Diese Lebensräume sind Teil eines Dyson-Schwarms in meinem Design. Daher würde jegliche Strahlung aus diesem äußeren seitlichen Bereich von den anderen Lebensräumen absorbiert und nicht in den Weltraum abgestrahlt.

Ein perfekter Kreis mit einem Radius von 1 AE hat einen Umfang von fast einer Milliarde Kilometern. Ein McKendree-Zylinder hat einen Durchmesser von etwa 1000 km. Wenn sie 1000 km voneinander entfernt sind, könnten Sie ~470000 Lebensräume unterbringen, was Ihnen eine innere Gesamtoberfläche von ~6x10 ¹² km ergibt, was ungefähr dem 12000-fachen der Erdoberfläche entspricht. Russland ist eine der am dünnsten besiedelten Regionen der Erde mit nur 8,4 Einwohnern pro Quadratkilometer, was Ihnen viel Platz für fünfzig Billionen Menschen bietet. Jeder Lebensraum hätte einen fast vollständig klaren Himmel um sich herum, sodass eine Abstrahlung in alle Richtungen absolut in Ordnung wäre und nur ein kleiner Teil der abgestrahlten Wärme wieder absorbiert würde.

Dies ist nur ein einziger Ring um den Stern ... Sie könnten eine Größenordnung mehr Lebensräume in einer Kugel um den Stern verteilen und sie wären noch weiter voneinander entfernt.

Ich bin mir nicht sicher, wofür Sie Ihren dichten Schwarm brauchen oder wie Sie genug Masse finden würden, um ihn zu bauen, oder wie Sie ihn mit Menschen füllen könnten. Aber wie auch immer, schimpfen Sie: Lasst uns weitermachen.

Der einzige Bereich, der direkt ins Leere strahlen könnte, wäre die Endkappe, die nicht der Sonne zugewandt ist.

Siehe, der Querschnitt eines Zylinders mit modifizierter äußerer Geometrie, um a) eine größere äußere Oberfläche und b) ein Mittel zum Abstrahlen von Wärme zu unterstützen, ohne sie seitlich zu richten. Selbst wenn Sie die sonnenseitigen Paneele nicht verwenden (und sie würden durch das Paneel davor vor der Sonne beschattet), haben Sie immer noch eine größere Oberfläche als der Zylinder selbst.

Beachten Sie auch, wie Sie die Fläche der raumwärts gerichteten Endkappe erheblich vergrößern können, wenn Sie das Gefühl haben, dass Sie dies tun müssen.

Ich denke, dies kann irgendwie gelöst werden, indem ein Kreislauf für die Atmosphäre geschaffen wird, der es ihr ermöglicht, sich einige Zeit außerhalb des Lebensraums zu befinden, um die Wärme abzustrahlen, ohne sie an den Weltraum zu verlieren, und diesen Kreislauf auf unbestimmte Zeit laufen zu lassen.

Wasser ist ein hervorragendes Material zur Abschirmung von Partikelstrahlung, ist nützlich für die Bewohner des Lebensraums und hat eine sehr hohe Wärmekapazität. Zirkulieren Sie es durch die äußere Hülle Ihres Lebensraums, um das Innere sowohl abzuschirmen als auch zu kühlen. Leiten Sie es durch externe Radiatoren, um es wieder zu kühlen.

Idealerweise verwenden Sie ein Wärmepumpensystem, möglicherweise als zweiten Kühlkreislauf, um den Wasserschild zu kühlen und Ihre externen Heizkörper mit einer höheren Temperatur zu betreiben ... die von einem schwarzen Körper abgestrahlte Leistung ist proportional zur vierten Potenz seiner Temperatur Daher ist es wünschenswert, Ihre Heizkörper heiß laufen zu lassen, um sie klein zu halten. Wenn Sie in einem Dyson-Schwarm sind, haben Sie eindeutig genügend Energie, um solche Geräte zu betreiben, sodass die Ineffizienz kein Problem darstellt

Wenn sich dieser Kühler dreht, werden die Spannungen ihn höchstwahrscheinlich auseinanderbrechen. Gibt es also eine Möglichkeit, einen nicht rotierenden Kühler mit einem rotierenden Lebensraum zu verwenden?

