Die Kraft, die der Planetoid und seine Atmosphäre auf den Ballon ausübt, ist eine Kombination aus Luftdruck und Schwerkraft. Unter der Annahme, dass der atmosphärische Druck mit dem der Erde vergleichbar ist, beträgt der Druck auf den Ballon 14 Pfund/Quadratzoll nach außen. Ich habe keine Ahnung, wie schwer ein Quadratzoll aus Unobtanium-Ballonmaterialien ist, aber da die Frage ist, ob der Ballon oben bleibt, können wir davon ausgehen, dass es weniger ist und der Ballon durch atmosphärischen Druck in der Luft gehalten werden kann.

Betrachten Sie nun, wenn Sie die Schwerkraft für den Moment ignorieren, den fest aufgeblasenen Ballon. Der nach außen gerichtete Druck darauf beruht ausschließlich auf dem atmosphärischen Druck an der Innenfläche des Ballons. Und dieser atmosphärische Druck nimmt mit der Höhe ab. Je höher also ein Stück der Ballonoberfläche ist, desto geringer ist die nach außen gerichtete Kraft des Luftdrucks, und je niedriger die Ballonoberfläche ist, desto höher ist die nach außen gerichtete Kraft. Dies ist genau das, was benötigt wird, um den Ballon zu zentrieren.

Aber wie groß ist die Kraft? Das hängt von der Stornorate ab, der Geschwindigkeit, mit der der atmosphärische Druck mit der Höhe abnimmt. Hier arbeitet die Tatsache, dass es ein Planetoid ist, gegen Sie.

Die Gleichung für die atmosphärische Dichte (oder den Druck) als Funktion der Höhe ist d = e ^{- kgh} , wobei k eine Konstante, g die Oberflächengravitation und h die Höhe ist. Eine geringere Schwerkraft bedeutet, dass die Dichte (und damit der Druck) mit der Höhe weniger schnell abnimmt. Die Höhe, in der der atmosphärische Druck um die Hälfte abfällt, ist umgekehrt proportional zur gravitativen Bindung und damit zur Masse. Die halbe Höhe der Erde beträgt etwa 3,5 Meilen. Ceres (der größte Asteroid im Sonnensystem) hat eine Masse von 0,0002 der Erde und folglich eine halbe Höhe von 17.000 Meilen. Kleinere Planetoiden hätten entsprechend größere Halbhöhen.

Wir haben also einen Planetoiden in einem unter Druck stehenden Luftballon. Die Verfallsrate des Planetoiden ist so gering, dass sie einen unendlich kleinen Unterschied im atmosphärischen Druck über die Meile von der Planetoidenoberfläche zum Ballon machen würde, und folglich würde es nur eine kleine Rückstellkraft geben, die dazu neigt, den Ballon auf dem Planetoiden zentriert zu halten.

Bringen Sie nun die Schwerkraft wieder ins Bild: Da wir davon ausgegangen sind, dass der Luftdruck eine größere nach außen gerichtete Kraft auf die Ballonoberfläche ausübt als die nach innen gerichtete Schwerkraft, können wir den Ballon als Kugel bezeichnen. Newton selbst hat bewiesen, dass eine gleichförmige kugelförmige Materiehülle keine Nettokraft auf ein Objekt darin ausübt, und das Objekt darin übt natürlich keine Nettokraft auf die Hülle aus. Solange also die Hülle durch Luftdruck aufgeblasen wird, hat die Schwerkraft des Planetoiden keine Wirkung und übt keine Rückstellkraft aus.

Fazit: Sie hätten einen kugelförmigen Luftballon mit einem darin herumtreibenden Planetoiden ohne besondere Tendenz, in der Mitte zu bleiben.

Der Sonnenwind wird die „Hülle“ auf den Planeten blasen

Sonnenwind ist ein Strom geladener Teilchen, der von der Sonne in den Weltraum weht. Bei einem Abstand von 1 AE liegt der Druck der geladenen Teilchen im Bereich von 1-6 nPa. Das ist nicht viel, aber integriert über die Oberfläche eines Planeten führt dies zu einer erheblichen Verformung Ihrer Hülle. Es wird nicht perfekt konzentrisch bleiben.

... auch über diesen Sonnenwind ...

Sonnenwind besteht hauptsächlich aus Protonen. Daher ist es positiv geladen. Trifft der Sonnenwind auf die Hülle, wird die Hülle schließlich positiv geladen, da Protonen Elektronen abstreifen. Dadurch wird Ihr gesamtes System zu einem riesigen Kondensator. Irgendwann ist die Spannung am Kondensator hoch genug und dann ...

