Das Leben auf dem zerbrochenen Ring – eine Frage der Größe

Eines meiner laufenden Projekte ist das, was ich als die „Constructed Worlds Gallery“ bezeichne, eine Reihe von Megastrukturen als Kulissen für Geschichten und Spiele, darunter Dinge wie der „Flying Pie-Teller“, ein Gericht in Weltgröße, wie von Larry Niven vorgeschlagen Ausgangspunkt für den Bau des Habitats in Ringworld , einem galaktischen Rettungsboot der Alderson-Scheibe und einem Kleeblatt-Möbius-Knoten, der von einer Gruppe von Drachen auf der Flucht vor Cthulhu herbeigezaubert wurde. Vor allem spiele ich gerne mit den impliziten geophysikalischen Problemen, die solche Strukturen sonst relativ schnell unbewohnbar machen würden, den seltsamen Umgebungen, die sich aus ihrer Lösung ergeben, und dem Alltag ihrer Bewohner.

Mein neuestes Projekt ist ein Stück, oder vielmehr Stücke, einer kaputten Ringwelt, aber ich habe Probleme herauszufinden, wie groß die bewohnbare Zone auf solchen Objekten tatsächlich sein wird, wenn man die folgenden Annahmen berücksichtigt ...

Mein Verständnis ist, dass unter den unten aufgeführten Bedingungen die Seitenwände des ursprünglichen Rings weiterhin ihre Rolle erfüllen und die Krümmung des Ringsegments schließlich ausreichen wird, um einen ähnlichen Effekt zu erzielen.

Frage: Wie lange müssen die Brocken einer zerbrochenen Ringwelt gemäß den ursprünglichen Designspezifikationen sein, damit die maximal große Atmosphärentasche im Konstrukt verbleibt, und wie groß wird sie sein?

Annehmen, dass:

  • Abgesehen davon, dass sie von ihren benachbarten Ringabschnitten getrennt sind, sind die Teile ansonsten intakt.

  • Die fraglichen Teile sind über die Breite und nicht über die Länge des Rings gebrochen, sodass beide Seitenwände intakt sind.

  • Die Abschnitte liegen unter der Standardbeschleunigung von 0,992 g. Dies ist schubinduzierter, notwendig, um sie in einer Umlaufbahn zu halten, die näher an ihrer Primärbahn liegt, als es bei ihrer Umlaufgeschwindigkeit sein sollte.

  • Sie befinden sich in derselben Goldilocks-Umlaufbahn, für die sie gebaut wurden, oder in etwas Ähnlichem.

Ich weiß, dass das Szenario erhebliche technische Herausforderungen bei der Einrichtung mit sich bringt, die für diese Frage völlig außerhalb des Bereichs liegen.

Bitte beachten Sie auch, dass das Endergebnis dieser Frage zwar eine Frage relativ einfacher Mathematik sein kann, es sich jedoch in erster Linie darum handelt, die richtige Mathematik zum Arbeiten zu finden (daher die Bezeichnung „Hard Science“), da ich dies zweimal mit unterschiedlichen Ansätzen habe , und erhalten konsistente Ergebnisse, die sich um mehrere Größenordnungen unterscheiden und von denen keines richtig aussieht, wenn es maßstabsgetreu gezeichnet wird.

Es scheint, dass bestimmte Annahmen getroffen werden, die nicht gültig sind, lassen Sie mich klarstellen:

  • Dies ist keine Ringwelt im Originalzustand.

  • Dies ist nicht einmal unbedingt eine Ringwelt in ihrer ursprünglichen Umgebung.

  • Stellen Sie sich Bruchstücke als geborgene Objekte vor, die zu Mega-Lebensräumen umfunktioniert wurden.

  • Diese Frage betrifft überhaupt nicht die Tatsache, dass dieses Szenario außerhalb unseres derzeitigen Verständnisses von Physik liegt, es geht darum, ob das beschriebene Konstrukt Atmosphäre aufnehmen kann und wenn ja, wie viel.