Bist du sicher, dass du schon am Rand des Umschlags für deine Materialien bist? Sie haben keinen Habitatradius oder Rotationsrate angegeben und ich werde keine Vermutungen anstellen, aber es besteht eine gute Chance, dass ein großes rotierendes Strahlerfeld durchaus möglich ist.

Sie könnten den Strahler nicht drehend machen, und die dafür erforderliche Technik ist in der Tat ein Kinderspiel im Vergleich zu der, die erforderlich ist, um ein Sonnensystem zu demontieren und es in eine dichte Habitatwolke zu verwandeln. Es sollte aber nicht nötig sein.

Heatpipes sind die Antwort:

Diese wurden für die McKenzie Valley-Pipeline verwendet, um den Permafrost unter den Stützen kalt zu halten.

Gedankenexperiment: Nehmen Sie ein 30 Fuß langes Stahlrohr und füllen Sie ein paar Gallonen flüssiges Propangas hinein. Lassen Sie es kochen und drücken Sie die Luft heraus. Verschließen Sie es. Propan verflüssigt sich bei -40 unter normalem atmosphärischem Druck und normaler Temperatur und ist bei etwa 120 psi eine Flüssigkeit.

Legen Sie das Rohr mit etwa 10 Fuß freigelegt in den Boden.

Wenn es draußen kalt ist (den ganzen Winter), kondensiert Propan am oberen Ende, rutscht an der Rohrwand herunter, trifft auf den vom Boden erwärmten Teil und kocht. Dies geschieht, solange das obere Ende kälter ist als das untere Ende.

Wenn das obere Ende warm wird, haben Sie nur warmes Propangas bei welchem ​​Druck auch immer im Gleichgewicht mit der Flüssigkeit am unteren Ende ist.

Dies hilft Ihrem Lebensraum nicht, da Sie möchten, dass das innere Ende kalt wird. Sie setzen also ein Material ein, das Ihre Arbeitsflüssigkeit aufsaugt, und jedes Wärmerohr hat eine Pumpe, die Flüssigkeit aus dem Sumpf am Raumende zieht und den Docht am inneren Ende benetzt.

Sie möchten Ihre Arbeitsflüssigkeit so wählen, dass sie NICHT zu einem Feststoff gefriert, wenn ein Rohr eine Weile nicht verwendet wird. (Feststoffe pumpen nicht gut), sondern auch, um angemessene Mengen an Hitze zum Kochen zu schlürfen. LOX? Flüssigstickstoff?

Jetzt dafür Sie eine Menge Heizkörper. Eine Seite Ihres Habitats erhält 1300 W/m2

Dieser Rechner https://www.spectralcalc.com/blackbody_calculator/blackbody.php besagt, dass ein schwarzer Körper bei 0 C (273 K) 300 W in den Weltraum abstrahlt. Pro Quadratmeter Absorber braucht man also zwischen 4 und 5 Quadratmeter Heizkörper.

Jedoch. Keine Fenster. Für das Pflanzenwachstum brauchen Sie nichts wie volles Sonnenlicht. Und derzeit nutzen wir nicht annähernd die volle Kraft des Sonnenlichts, das auf die Erde trifft.

Berechnen Sie also Ihren Energiebedarf pro Person, nicht auf Flächenbasis, und streichen Sie den größten Teil des Lebensraums weiß.

Die Seiten sind mit Grübchen bedeckt, um die Heizkörper zu beschatten.