Hat Ihr Planet ein Magnetfeld?

Zurück zum Thema, eine elektrostatisch aufgeladene Hülle um Ihren Planeten ist aus anderen Gründen schlecht. Hat Ihr Planet ein Magnetfeld wie die Erde? Nun, dann erhalten Sie einen Lorentz-Kraftvektor , der auf der Bewegung eines geladenen Objekts in einem Magnetfeld basiert. Selbst wenn das Magnetfeld Ihres Planeten perfekt symmetrisch ist, wird die Schale dank des Sonnenwinds nicht so sein, so dass einige asymmetrische magnetische Kräfte an der Schale ziehen.

Die Richtung der Kraft hängt von der Größe des Magnetfelds, der Entfernung des Magnetfelds vom Planeten, der Entfernung der Hülle vom Planeten usw. ab. Es besteht auch die Möglichkeit einer relativen Bewegung (selbst wenn dies der Fall ist). Moll) zwischen der Schale und dem Planeten. Alle diese Faktoren werden signifikant sein, daher bin ich nicht bereit, die Größe oder Richtung der magnetischen Kraft auf die vom Sonnenwind geladene Hülle abzuschätzen. Aber es wird nicht Null sein, also wird sich Ihre Schale bewegen.

Fazit

Die Granate wird den Planeten auf die eine oder andere Weise treffen.

Bessere Idee, was ist falsch daran, die Schwerkraft zu nutzen, um Dinge auf der Oberfläche des Planeten einzufangen? Schließlich ist es die Schwerkraft, die unsere Atmosphäre in den letzten Milliarden Jahren an uns gebunden hielt. Ein „Schwerkraftbrunnengenerator“, in den Sie Ihren Planeten stecken, um zu verhindern, dass Dinge die Oberfläche verlassen, ist nicht weniger realistisch als eine magische Handwavium-Schrumpffolie auf einem Planeten.

Wirkung und Gegenwirkung

Sie unterlassen es, einen anderen Konstruktionsmechanismus als eine halbwegs plausible "Inflation" anzugeben. Als junge Ingenieure haben wir über „Himmelshaken“ gescherzt, aber wie bei allen Dingen, die früher unglaubwürdig waren, wie zum Beispiel Weltraumaufzüge, sind diese jetzt Realität, siehe Wiki . So würden Halteseile während des Baus die Stabilität nach Fertigstellung unterstützen und einen temporären Rahmen zum Stützen der Außenhülle bieten. Wenn der Planetoid nach Erhaltium abgebaut wird , das für die Halteseile und die Hülle verwendet werden kann, ändert sich die Umlaufbahn nicht, da die Gesamtmasse unverändert bleibt.

Wie viele Haltegurte werden benötigt? Mathematisch wäre vier (tetraedrisch) das absolute Minimum, diametral wird das zu acht, sagen wir ein Sicherheitsfaktor von drei in Paaren für Redundanz / Wartung, dann 12 Paare Gatium zum Kern (ähnlich wie auf dem Foto gezeigt) und 30 Gatium (grün) Für das Gitter sollte eine blau aufgeblasene durchscheinende Unobtanium -Icosasphäre ausreichen . Die aneinander gebundenen drehen sich zusammen . Klicken Sie hier, um die Animation von Illustr CC BY-SA 4.0 anzuzeigen. Hinweis: Ich habe oben und unten abgeschnitten, da dies wirtschaftlicher und weniger problematisch ist, um Plattformen mit zwei Ebenen herzustellen

Konzept kugelförmiger Objekte, bei denen eines in einem anderen aufgehängt ist**

Wenn das Aufblasen während des Baus auf gegenüberliegenden Seiten gleichmäßig ist, bleibt das System selbstzentrisch.

Kingledion hat das Problem der Sonnenwinde angesprochen, aber die Erde wird nicht in den Weltraum geschoben, jede zusätzliche Masse wird den Planetoiden nach innen ziehen usw. Ebenso verhält sich der Gitterrahmen, wenn er leitfähige Stränge enthält, eher wie ein Faraday-Käfig (mit eigenen elektromagnetischen Problemen, aber einem breiten offenes Gitter wird keine Härte verursachen).

