Könnte es auf großen Raumstationen starkes Wetter geben?

Sie können in Ihrer Raumstation ein Mikroklima schaffen, das durch Temperaturunterschiede und Konvektion verursacht wird. Aber die Größenordnungen an Energie und Energiedifferenzen, die benötigt werden, um einen richtigen Sturm zu erzeugen, sind immens. Die Energieunterschiede in Ihren Raumstationen reichen bei weitem nicht aus, um einen natürlich vorkommenden Luftzug hervorzurufen, der ausreicht, um als Sturm bezeichnet zu werden, es sei denn, Ihre ist Hunderte von Kilometern breit und verfügt über genügend offene Fläche, um eine atmosphärische Konvektion zu ermöglichen, aber diese Art von Umständen sind es in einer kontrollierten Umgebung wie Raumstationen im Allgemeinen unerwünscht.

Der einzige wirkliche Weg, starke Winde zu erreichen, wäre künstlich, sagen wir, das Luftsystem spielt völlig verrückt. Oder es gibt einen Hüllenbruch, sodass Luft mit hoher Geschwindigkeit abgesaugt wird. Oder Ihre Raumstation könnte sogar ausgerechnet einen Windkanal haben (obwohl nur Gott weiß, warum das dort sein sollte ...)

In jeder anderen Situation ist das Beste, worauf Sie hoffen können, einige Zugluft aufgrund thermisch induzierter Konvektion oder Druckbeaufschlagung, die an einigen Stellen Ihrer Station besser/schlechter funktionieren und somit Druckunterschiede verursachen.

Ich hoffe das hilft dir.

Gewitter Unter der Rubrik „Energie“ können Sie sehen, wie viel Energie ein einzelnes Gewitter verbraucht.

Energieniveaus und Vergleich verschiedener Ereignisse Hier sind mehrere Ereignisse, von einem sehr kleinen Maßstab bis zu einem kosmischen Maßstab, aufgelistet. Wenn in Ihrer Raumstation so viel Schurkenenergie herumschwirrt, dass so etwas passieren könnte, ist etwas schief gelaufen.

Um einen Sturm für die Dauer Ihrer Mission aufrechtzuerhalten, benötigen Sie Energie von außen. Sie könnten einen Sonnensturm gebrauchen.

https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/geomagnetic-storms

Während Stürmen fügen die Strömungen in der Ionosphäre sowie die energiereichen Partikel, die in die Ionosphäre niederschlagen, Energie in Form von Wärme hinzu, die die Dichte und Verteilung der Dichte in der oberen Atmosphäre erhöhen kann, was zu einem zusätzlichen Widerstand für Satelliten in der unteren Erde führt Orbit.

Was würde ein Sonnensturm mit sich bringen, der Ihre große Station trifft? Hier ist, was ich mir vorstellen kann.

• Polarlichter. Das passiert auf der Erde und könnte auch in deiner Station passieren. Es würde cool aussehen und wenn dies ein Videospiel ist, bietet es die Möglichkeit süßer Lichteffekte.

• Geladene Partikel. Das ist der Grund für die Aurora, aber wenn sie auf den Boden kommen, könnten sie die Dinge durcheinander bringen. Dies ist ein Teil davon, wie Sonnenstürme die Elektronik auf der Erde durcheinander bringen. In Ihrem Spiel könnten die Lichter ausgehen und Computer unzuverlässig sein.

  • Blitz. Wenn die obere Atmosphäre Ihrer Station Ladung ansammelt, wird sie sich ausgleichen wollen. Es könnte Blitzeinschläge geben.

Bisher hat dieser Sturm wilde Farbeffekte, die Lichter gehen aus und Sie könnten vom Blitz getroffen werden. Es wäre ruhig. Was für ein Spiel cool sein könnte, weil es unheimlich wäre.

• Wind. Dies erfordert einen weiteren Schritt. Wind auf der Erde bedeutet normalerweise Wärmeunterschiede, wobei Luft einer Temperatur Luft einer anderen verdrängt. Wie bekommt man solche Wärmeunterschiede in Ihrer Station? Wenn Sie nicht genug einfallende Strahlung haben, um die Luft so stark (viel!) Aufzuheizen, benötigen Sie eine andere Methode zur Wärmeerzeugung. Sie können die Strahlungsabwehr der Station Wärme erzeugen lassen und die Insassen schützen, indem sie Strahlung einfangen und als Wärme abgeben. Das System nutzt den Innenraum als Kühlkörper; die Luft und vielleicht ein großes Gewässer, das mehreren Zwecken dient. Die Ingenieure haben mit einem Sonnensturm dieser Größenordnung nicht gerechnet, und die vom System erzeugte Wärme reicht aus, um Wind zu erzeugen; der aus dem Stausee austretende Dampf kann in Nebelwolken am Boden herumwehen;

Das Stanford Torus-Design ist zu klein, um echtes Wetter zu erzeugen; Die Röhre, die tatsächlich Atmosphäre hat, hat einen Durchmesser von nur ein oder zwei Kilometern. Bernalsphären, insbesondere mit ihrem 8-Kilometer-Radius, und die größeren O'Neil-Zylinder vom Typ 3 (4 km-Radius) sind eine andere Geschichte; Sie sind in einem Maßstab gebaut, der tatsächlich eine atmosphärische Differenzierung unterstützt. Sie haben das Potenzial, erdähnliche Wettersysteme zu erzeugen, wo ausreichende und ausreichend differenzierte thermische Einträge vorhanden sind.