Ihr Hard-Science-Tag macht jede Antwort ungültig, die ich geben könnte, aber unterm Strich ist das Beste, was Sie bekommen könnten, eine winzige "Pfütze" Atmosphäre in der Nähe des Zentrums eines ausreichend langen Fragments, das von seiner Schwerkraft (aufgrund seiner Masse) gehalten wird. Keine Beschleunigung, weil nichts das Fragment noch um den Stern zieht.
@ZeissIkon Es wird immer noch eine Beschleunigung angewendet, um das Objekt gemäß dem Tortenplattenszenario in Bigger than Worlds in der zirkumstellaren Umlaufbahn zu halten . Die Physik funktioniert, es ist der Effekt, den ich nicht ganz sortieren kann.
Die Tortenplatten halten nur dann eine Atmosphäre, wenn sie zusammengebunden sind – um Ihre 0,992 G um einen G2-Stern wie Sol herum zu bekommen, benötigen Sie ca. 770 km/s Felgengeschwindigkeit. Das ist weit über Systemflucht.
@BilboBaggins Aus dem Gedächtnis gibt es dort ja eine Diskrepanz.
Eigentlich nicht, mir ist gerade aufgefallen, dass ich Meilen / min statt Meilen / Stunde gemacht habe. Das Design ist genau.
@BilboBaggins Es gab im Original in der ersten Ausgabe, ich erinnere mich, dass ich die Berechnungen für etwas zu tun durchgeführt habe und festgestellt habe, dass etwas leicht daneben war.
@ZeissIkon Die erste Tortenplatte wird durch Schub in der Umlaufbahn gehalten, muss sein oder das Schema funktioniert einfach nicht, es ist "...eine Struktur von der Größe einer Welt und die Form einer Tortenplatte mit einem riesigen Raketentriebwerk darunter und eine Biosphäre in der Schale."
@Ash Wenn sich der Ring also in "Kuchenplatten" auflöst, ist der Schub erneut erforderlich, um ihre Umlaufbahn aufrechtzuerhalten.
Lässt sich diese Frage also nur auf eine Akkordhöhenberechnung übertragen, um einen Atmosphärenklecks in der Mitte eines unterbrochenen Segments zu erhalten? Es wäre schön, wenn Sie zumindest Ihre beiden vorherigen Versuche erwähnen könnten, die fehlgeschlagen sind, um zu verhindern, dass die Leute denselben Weg einschlagen.
Also ich bin etwas verwirrt. Laut der Frage verstehe ich, dass es um Segmente eines Rings geht, aber in den Kommentaren wird von "Tortenplatten" gesprochen. Wie sehen diese Segmente aus?
Also sehr langfristiger Dauerschub? Bussard Ramscoops, die den Sonnenwind verbrennen? Ihre Tortenplatte mit einer Rakete darunter verstößt gegen Ihr eigenes Hard-Science-Tag; es ist mit bekannten Physikraketen physikalisch unmöglich.
Ich denke, das Hard-Science-Tag ist gültig, da "Warum sind die Materialien unrealistisch stark" und "Wie werden die Segmente beschleunigt" nicht wirklich notwendig ist, um die Frage zu beantworten. Das Design enthält alle erforderlichen mathematischen Faktoren, und für diese Frage ist die harte Wissenschaft gültig.
@ZeissIkon Nicht relevant, gemäß der Frage "Ich weiß, dass das Szenario nennenswerte technische Herausforderungen bei der Einrichtung mit sich bringt, die für diese Frage völlig außerhalb des Bereichs liegen." Das Hard Science-Tag gilt für die gestellte Frage, selbst wenn das Szenario über unser derzeitiges Verständnis der Physik hinausgeht.
@BilboBaggins Die Tortenplatte ist ein Zwischenpunkt, der theoretisch zum Bau einer Ringwelt verwendet wird. Es handelt sich um eine flache kreisförmige Struktur mit einem Durchmesser von etwa 25484,2 km mit einer 1500 km langen Mauer um den Rand, die der Sonne zugewandt ist, und einem Triebwerk irgendeiner Art an der Unterseite, um Pseudo- Schwere. Die Segmente in dieser Frage wenden das gleiche Prinzip an, sind jedoch gebogene Ringstücke mit intakten Seitenwänden und der Krümmung, die meiner Meinung nach für die Endwände verantwortlich ist.
@Alexander Das ist die Idee.
@StarfishPrime Ich denke, darauf läuft es hinaus, aber ich möchte das Wasser nicht mit dem trüben, was ich versucht habe, weil ich denke, dass ich es völlig falsch gemacht habe. Ich bin mir nicht einmal ganz sicher, ob das so funktioniert.
"Ich möchte wissenschaftlich fundierte Antworten, aber ohne die eigentliche wissenschaftliche Praxis." Daher habe ich meine Antwort gelöscht.
Ich habe dafür gestimmt, dies offen zu halten, weil ich denke, dass es zu 99,8 % klar ist. Aber, Ash, meintest du "Taschenatmosphäre mit maximaler Größe"? Denn per Definition wird das Maximum dadurch erreicht, dass man ein Stück Material vom Ring kratzt und ihn für „gebrochen“ erklärt. Ich hoffe aufrichtig, dass Sie nach der Mindeststückgröße fragen, um eine Atmosphäre aufrechtzuerhalten. Andernfalls muss ich stimmen, um als POB zu schließen. (Auch mit "wie groß wird es sein?" Ich nehme an, Sie beziehen sich auf die Atmosphäre?)
Ich denke, die Schwäche der Prämisse ist, dass die Technologie / Wissenschaft, um durchführbar zu sein, so weit über unser derzeitiges Verständnis solcher Dinge hinausgehen müsste, dass es auch keinen Sinn macht, die atmosphärische Eindämmung durch unser aktuelles Wissen einzuschränken . Wenn in die Konstruktion und Beschleunigung der Fragmente "derzeit unmögliches" Zeug einfließt, warum nicht einfach futuristische Zauberwissenschaft, die verhindert, dass die Atmosphäre wegfliegt? Die Mindestgröße wäre die Mindestgröße, die die Erzählung benötigt; Magic-Science kümmert sich um den Rest.
Sie sagen "Sie befinden sich in derselben Goldilocks-Umlaufbahn, für die sie gebaut wurden", aber Sie erkennen möglicherweise nicht, dass die Rotationsgeschwindigkeit einer Ringwelt viel schneller sein müsste als die Umlaufgeschwindigkeit in ihrer Entfernung, damit künstliche Schwerkraft darauf vorhanden ist. Ein Objekt im Orbit befindet sich im freien Fall und fühlt daher per Definition 0 G. Wenn sich eine Ringwelt mit Umlaufgeschwindigkeit drehen würde, würde dies bedeuten, dass die Zentrifugalkraft in ihrem rotierenden Referenzrahmen gleich und entgegengesetzt zur Gravitationskraft des Zentralsterns wäre, sodass sie sich in diesem Rahmen aufheben würden.

