Was wäre die optimale Form für ein Raumfahrzeug, das hauptsächlich für den Einsatz im Weltraum bestimmt ist (aber landen kann)?

Wenn man bedenkt, dass Sie Bedenken wie Trägheit und Reibung mit der Hand wegwinken, klingt es, als würden Sie ein Gebiet betreten, in dem Wirtschaftlichkeit ein (das?) Hauptanliegen ist. In diesem Fall könnten Sie eine Kugel in Betracht ziehen.

Geringes Oberflächenvolumen bedeutet, dass Sie weniger Handwavium pro Schiff verbrauchen, sodass Sie mehr Schiffe oder was auch immer Sie möchten, aus dem Wundermaterial bauen können. Die Einheitlichkeit und strukturelle Integrität bedeutet, dass Sie weniger nach Unterstützung suchen müssen.

Abhängig von Ihren ästhetischen Bedenken mögen die Bewohner vielleicht nicht die Räume im Inneren der Hülle, die seltsam geformte Wände haben, aber wenn Sie ein rechteckiges oder sechseckiges Gewirr bewohnbarer Räume im Inneren bauen, sogar aus einem traditionelleren Material, könnte es beides sein Verstärken Sie die Struktur und lassen Sie den "übrigen" Platz für Klempnerarbeiten/Verkabelung/Lagerung nutzen.

Die Form ist im Weltraum völlig irrelevant und wird nur in Abhängigkeit von der Art des Antriebssystems ins Spiel kommen, das beim Eintritt in die Atmosphäre verwendet wird.

Wenn es brutal auf die Oberfläche vordringt, kann es für uns alle wie eine Scheune geformt werden - es muss nur Motoren haben, die stark genug sind, um es sicher auf den Boden abzusenken.

Wenn es jedoch wie ein Flugzeug in die Atmosphäre gleiten und landen soll, muss es aerodynamisch sein.

Standardisierter Quader

Während eine Kugel einen effizienteren Materialeinsatz gegen Innenraum schafft, erzeugt ein Quader effektiver nutzbaren Innenraum ohne die Verluste durch gekrümmte Wände.

Da Sie den größten Teil der relevanten Physik per Hand abgewinkt haben, bauen Sie im Grunde genommen einen großen Versandbehälter, also bleiben Sie bei diesem Gedanken. Es ermöglicht eine einfache Landung, ein einfaches Beladen, ein einfaches Andocken und einfache modulare Strukturen. Halte es einfach.

Die beste Form, wenn man bedenkt, was Sie gesagt haben, ist die einer Büste des Erfinders. Es kann nicht geändert werden, sobald es einmal hergestellt wurde, und der Mechanismus ist geheim, sodass keine anderen Formen hergestellt werden können.

Bedenken Sie, dass eine undurchlässige Hülle eines Rumpfes keine beweglichen Teile hat, sodass die natürlichen Öffnungen in der Kopfform als verschiedene Luken und Durchgänge gut genutzt werden können.

Im Ernst, Sie haben ein Material von Hand geschwenkt, das normale technische Einschränkungen umgeht, also gibt es keine Antwort. Sie können Einschränkungen als Plotgerät belassen oder alle geäußerten Bedenken umgehen.

Warum gestalten wir die Dinge so, wie wir es tun? Diese Art von Ding, das Sie zu entwerfen versuchen, ist ein Container – dazu gedacht, Dinge zu halten, Dinge zu transportieren usw.

Was soll es noch können?

Nun, wir ignorieren Masse und Reibung des Handwaviums, also haben wir zwei Probleme - Das Problem der Wirtschaftlichkeit (siehe Antwort von Benutzer 20486) Das Problem der Geometrie

Ich nehme an, wir kümmern uns nicht so sehr um Wirtschaftlichkeit - wenn wir uns nicht um die Masse oder Reibung oder Stabilität oder Stärke des Handwaviums kümmern, warum sollten wir uns dann darum kümmern, wie viel es kostet?

Geometrie.

Um darauf zurückzukommen, dass es sich um einen Container handelt, der mit seinen internen Objekten interagiert, möchten wir wahrscheinlich, dass er im Inneren effizienten Platz hat. Aber solange Sie einen guten Architekten haben, der Korridore und Räume entwirft, kann die Außenseite im Grunde immer noch jede Form haben.

Wenn Sie sich also nicht um seine internen Interaktionen kümmern, womit wird es extern interagieren? Wir wissen bereits, dass es 1) im Weltraum fliegen und 2) auf Planeten landen muss.

Das Fliegen im Weltraum kann wirklich jede Form haben, außer wie werden Sie die Triebwerke montieren? Wenn Sie es nicht mit einer Art Feldteleportationsantrieb betreiben, der sich nicht um das Drehmoment kümmert, werden Objekte daran befestigt, die den Rest des Schiffes ziehen oder schieben. Für drehende Triebwerke müssen sie weiter vom Massenmittelpunkt des Schiffes entfernt sein, aber nicht so weit, dass sie beim Abfeuern brechen. Der Schubantrieb muss symmetrisch ausbalanciert sein (alles hinter dem Massenmittelpunkt wie bei normalen Raketen oder auf jeder Seite ausbalanciert wie beim Raumschiff Enterprise) oder Sie können nicht in einer geraden Linie reisen. Wenn Sie eine Art Teleportationsmechaniker haben, spielt dies natürlich auch keine Rolle.

Um auf etwas Festem zu landen, wäre es sinnvoll, etwas "flaches" zu haben. Ob dies ein tatsächlich flacher Teil des Schiffes oder Beine ist, die meisten Landeplätze, die ich mir vorgestellt habe, sind eine schöne flache Oberfläche. Dies würde auch bedeuten, dass, wenn das Be- und Entladen auf einem Planeten geplant werden soll, dies wahrscheinlich auch bequem sein sollte.

Wird Ihr Schiff mit irgendetwas andocken? Das Andocken an Raumhäfen/andere Raumschiffe/Satelliten ist ebenfalls eine Überlegung.

Muss Ihr Schiff überall hinpassen? Zum Beispiel wäre es im offenen Raum räumlich so ineffizient und würde sich überall ausbreiten, wie es will, aber wenn es jemals an einem Ort mit mehreren Schiffen wäre, wäre das schrecklich.

Angesichts der Tatsache, dass Sie die meisten physischen Formbeschränkungen beseitigt haben, würde dies meiner Meinung nach von der sozialen Struktur und den landwirtschaftlichen / industriellen Bedürfnissen an Bord bestimmt werden. Für eine hochgradig egalitäre Gesellschaft, die hauptsächlich auf Kernfamilien basiert, würde ein kreisförmiges Design mit einem zentralen öffentlichen Kreis mit Ringen, die Wohn- und dann Industrie- und / oder Landwirtschaftszonen gewidmet sind, funktionieren. Für eine hierarchischere Gesellschaft könnte eine buchstäbliche Pyramide oder nur eine längliche Form besser funktionieren, wenn die Führung vorne / oben auf dem Schiff liegt und die mit niedrigerem Status weiter hinten / unten.