Ich schreibe eine Kurzgeschichte über einen überarbeiteten Planeten, dessen Zivilisation Weltraumaufzüge und Orbitalringe erreicht hat.

Beachten Sie, dass es kein bekanntes Material gibt, das stark genug ist, um einen Weltraumaufzug zu bauen. Die Leute werden über Kohlenstoffnanoröhren sprechen, aber selbst mit den besten vorstellbaren Herstellungsmöglichkeiten werden kleine Unvollkommenheiten im Material seine Bruchlänge auf einen Punkt reduzieren, der für Aufzüge zu kurz ist. Mit Orbitalringen haben Sie die beste Starthilfe-Megastruktur ausgewählt, die es gibt, da der Ring in Bezug auf Skalierbarkeit, allgemeine Nützlichkeit, Durchsatz und mögliche Geschwindigkeitsaufnahme unveränderlich ist.

Der erdgroße Planet hat drei vollständige Orbitalringe in stabiler Umlaufbahn, jeder 200 Meter breit, was etwa einer Achtelmeile entspricht.

Klingt von der Dimension her absolut vernünftig. Beachten Sie, dass Orbitalringe einen enormen Energiebedarf haben, um gestartet zu werden. Ein Skelettring benötigt die Hälfte unserer jährlichen Energieproduktion, um in Gang zu kommen, wie in diesem Dokument angegeben ist, das Ihnen mehr Informationen über Orbitalringe geben wird , aber die Zivilisationen, die sie bauen, sollten gemeistert haben Fusion oder außerweltliche Solarenergie oder zumindest Massenspaltung, also wird es in Ordnung sein.

Der einzige Zweck der Ringe besteht darin, Raumschiffen den Eintritt in die Umlaufbahn zu ermöglichen.

Wie Algebraist bereits angemerkt hat, ist seine Antwort, dass Ringe für so viel mehr verwendet werden können. Schaut euch auf jeden Fall das Isaac Arthur Video an, das er verlinkt hat, der Typ ist der Wahnsinn. Was andere Dinge betrifft, die mit dem Ring zu tun haben: hyperschnell auf Planetentransport, Muschelwelten, überirdische Planeten oder Megaerden, Kronleuchter (hängende) Städte (oder Gärten), kolonisierende Eisriesen, Gasriesen und sogar Sonnen und vieles mehr.

Wo müssen Sie die Ringe relativ zueinander platzieren, damit sie keine Probleme haben oder brechen, und sollten die Ringe am Boden befestigt oder frei kreisen dürfen?

Die einfachen Antworten sind, wo und was immer Sie wollen. Solange der Rotor auf einer Umlaufbahn um den Planeten sitzt und sich zwei Ringrotoren nicht schneiden, ist alles möglich. Vielleicht einen äquatorialen Ring für den Transfer zum Lebensraum Schwarm und Mond der Planeten, einen, der mit der Systemebene der Ekliptik für interplanetare Starts ausgerichtet ist, und einen Polarring für Leistungsstrahlempfänger (Atlas-Türme werden dasselbe tun) an den Polen und einen exotischeren Start Flugbahnen ist ein optimales Drei-Ring-Setup.

Ich würde vorschlagen, sie am Boden zu verankern, weil man so viel von der Nützlichkeit der Ringe verlieren würde, wenn sie frei schweben würden. Die einzigen Fälle, in denen Sie frei schwebende Ringe verwenden möchten, sind, wenn Sie Objekte ohne feste Oberflächen wie Eisriesen, Gasriesen und Sonnen kolonisieren.

Es gibt nur eine Umlaufbahn für einen Weltraumring, die mit Weltraumaufzügen übereinstimmt - das ist eine äquatoriale Umlaufbahn in einer Höhe von ungefähr 35.800 km über der Erdoberfläche. In dieser Höhe befindet sich der Ring in einer geostationären Umlaufbahn - dh der Ring dreht sich mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Erdoberfläche, sodass sich die von der Erdoberfläche zum Ring erstreckenden Halteseile (dh Weltraumaufzüge) nicht dehnen oder verbiegen ( bedeutend).

Wenn Sie Ihre Weltraumaufzüge nicht direkt mit dem Ring verbinden möchten (dh Sie haben beide, aber sie sind unabhängig voneinander), können Sie den Ring im Prinzip in jeder Umlaufbahn haben. Das heißt in jeder Höhe (außerhalb der Atmosphäre) und in jeder Ausrichtung zur Rotationsachse der Erde. Sie könnten also äquatorial, transpolar oder in jedem von Ihnen vorgeschlagenen Winkel sein.

Ich sage grundsätzlich, wie:

• Jeder Orbitalring befindet sich in einem instabilen Gleichgewicht und müsste daher ständig korrigiert werden, um in einem Stück zu bleiben.

• es sind keine Materialien bekannt, die zur Konstruktion eines solchen Rings verwendet werden könnten;

Und in Bezug auf Ihren Kommentar

Der einzige Zweck der Ringe besteht darin, Raumschiffen den Eintritt in die Umlaufbahn zu ermöglichen.

