球引力的三分之一. 一旦小行星开始旋转，它只会断裂. 此外, 大多数小行星甚至不是坚固的岩石，而是“碎石堆”——一堆松散的巨石, 石头, 而沙子被宇宙间微弱的相互引力束缚在一起. 如果研究人员想在这些小行星上建造太空栖息地, 他们必须弄清楚如何处理碎石堆.

管理废墟

miklavovic的研究主要集中在颗粒系统——由许多微小粒子组成的系统, 如沙子或谷物. 特别是, he studies how these systems respond in environments with low or no gravity; for instance, 太空探测车在着陆时可能会如何影响和分散行星的颗粒表面.

米克拉维奇奇说:“我的典型研究和这个项目处于一个光谱的两端。. “我通常对颗粒介质的颗粒级响应感兴趣, 然而，这个项目更像是一个大的实践，把废墟作为一个大系统来管理.”

米克拉维奇奇和他的同事们进行了力的计算, 材料, 以及建造旋转小行星定居点的策略，并提出了一个想法，以控制小行星形成奥尼尔圆柱体时不可避免的碎石.

包含一颗小行星

他们的解决方案? 一个非常大，非常灵活的袋子.

研究人员设想用一种灵活的, 由超轻、高强度碳纳米纤维制成的网眼袋, 每个原子的直径都只有几个原子. 这个袋子将包裹和支撑整个旋转的小行星碎片和里面的栖息地, 同时还能在旋转时支撑自身重量.

“相对于小行星碎石和栖息地的质量，由碳纳米管构成的圆柱形密封袋将非常轻, 但足够坚固，能把所有东西都固定在一起,米克拉维奇奇说. “即使是更好的, 碳纳米管现在正在被开发, 他们对扩大生产规模以用于更大规模的应用非常感兴趣.”

从理论上讲，这个过程可能是这样的:

• 小行星将被旋转以产生人造重力. 这一过程将不可避免地导致小行星解体.
• 小行星的碎片会向外抛射, 扩大包裹小行星的碳纳米纤维袋.
• 当袋子达到最大容量时, 碳纳米纤维会绷紧, 抓住不断膨胀的碎石.
• 碎石落在袋子上, 它会产生一层足够厚的层，为居住在里面的人屏蔽辐射. 圆柱体的旋转会在内表面产生人造重力.

“根据澳門威尼斯人博彩的计算, 一颗直径300米，只有几个足球场那么大的小行星，可以扩展成一个圆柱形的太空栖息地，居住面积约为22平方英里,弗兰克说. “这差不多是曼哈顿的面积.”

目前只是理论上的

住在小行星里仍然是科幻小说的幻想, 但弗兰克和米克拉维奇奇说，物理学和力学的存在是为了让科幻小说成为现实.

“很明显, 短期内没有人会建造小行星城市, 但完成这类工程所需的技术并不违反任何物理定律,弗兰克说.

研究人员在他们的研究中想象的一切——从旋转小行星所需的马达, 到碳纳米纤维袋，都是人们目前正在使用或开发的技术.

“小行星城市的想法可能看起来太遥远了，直到你意识到1900年还没有人乘坐过飞机, 然而就在此时此刻，成千上万的人正舒适地坐在椅子上，以每小时数百英里的速度跨栏, 离地数英里,弗兰克说. “太空城市现在看起来可能只是一个幻想, 但历史表明，一个世纪左右的技术进步可以让不可能的事情成为可能.”

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