Plausibles Design/Größe fliegender Städte?

Einstellung

Die Kulisse war eine tropische, marsgroße, ozeanbedeckte Welt, die vollständig zugefroren ist. Über einen Zeitraum von mehreren Jahren war die mittlere globale Temperatur auf unter 200 Kelvin gefallen. Eisschilde hatten sich sowohl von den polaren Landmassen als auch von den Küsten der vielen verketteten Inseln, die die Meere übersät hatten, ausgebreitet und die Welt in Trostlosigkeit gehüllt. Viele Dutzend Millionen Menschen starben durch den plötzlichen Klimawandel, weil sie keine Nahrung anbauen und keine angemessene Unterkunft bieten konnten.

"Eisbruch" führt zur Manifestation großer Stürme, die den größten Teil der Planetenoberfläche heimsuchen. Geothermische Aktivitäten an früheren Standorten vulkanischer Inseln treiben eine Maschine von Jetstreams an, die den Planeten aus Eis und Schnee kontinuierlich recyceln und wieder an die Oberfläche bringen. Die Windgeschwindigkeiten für diese Stürme können gelegentlich 350 km/h überschreiten, und die Rate des Neuschneefalls kann innerhalb einer Woche mehrere Meter erreichen. Aufgrund der geringeren Schwerkraft können Hagelkörner in größere Höhen aufsteigen und länger in der Luft bleiben, wodurch die Größe der Hagelkörner zunimmt. In aktiven Sturmregionen bombardiert Hagel die Landschaft mit Steinen, die manchmal groß genug sind, um einen Menschen zu zerquetschen. Auf der relativ flachen Ebene des ehemaligen weltumspannenden Ozeans können Sturmstrukturen mit geringen topologischen Hindernissen weit reisen und von vielen geologischen "Hotspots" profitieren.

Alles in allem ist es aufgrund ständiger stürmischer Winde / explosiver Schneestürme, starker Schneefälle und zerstörerischer Hagel im Wesentlichen unmöglich, die Oberfläche in fast jedem Breitengrad über oder unter dem Äquator zu besiedeln.

Die Stangen bieten jedoch eine gewisse Sicherheit. Beide Pole beherbergen die größten Berge des Planeten. Stürme, die sich ihren Weg weit nach Norden oder Süden schlängeln, brechen und zerstreuen sich am raueren Gelände. Die meisten Menschen, die Icefall überlebten, hatten dies in diesen polaren "sicheren Häfen" getan.

Spezielle Umstände

Um weiter zu gehen, muss ich ein Stück Clarketech erklären. Ohne ins Detail zu gehen: Nach dem Einsetzen von Icefall findet alle zwei Jahre eine Art Meteoritenschauer statt. Hunderttausende Tonnen Metall und Schlacke gelangen in die Atmosphäre und wirken sich rund um den Globus aus. Unter den Trümmern befinden sich Objekte, die "Spinner" genannt werden. Spinner sind zwei identische, lange, stabförmige rechteckige Prismen, die durch eine gemeinsame Fläche verbunden sind und sich gegeneinander drehen, typischerweise mit Rotationsgeschwindigkeiten von nicht mehr als einigen U / min. Sie bestehen aus einem Metall, das in jeder Hinsicht unzerstörbar ist, und keine gottlose Kraft kann ihre Gegenrotationsrate verlangsamen, was ein nahezu unendliches Drehmoment und klopfbare Arbeit verrät.

Ich sollte auch anmerken, dass die menschliche Zivilisation aus Gründen, die für die Frage größtenteils unwichtig sind, von einer weltfremden Kraft technologisch unterdrückt wird. Transistoren und Dioden fallen unregelmäßig aus, und alles, was fortschrittlicher ist, funktioniert einfach nicht. Der Planet ist zudem extrem metallarm. Die Zivilisation vor den Eisfällen steckte fest in einer Ära der Segelschiffe und konnte den Planeten nicht verlassen, als die Hölle losbrach.

Warum fliegende Städte?