Ein einzelner geostationärer, an einen Weltraumlift angebundener Raumring hat offensichtliche Vorteile, um Materialien auf energieeffiziente Weise in den Weltraum zu bringen (wenn Sie die enormen Kosten für versunkene Energie ignorieren, die beim Bau entstehen). Aber ich kann in mehreren Ringen keinen Energie-, Ressourcen- oder Logistikvorteil erkennen, daher ist es unwahrscheinlich, dass dies ihr "einziger Zweck" wäre.

Sobald Sie einen einzelnen Orbitalring haben, ist es am besten, ihn breiter und dicker zu machen. Die Stellen, an denen Sie Bohnenstiele (Space Elevators) haben, haben sowieso Verlängerungen für das Gegengewicht, um das Gewicht des Stiels auszugleichen. Normalerweise ist dies ein kleiner Asteroid in etwa 100 K Entfernung von der Erde.

Denn bei Systemflügen können Sie durch Anpassen der Geschwindigkeit an eine dieser äußeren Speichen (Kabel zu einem andockenden Motor) erhebliche Mengen an Treibstoff sparen. Wiederholte Begegnungen müssen langfristig die Dynamik ausgleichen.

Siehe Arthur C. Clarke „The Fountains of Paradise“ Charles Sheffield „The Web Between the Worlds“.

Wie Sie wollen.

Es hängt von der Energie ab, die Ihnen zur Verfügung steht.

Um sie nicht anzubinden, müssen Sie irgendeine Art von Triebwerken haben, damit sie ihre Position halten können (dh nicht auf den Planeten stürzen).

Die energieeffizienteste Art, sie auszurichten, scheint in einer Linie mit der Ekliptikebene zu liegen , da dies nur wenig Energie erfordert, um sie aufrechtzuerhalten.

Eine andere Möglichkeit ist, dass einer wie oben erwähnt wenig Energie benötigt, um ihn aufrechtzuerhalten, ein anderer könnte sich in einer Umlaufbahn (da es drei gibt) bei 60 Grad zum ersten befinden, eine andere bei 120 Grad. Diese Anordnung würde möglicherweise auch keine Energie benötigen, um ihre Ausrichtung aufrechtzuerhalten. Der Grund dafür wäre die Kreiselstabilität . Es würde bedeuten, dass sich Ihr Planet unter diesen Schichten drehen würde und die Schichten relativ zu den Sternen (dh nicht relativ zum Planeten oder zur Sonne) auf ihren eigenen Ebenen bleiben würden. Dies würde bedeuten, dass die beiden letztgenannten Ringe einmal im Jahr um den Planeten präzedieren würden, aber da sich der Planet einmal am Tag dreht, könnten Sie auswählen, auf welchem ​​​​Ring Sie zu welcher Zeit landen müssen, um jedem Ziel auf dem am nächsten zu sein Oberfläche des Planeten.

Allerdings: Sie können sie in jeder gewünschten Ausrichtung haben, wenn Sie die Energie haben, den Kräften entgegenzuwirken, die ihre Präzession verhindern würden (was übrigens ziemlich erstaunlich wäre).

Letztendlich wäre das Ganze ein Kompromiss zwischen der Energie, die erforderlich ist, um sie daran zu hindern, auf den Planeten zu krachen, und der Energie (falls angebunden), um sie daran zu hindern, sich aufgrund von Gravitationskräften zu verformen, die dadurch verursacht werden, dass die Rotationsachse des Planeten nicht gezeitengesperrt ist zur Sonne, ganz zu schweigen von der Anziehungskraft des Mondes auf ihre Körper. Es hängt von den Materialien, der Flexibilität und der verfügbaren Energie ab, damit sie sich verhalten.

Die Verwendung des Orbitalrings selbst zur Besiedlung ist eine schlechte Nutzung seines Potenzials auf einer Nutz-/Einheitsmassenbasis.

Um weiter einen Orbitalring aufzubauen, müssen Sie den Rotor noch schneller drehen oder dem Rotor Masse hinzufügen. Beides sind nicht triviale Anforderungen.

Eine elegantere Lösung wäre ein Band oder orbitale Lebensräume, die durch physische Stützen miteinander verbunden sind, sich aber mit Umlaufgeschwindigkeit bewegen, wobei sich jeder Lebensraum dreht, um im Inneren künstliche Schwerkraft zu erzeugen.

Menschen auf der Planetenseite können in die Aufzüge springen (es sind keine echten Weltraumaufzüge, sie bringen Sie am Ende nicht auf Umlaufgeschwindigkeit) und in einen Magnetschwebebahnwagen auf dem Orbitalring umsteigen, der sie beschleunigt, um die Umlaufgeschwindigkeit mit dem Lebensraum in Einklang zu bringen klingeln und dann in das Habitat aussteigen, in das sie reisen möchten.

Vielleicht haben Sie sogar ein zweites Magnetschwebebahnsystem für Reisen zwischen den Habitaten, das den enormen Rotor des Orbitalrings nicht benötigt.

Isaac Arthur hat ein gutes Video über Orbitalringe auf YouTube gemacht: https://www.youtube.com/watch?v=LMbI6sk-62E