Machen Sie Ihren Zylinder etwa fünfmal so lang wie breit. Dies ergibt eine Strahlungsfläche von Pi * r* 10r, während die absorbierende Fläche Pi r^2 beträgt. Die seitlichen Strahler leisten nur etwa 75 W (ungefähr 1/4) der Strahlung eines Strahlers, der auf eine Halbkugel des leeren Raums gerichtet ist.

Bearbeiten: Der Benutzer hat einen Dyson-Schwarm von Lebensräumen. Seitliche Abstrahlung funktioniert noch: Aber der Wirkungsgrad sinkt. Was jetzt erforderlich ist, ist, dass Strahler in dem Sinne „bestrahlt“ werden, dass jeder Lebensraum die Spitze eines Strahlungskegels ist. Der Kegel muss schmal genug sein, um die benachbarten Lebensräume zu verfehlen. Dies ist bei geringer Schwarmdichte keine lästige Anforderung, wird aber mit zunehmender Dichte zunehmend schwieriger.

Die Natur eines Schwarms ist, dass er in „Gürteln“ ausgeführt werden muss. Umlaufbahnen sind von Natur aus planar und koplanar mit dem Massenzentrum des Zentralsterns. Sie können also eine Umlaufbahn bei 1 AU haben, die 1 Lebensraum breit ist. Vermutlich haben sie einen gewissen Abstand, wahrscheinlich um ein Vielfaches ihrer eigenen Größe. Die Heizkörper, die vage auf das angrenzende Habitat gerichtet sind, wirken also erst, wenn sie vorbeischwingen. Aber wenn der Abstand sagen wir das 10-fache der Größe des Habitats beträgt, verschlechtert dies Ihr Heizsystem um etwa ein Prozent.

OK. Gürtel 2, den Sie bei 1,01 AU einführen, sagen wir 60 Grad zum ersten. Es fällt gelegentlich zweimal pro Umlauf ein Schatten darauf.

Gürtel 3, den Sie bei 1,02 AU einsetzen, ebenfalls bei 60 Grad, aber Sie rücken den aufsteigenden Knoten auch um 60 Grad vor. Es hat 4 Chancen, dass ein Schatten darauf fällt.

Nehmen Sie nach einer Weile an, Sie hätten 50 % der Strahlung des Sterns abgefangen. Nach wie vor gilt die Regel: Nimmt man 1300 W/m2 Sonnenlicht ein, braucht man 4,5 Quadratmeter perfekten schwarzen Strahlers bei 273 Grad, um es wieder auszustrahlen.

Hier fällt meine Thermodynamik hin. 273K fällt in das hohe Mikrowellen-/Ferninfrarotband. Wenn Sie Ihre Wärme als Strahl von Mikrowellenenergie abgeben können, können Sie gewinnen. Aber ich vermute, dass dies in die Klasse „kein kostenloses Mittagessen“ fällt. Dass zum Strahlen mehr Energie benötigt wird, als das System verbraucht.

Ihr Tidal Locking Dilema

Sie richten bereits gezeitengesperrte Solarmodule auf die Sonne, platzieren Sie die Module einfach zwischen der Sonne und Ihrem Lebensraum. Dies stellt Ihren gesamten Wohnraum in ihren Schatten. Dann müssen Sie nur noch Dinge, die Wärme erzeugen (Beleuchtung, Computersysteme usw.), in Ihrem Lebensraum gleichmäßig verteilen, so dass sie gleichmäßig verteilt sind, damit es keinen großen Entstehungsgradienten für Wärmequellen gibt. Dann schaffen Sie einfach genug Oberfläche auf der Außenseite des Lebensraums, um die Wärme so schnell abzustrahlen, wie Sie es schaffen.

Oder wenn Sie Ihr genaues Design beibehalten möchten, platzieren Sie Dinge, die mehr Wärme erzeugen, wie Maschinenhallen, Fertigung, Gewächshäuser usw., auf der Rückseite der Station und die Infrastruktur mit geringerer Leistung in der Nähe der Vorderseite, wo sie passiv beheizt wird.