Kingledion, Mark Olson et al. Habe im Allgemeinen darauf hingewiesen, dass es Ähnlichkeiten mit Newtons Schalentheorie gibt und es nichts gibt, was den Planeten und die Schale daran hindern würde, sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu bewegen, sodass Kern und Gehäuse nach Fertigstellung im Laufe der Zeit ineinander driften könnten. Die Verwendung von diametral gegenüberliegenden Halteseilen verhindert ein solches Abdriften.

Die "Weltraumanker" würden eine Schnittstelle für die Insassen des Weltraumlifts bieten, um zu den 12 orbitalen Spacepads zu gelangen, und das Gitter könnte für Einschienenverbindungen zwischen ihnen verwendet werden. Angesichts des Layouts würde jeder Ausfall / jede Wartung immer noch eine Auswahl an Ersatzrouten bieten. Aufgrund des Spins wird die Schalenform jedoch wahrscheinlich oben und unten gequetscht, sodass 2 polare Raumhäfen sinnvoller wären. Um dem nach innen gerichteten Zug an den Masten entgegenzuwirken, wird eine Stütze in Pfeiler- oder Stützenform benötigt, wie von rek ? diese könnten von Natur aus dreieckig sein, um sie mit dem abgeschnittenen, abgeflachten (abgeflachten) Sphäroid auszurichten.

Was bei einer katastrophalen Kollision zu einem katastrophalen Wackeln führen könnte, ist ein erheblich ungleichmäßiges internes Wetter oder ein drastisches externes Kollisionsereignis. Beides würde durch die Verwendung von Haltegurten gemildert.

In beiden Fällen könnte die "Haut" mit genügend Kraft reißen oder die Stärke der Haltegurte überschreiten, und das gesamte System würde sofort zusammenbrechen. Aber dann ist Unobtainium gemäß Ihrer Spezifikation unzerstörbar!

Ich denke, Sie werden eine Art Alien-Stabilisierungstechnologie brauchen. Stellen Sie sich einen Tennisball in einem großen aufgeblasenen Ballon vor. Der Luftdruck im Inneren hält den Tennisball auch in der Schwerelosigkeit nicht davon ab, herumzuspringen. Auf planetarer Ebene muss sich der felsige Planet immer noch drehen und seinen Stern umkreisen, sodass der planetengroße Ballon mit einer Art Antriebssystem mit dem umkreisenden Planeten Schritt halten müsste.

Ich denke, eine bessere Technik für Terraforming besteht darin, zu verstehen, wie die Erde verhindert, dass ihre eigene warme Atmosphäre in den Weltraum austritt. Es ist wirklich ganz einfach. Es ist nur die Schwerkraft. Die Schwerkraft hält die Luftmoleküle auf unserem Planeten. Unser Planet hat auch einen sich drehenden Kern aus geschmolzenem Eisen, der ein elektromagnetisches Feld um unseren Planeten herum erzeugt und ihn vor Sonnenwinden schützt, die unsere Ozonschicht und Atmosphäre entfernen könnten. Die Außerirdischen müssten nur einen ausreichend massiven Planeten auswählen, ihn mit ihrer bevorzugten Atmosphäre füllen und einen schützenden elektromagnetischen Schild erzeugen. Keine Luftballons erforderlich.

Haben Sie schon einmal ein Geschenk für Ihre Freundin/Ihren Freund in einen Luftballon gepackt? Wenn Sie es getan haben, oder zumindest das Ding gesehen haben, sollten Sie bemerkt haben, dass der Druck im Ballon das Geschenk nicht in der Mitte des Ballons hält.

Sie haben einfach einen Körper, der in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, die dann die übliche Auftriebskraft erfährt. Da der Planetoid der Anziehungskraft des Hauptkörpers unterliegt (ich nehme an, es ist der Zentralstern), wird dies den Planetoiden nicht in Bezug auf die Verpackung verschieben.

Ihre Außerirdischen müssen jedoch, um den Planetoiden einzuwickeln, seine Umlaufgeschwindigkeit an die Geschwindigkeit der Einwickelung angepasst haben. Es ist also davon auszugehen, dass sich der Massenschwerpunkt des Planetoiden und der Massenschwerpunkt der Umhüllung in gleicher Weise bewegen. Wenn sie es nicht getan haben, wird der Planetoid einfach mit einigen km/s durch die Hülle brechen. Mein Vorschlag an den Außerirdischen lautet also: Passen Sie die Umlaufgeschwindigkeit des Planetoiden an! Dann erledigt die Orbitalmechanik den Rest.