Die Überlebenden von Icefall kolonisierten die Polarberge und stellten schließlich den Kontakt untereinander über Flugzeuge wieder her, die von "Spinner-Motoren" angetrieben wurden - einfach Motoren, die in der Lage sind, die langsame, aber unerschöpfliche Rotation von Spinnern für nützlichere Anwendungen zu beschleunigen. Sie teilten mit, welche Technologien und Methoden sie entwickelt hatten, um in dem neuen Klima erfolgreich zu sein, und rüsteten sich zu einer industriellen Zivilisation auf, die es mit der früheren der Segelschiff-Ära aufnehmen konnte.

Obwohl die Pole viele der „Schatten“ der Stürme der Welt beherbergen, gibt es eine harte Grenze dafür, wie viele Menschen von den dort angebauten Feldfrüchten, Vieh und Holz ernährt werden können. Eine Grenze, die überschritten wurde. Viele Stadtherren erkannten dies ebenso wie die Unhaltbarkeit ihrer Territorien angesichts der bergigen Hindernisse, der unregelmäßigen und manchmal isolierten Anordnung der lebenswichtigen Infrastruktur und der verschiedenen Angriffswinkel, die von Nachbarstaaten möglich waren – die sprichwörtlichen Eier in einem Korb.

Stürme besetzen die Atmosphäre typischerweise bis etwa ein paar Dutzend Kilometer über der Oberfläche. (Aufgrund der geringeren Schwerkraft ist die Atmosphäre bei etwa 160 km viel höher.) Die Umgebung über den Stürmen reduziert sich auf eine Art Passatwinde; Bänder aus sich stetig bewegender Luft, die Nord und Süd verbinden und an den Äquatorgürtel mit niedrigem Druck angrenzen.
Als die Expansion über Land aufhörte, begann die Expansion in den Himmel. Es ist oft einfacher und billiger, luftgestützte Aufbauten zu bauen, als einen Krieg mit einer Nachbarstadt zu führen. Als Stadtherr ist es auch einfacher, Ihre Macht und Ihren Einfluss zu festigen, wenn Ihre fliegenden "Städte" groß und unteilbar sind. Eine Flottille kleiner Flugboote könnte zum Beispiel einer politischen Spaltung erliegen, und es bringt nichts, Geld in die Erweiterung Ihrer Feudalherrschaft zu stecken, wenn die Hälfte davon im Handumdrehen davonfliegen könnte.

Stadtdesign & Betrieb

Die Gilde der Ingenieure schuf die ersten fliegenden Städte und überarbeitete das allgemeine Design im Laufe der Jahrhunderte. Sie wurden im Allgemeinen in einer knotenähnlichen Konfiguration von Propellerschiffen und Hängebrücken gebaut – die Propeller wurden natürlich von einer Reihe von Spinnermotoren angetrieben. Ich stelle mir diese Propellerschiffe als eine Reihe von hohen, breiten, zylindrischen, tunnelartigen Einlässen vor, die große Propellerblätter und Wellen beherbergen, mit hängebrückenartigen Strukturen, die auf unterschiedlichen "Ebenen" mit dem Äußeren der zylindrischen Schiffe verbunden sind. Gebäude und andere Strukturen würden dann auf und entlang der Brücken sitzen.