Dein Schwarm-Dilemma

Beim Bau eines Dyson-Schwarms spielen Faktoren eine Rolle, die einschränken, wie dicht Ihre Wolke gebaut werden kann. Wenn Sie die Lebensräume zu dicht beieinander platzieren, werden die Schwerkraft und winzig kleine Asymmetrieebenen eine Asymmetriekaskade verursachen, die zu einer Akkretion führt. (Wie der ganze Staub, der die Planeten geformt hat) Das bedeutet, dass Sie Ihre Lebensräume wirklich weit voneinander entfernt brauchen. Sicher, Sie können Tausende, vielleicht sogar Millionen von ihnen um einen Stern herum anbringen, aber bei weitem nicht genug, um eine auch nur halbwegs solide Hülle zu schaffen.

Aus diesem Grund werden sie nie nah genug beieinander sein, damit seitliche Strahlung ein Problem darstellt ... es sei denn, etwas ist schrecklich schief gelaufen. In diesem Fall steht den Menschen im Inneren eine viel schlimmere Zeit bevor als nur einige Probleme mit der Wärmestrahlung.

Dyson-Sphären und Ringwelten überwinden dieses Problem durch ihre theoretische strukturelle Integrität, aber Schwärme brauchen ihre Distanz.

Sie könnten zwar versuchen, dies mit Triebwerken zu überwinden, aber das schafft auch jede Menge Probleme. Zunächst einmal haben Sie hier ein massives Mehrkörperproblem. Eine Kursanpassung in einem würde einen Dominoeffekt über den Abstand aller Stationen verursachen. Dies würde eine lächerliche Menge an Berechnungen und Schub im Laufe der Zeit erfordern, um dies zu berücksichtigen. Der Schub erfordert ein Masseopfer (es sei denn, Sie haben ein nicht-newtonsches Antriebssystem); Ihr Schwarm müsste also einen konstanten Zustrom von Materie von anderen Orten im Sonnensystem verbrauchen, was zu allen möglichen langfristigen Problemen führen wird. Schließlich feuert Schub Hochgeschwindigkeitsmasse in linearer Richtung auf das Objekt ab, von dem Sie wegkommen möchten. Das bedeutet, dass Ihre Stationen nahe genug kommen, um sich gegenseitig mit manövrierenden Triebwerken zu verletzen, lange bevor sie nahe genug kommen, um sich gegenseitig mit strahlender Hitze zu verletzen.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass Wärme in sphärischen Wellen ausstrahlt, nicht in geraden Linien; Selbst wenn die Strukturen wie unten gezeigt sehr nahe beieinander liegen, würde die meiste Wärme immer noch in Winkeln abgestrahlt, die in den Weltraum gerichtet sind. In der Grafik unten würden Sie etwa 4/5 der Strahlungswärme auf dieser Achse in den Weltraum abgeben und eher 14/15 auf der anderen Achse, was bedeutet, dass selbst so nahe beieinander liegende Körper nur etwa 1/75 erhalten die Strahlungswärme des anderen Körpers.

Ihr Endkappen-/Kühler-Dilemma

Ich denke, mein letzter Punkt löst das meistens für Sie, aber falls es noch Zweifel gibt: Wenn Ihre Endkappen die gleiche Bevölkerungsdichte wie Ihr Lebensraumring haben, ist die Wärme pro Fläche geringer als der Rest des Zylinders, weil sie haben die zusätzliche Wand. Die Ausnahme in Ihrem aktuellen Design ist Ihre der Sonne zugewandte Endkappe, die bei Bedarf mit Sonnenkollektoren abgeschirmt werden kann, wie ich bereits erwähnt habe.