Typ 3 O'Neil-Zylinder mit ihrem Fensterstreifen-/Landstreifen-Design und der rotierenden Schwerkraft sind ein gutes Argument für echtes Sturmwetter. Ihre Landoberflächen werden sich aufheizen und Konvektionssysteme aus Luft und Wasserdampf erzeugen, die das Potenzial haben, Gewitter zu verursachen.

Bernal Spheres scheinen eher ein Fall für ein zyklisches Nebel-Wolken-Regen-Wiederholungswettermuster zu sein, entweder zeitlich oder örtlich, abhängig von den genauen Parametern, die im Design verwendet werden, aufgrund der polaren Heizung und Beleuchtung.

Sogar das Vehicle Assembly Building im NASA Kennedy Space Center ist groß genug, um Wetter zu haben, und es ist erheblich kleiner als alle außer den kleinsten Raumstationen – vielleicht doppelt so lang und breit wie die ISS, aber viel tiefer.

In Sir Arthur C. Clarkes klassischem Science-Fiction-Buch Rendezvous with Rama postulierte Clarke eine gigantische Station/Sonde/Biosphäre mit langer Umlaufbahn, die ein 54 Kilometer langer Zylinder mit einem Durchmesser von 20 Kilometern ist.

Die innere zylindrische Oberfläche ist der Lebensraum, und am hintersten axialen Endpunkt befinden sich seltsame riesige Vorsprünge, um die herum riesige elektrische Anzeigen auftreten, wenn das Gerät Antriebsleistung verwendet (die Implikation ist, dass dies Nebenprodukte oder Restenergien sind) und diese haben die sekundäre Auswirkung der Wettererzeugung - Stürme, Unwetter usw.

Obwohl der außerirdische und exotische Antriebssystemteil seiner Geschichte zwangsläufig weit hergeholt ist, macht das Konzept, Ihre Antriebs- oder Energieumwandlungssysteme so zu gestalten, dass sie sekundär dazu beitragen, ionische Veränderungen in Ihrer Innenatmosphäre zu erzeugen, um künstliche Wetterereignisse und -muster anzutreiben, viel aus Sinn - vorausgesetzt, ein Teil Ihrer Fläche ist der Landwirtschaft gewidmet, im Gegensatz zu allen Garten- / Landwirtschaftskulturen, die hydroponisch sind.

Theoretisch ja. Aber wenn Sie es bauen können, können Sie es wetterfest machen.

Wetter ist im Grunde die Bewegung der Luft, die durch Temperaturunterschiede in der Atmosphäre verursacht wird. Mit anderen Worten - einige Luft ist heißer als andere Luft, und dies führt dazu, dass sich die Luft bewegt und versucht, ein Gleichgewicht zu finden. Alle anderen Wettereffekte sind Nebeneffekte der großen Bewegungen, meist verursacht durch Dinge (nämlich Wasserdampf), die die Luft während der Bewegung aufgenommen hat.

Starkes Wetter erfordert große Temperaturunterschiede, was wiederum große Luftmengen erfordert. Es gibt keine theoretische Grenze für die Luftmenge, die wir in eine Raumstation füllen können – wir brauchen nur genug Materialien, um sie zu umgeben, und genug Luft, um sie zu füllen. Wasserdampf ist auch leicht zu bekommen.

Sie benötigen auch Temperaturabweichungen. Das ist leicht zu finden - jede Station in der Nähe eines Sterns wird eine Seite haben, die natürlich wärmer ist als die andere. Andere Temperaturschwankungen auf der Erde kommen von den Materialien der Erdoberfläche und der unterschiedlichen Art und Weise, wie sie Wärme speichern (was übrigens auch durch das Vorhandensein oder Fehlen von Wasser und Wasserdampf beeinflusst wird). Wir können unserer Raumstation auch verschiedene Materialien hinzufügen und kontrollieren, wo wir das Wasser hinstellen.

Sie brauchen nicht einmal so viel Volumen, um kleine Wettermengen zu erzeugen. Das Fahrzeugmontagegebäude des Kennedy Space Center hat 3.665.000 Kubikmeter und kann an feuchten Tagen Wolken erzeugen . Nicht gerade ein Gewitter, aber genug, um den Flugzeugen, die dort gebaut werden, erheblichen Schaden zuzufügen, wenn ihre Klimaanlage jemals kaputt geht.

Das Problem ist, dass extremes Wetter nicht sehr gut für Raumstationen ist. Wie Ihnen jeder, der derzeit im Florida Panhandle oder in den Carolinas lebt, sagen kann, wirken sich extreme Wetterbedingungen negativ auf die Lebensqualität aus. Die meisten Raumstationen werden sich also alle Mühe geben, um etwas Stärkeres als einen Frühlingsschauer zu vermeiden. Und wenn Sie die Technologie haben, eine Dose voller Himmel zu bauen, haben Sie die Technologie, um sie zu kontrollieren.

Eine Klimaanlage an der Außenseite Ihrer Station kann die Sonnenwärme verteilen, um die Temperatur angenehm und gleichmäßig zu halten. Leitbleche (wie das oben abgebildete) können die Bewegung großer Luftmengen unterbrechen und verhindern, dass Hurrikane an Fahrt gewinnen. Genau genommen unterscheidet sich eine Raumstation nicht allzu sehr von einem Gebäude, das in größerem Maßstab gebaut wurde, und das bedeutet nur, dass Sie eine größere Klimaanlage benötigen.

Beide Bilder stammen aus Schlock Mercenary , einem schönen Webcomic für die Weltraumoper. Buch 14 (Broken Wind) handelt von unserem unerschrockenen Söldnerteam, das eine Station entdeckt, die von einer Alienrasse gebaut wurde, die viel zu viel Zeit zur Verfügung hatte.