Wenn sie sich nicht die Mühe gemacht haben, ein Rotationsregime einzurichten, das mit dem des Planetoiden übereinstimmt, was wird dann passieren? Die Atmosphäre in der Hülle wird anfänglich in Bezug auf die Hülle in Ruhe sein, mit Ausnahme der Schicht in Kontakt mit der planetoiden Oberfläche, die herumgeschleppt wird. Dieser Widerstand wird dann auf die äußeren Schichten übertragen, bis die gesamte Hülle und die eingeschlossene Atmosphäre sich kohärent mit dem Planetoiden drehen.

Space.com hat einen Artikel zu diesem Thema .

Die Idee, dass kleine Welten möglicherweise nicht genügend Schwerkraft haben, um an einer Atmosphäre festzuhalten, und daher eine Hülle notwendig ist. Der Artikel erwähnte jedoch nicht die Stabilisierung der Hülle um den Planeten. Dafür habe ich ein Gedankenexperiment durchgeführt und ich hoffe, dass Sie dem folgen können.

Das Gedankenexperiment beginnt mit der Aufnahme eines Stahlbarrens. Leg es aufs Wasser, und es wird sinken. Nehmen Sie jetzt diesen Barren und glätten Sie ihn, dann verwandeln Sie ihn in eine konkave Platte. Legen Sie es auf das Wasser, und es schwimmt. Ein Schiff aus Stahl bleibt über Wasser, solange es nicht mit Wasser gefüllt ist. Ziehen Sie es ein wenig nach oben und lassen Sie es stehen, es fällt auf seine ursprüngliche Höhe zurück. Drücken Sie es ein wenig nach unten und lassen Sie es, es wird wieder auf seine ursprüngliche Höhe aufspringen. Jetzt fülle es mit Wasser und es wird sinken. Dieser Effekt ist das Ergebnis des archimedischen Gesetzes. Gehen Sie zurück zum Planeten, ersetzen Sie Wasser durch eine Atmosphäre und die Luft darüber durch ein Vakuum. Die Schale liegt genau zwischen den beiden.

Wir bedecken jetzt die Atmosphäre mit einer Hülle. es ist über der Atmosphäre. Der atmosphärische Oberflächendruck ist das Gewicht der Atmosphäre unter der Schwerkraft des Planeten, und wenn Sie in der Atmosphäre nach oben gehen, sinkt der Druck. Das Gewicht der Schale addiert sich zu diesem Gewicht. Es drückt die Luft darunter, während es dazu neigt, nach unten zu gehen, bis es nicht mehr weiter drücken kann. An diesem Punkt wirkt der nach oben gerichtete Druck dem nach unten gerichteten Gewicht der Schale entgegen und die Schale sollte im Gleichgewicht über Wasser bleiben.

Nehmen wir an, wir haben die Schale auf eine Seite geschoben. Es ist, als hätten wir auf der Seite, auf die wir geschoben haben, eine Delle gemacht (Erinnern Sie sich an die konkave Platte?) Und auf der gegenüberliegenden Seite eine Ausbuchtung. Wenn die Granate künstlich in dieser außermittigen Position gehalten wurde, wird auch die Atmosphäre bewegt. Es wird in einen neuen Gleichgewichtszustand übergehen und der Oberflächendruck wird wieder gleichmäßig auf der gesamten Planetenoberfläche.

Der Druck würde beim Aufwärtsgehen abnehmen, sodass der abgesenkte Abschnitt (Beule) eine stärkere Aufwärtskraft erfahren würde als der höhere Abschnitt (Wölbung) auf seinen Antipoden. Die Schale bewegt sich zurück in ihre zentrale Position. Alle "Luftsäulen" der Atmosphäre verhalten sich wie eine Reihe von kommunizierenden Gefäßen . Die kürzeren Luftsäulen (unter der Delle) drücken die Schale mit einer Kraft nach oben, die größer ist als die der höheren Säulen (unter der Ausbuchtung).

Ausnahmen

Der Sonnenwind würde einen gewissen Druck ausüben und die Hülle ein wenig aus der Mitte treiben, aber nicht merklich, wenn man sie von der Oberfläche aus betrachtet.

große und kleine Asteroiden haben nicht genügend Schwerkraft, um die Hülle um das Zentrum herum zu stabilisieren. Es ist nicht erforderlich, Säulen zu installieren, Kabel sind in Ordnung, da die Blase nicht zusammenbrechen kann, ohne die Atmosphäre zu entlüften.