In jedem Fall müssen Sie sich auch keine Sorgen machen, dass Heizkörper Ihren Ring weniger stabil machen, richtig ausgelegt haben sie sogar den gegenteiligen Effekt. Gerüste sind stärker und leichter als eine feste Oberfläche, und Rohre sind stärker und leichter als feste Stäbe; Sie müssen also nur eine gerüstförmige Heizkörperstruktur aus Heizkörperrohren aufbauen, die über genügend Oberfläche verfügt, um die Anforderungen zu erfüllen, die Sie in einem bestimmten Bereich um den Umfang der Struktur benötigen. Diese Formen strahlen nicht nur Wärme ab, sondern verstärken die Station als Ganzes.

Ordnen Sie Ihre Solarmodule neu an und vergrößern Sie sie, sodass sie Ihren gesamten Zylinder fast vollständig vor der Sonne abschirmen. Die einzigen Öffnungen, die Sie benötigen, sind ein Eingang zu Ihrem Spiegelsystem für die Innenbeleuchtung.

Ordnen Sie alle benötigten Kühler an der Außenhülle an, die immer noch beschattet werden, um eine hervorragende Kühleffizienz zu gewährleisten.

Beachten Sie, dass eine sichtbar rotierende Struktur nicht das wahrscheinliche Erscheinungsbild von Lebensräumen ist, die Rotation verwenden, um "Schwerkraft" zu erzeugen. Alle rotierenden Strukturen werden wahrscheinlich in nicht rotierenden Schalen enthalten sein.

Irisschirm aus Metall oder Lattenschirm

Da Ihr Design die Nabe immer auf die Sonne, die primäre Wärmequelle, ausrichtet, macht es das Entwerfen eines Lichtschutzes wirklich einfach. Bauen Sie einen Turm direkt außerhalb des Hubs (er kann einen Versatz haben, wenn Sie dort landen möchten). Bauen Sie eine sonnenblockierende Struktur auf, die fein abgestimmt werden kann. Es gibt viele gute Formen.

Die einfachste Form sind nur zwei radial perforierte Scheiben, breiter als der Lebensraum. Wenn Sie es hell haben möchten, drehen Sie eine Scheibe so, dass die Perforationen aufeinander ausgerichtet sind und das maximale Licht hereinkommt. Wenn Sie es dunkel haben möchten, drehen Sie die Scheibe so, dass die Perforationen nicht ausgerichtet sind. Wenn Sie Ihren Motoren und Schmiermitteln vertrauen können, drehen Sie sie nur sehr langsam, sodass sie sich in einem 24-Stunden-Zyklus von Aufhellen und Abdunkeln befinden.

Ihr Kühler kann sich am anderen Nabenende befinden. Im Schatten des Habitats und dessen Schatten gibt es Wärme ins Freie ab. Wärme muss in den Kühler gepumpt werden, vielleicht mit festen Neopentylglykol-Kältemitteln.

Das Problem bei diesem Design ist, dass es mit dem Drehmoment nicht gut zurechtkommt. Sie benötigen einen sehr zuverlässigen und reaktionsschnellen und proaktiven Satz von Triebwerken, wahrscheinlich einen Ring um jede Nabe, um das Hab und Gut im Dunkeln orientiert zu halten. Wenn Schiffe andocken, kleine Einschläge stattfinden, die Drehung voranschreitet usw., dann kann das Habitat ins Licht schwingen.

Wärme breitet sich auf der Erde durch Konvektion, Leitung und Strahlung aus. Im Weltraum sind Konvektion und Leitung fast vollständig nicht vorhanden, sodass Strahlung die einzige Methode ist, Wärme hinzuzufügen oder abzuziehen.

In Ihrer Station absorbiert alles, was der Sonne zugewandt ist, Wärme. Alles, was der Sonne abgewandt ist, strahlt Wärme ab. Sie müssen nur die absorbierte Wärme mit der Wärme ausgleichen, die erforderlich ist, um einen komfortablen Lebensraum zu erhalten, und dann die verbleibende Wärme von der Station auf schattigen Flächen abstrahlen, die von der Sonne abgewandt sind.