• Mit feiner Steuerung des Propellerschubs und zuverlässiger Kommunikation zwischen technischen Stationen und Navigation können der Flugvektor und die Fluggeschwindigkeit genau angepasst und beibehalten werden. Ich stelle mir auch vor, dass jeder Scherung der Geometrie des Stadtoberbaus – vielleicht aufgrund rauer Winde – aktiv entgegengewirkt werden könnte, indem die Propeller richtig vektorisiert werden.
• Aufgrund der sehr niedrigen Fluggeschwindigkeiten eines so großen Objekts stelle ich mir vor, dass die meisten Knotenkonfigurationen von Propellern und Verbindungsbrücken die nicht so aerodynamische Form von Scheiben (ohne bevorzugte Fahrtrichtung) oder Deltoide / Sechsecke ( mit einigen Vorzugsrichtungen). Einige Städte sind vielleicht nur einige Dutzend Meter entlang der Hauptachse, und andere erstrecken sich vielleicht über einige hundert Meter (vielleicht ...?). Das Drehen solch massiver Strukturen, um sie in ihre bevorzugten Ausrichtungen zu bringen, kann ziemlich zeitaufwändig sein, falls dies jemals erforderlich sein sollte, daher wäre es vorteilhaft, viele bevorzugte Richtungen zu haben, wie eine omnidirektionale Scheibenform.
• Aufgrund der relativen Knappheit von Metallen würde ich mir wünschen, dass fliegende Städte größtenteils aus Holz bestehen. Glücklicherweise besaßen die Menschen der Segelschiff-Ära ein überlegenes Holz von geringster Dichte und unglaublicher Robustheit und Haltbarkeit. So etwas wie Korkholz mit der Härte von Hickory oder Eiche. Die Hängebrücken würden jedoch höchstwahrscheinlich Metallkabel erfordern. Die meisten raffinierten Metalle stammen aus dem halbjährlichen Regen, daher kann es viel Zeit in Anspruch nehmen, den Metallvorrat aufzubauen, der für die Einrichtung eines solchen Systems erforderlich ist.
• Um die Bewohner vor jeglicher Härte der unteren Stratosphäre und Seitenwinden zu schützen, die durch die Aerodynamik des netzartigen Querschnitts der Stadt erzeugt werden, stelle ich mir vor, dass viele der dreieckigen Lücken, die durch die zylindrischen Knotenschäfte und ihre Brücken gebildet werden, von oben mit Windschutzscheiben aus Segeltuch bedeckt wären und darunter - vielleicht auch noch ein paar Planen zwischen den Wellen und Brücken, um den Lärm der Propellerschiffe zu dämpfen. Vielleicht könnten auch Sicherheitsnetze unter den Brücken angebracht werden, um irgendjemanden oder irgendetwas aufzufangen, das zufällig herunterfällt. Aus der Ferne könnte eine dieser scheibenförmigen Städte wie eine Untertasse aussehen, wie ein klischeehaftes UFO, aufgrund der Hülle aus windschützendem Segeltuch, das um das Äußere herum angebracht ist.
• Die Außenbezirke der Städte sollten Docks und Buchten für angetriebene Luftschiffe beherbergen (aufgrund der geringen Fluggeschwindigkeit von Städten könnte es ziemlich schwierig sein, sich schnell bewegende Flugzeuge wie Flugzeuge sicher zu landen). Die Städte sollten Handels- und Handelszentren sein und viel Ein- und Ausgangsverkehr sehen. Städte würden auch dazu neigen, in Flottillen entlang der Handelsrouten um die Welt zu reisen, und würden eine beträchtliche Menge an Fahrten zwischen den Städten sehen.

Ist dieser Entwurf für die Stadtstruktur angesichts dessen, womit die Zivilisation arbeiten muss, plausibel/ideal? (Spinner, geringe Schwerkraft, robuste und leichte Holzkonstruktion, Metallknappheit usw.) Oder hätte sich die Gilde der Ingenieure einen besseren, solideren Ansatz für massive fliegende Städte ausgedacht, die den Anforderungen der Stadtherren entsprechen? Was sind die limitierenden Faktoren für die Stadtgröße bei einem idealen Design? Wie groß könnte man plausibel werden?

^{Ich hätte wahrscheinlich auf diese SolidWorks-Lektionen in der Highschool achten sollen ...}

Bearbeiten: Wie @Alexp in den Kommentaren darauf hinweist, gibt es Unstimmigkeiten mit dem Klima des Planeten. Ich bügele diese Details noch aus, sie sind mir weniger wichtig als die Struktur und das Design dieser hypothetischen fliegenden Städte. Die allgemeine Prämisse ist, dass die planetarische Umgebung von den oberen bis zu den unteren Breiten einfach zu rau ist, um sich darauf niederzulassen oder zu reisen.

Angenommen, die Stadtherren verfügen über reichlich Metall und Holzkonstruktionen, um solche Aufbauten zu bauen, und nehmen an, dass das mythische Kork-Hickery-Holz haltbar genug ist, um in der kalten Luft zu bestehen (sagen wir, es wird nicht so leicht spröde und bricht).