Antworten (4)

Wenn zwischen den Abschnitten des Rings eine Lücke besteht, kann die gesamte Atmosphäre wie folgt durch die Lücke strömen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Frage ist wirklich nicht, wie lange Segmente Sie benötigen (die Antwort wäre "ganz um den Kreis herum"), sondern wie Sie verhindern können, dass die Atmosphäre an den Enden austritt. Hier sind drei Vorschläge:

  1. Tut, was Trump will. "Bau eine Mauer! Das wird UGE!" Wie groß genau?

Basierend auf der Gleichung zu dieser Frage und unter Verwendung dieses Rechners habe ich berechnet, dass die "Grenze" Ihrer Atmosphäre etwa 99,5 Meilen über der Oberfläche liegen wird. Eine 100 Meilen hohe Mauer würde funktionieren. Technisch gesehen ist das unmöglich, aber wenn Sie ein Material haben, mit dem Sie den Ring bauen können, haben Sie eines, mit dem Sie die Wand bauen können. Hier ist ein Diagramm (ich liebe Diagramme):

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  1. Winkeln Sie die Hälften jedes Segments manuell an, um die Atmosphäre wie folgt einzufangen (übertrieben):

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es ist möglich, dass Leben unterhalb von 5 Meilen Höhe überlebt. Hier ist die Gleichung dafür, wie weit vom Scharnier entfernt das Segment bewohnbar sein wird: D = 10 S ich N ( A ) . Ersatz für A , D = 10 S ich N ( S ich N 1 ( 200 L ) ) , was sich reduziert auf D = L 20 . Ein Zwanzigstel des Segments wird bewohnbar sein. „Eine kleine Pfütze“ war richtig.

  1. Erweitern Sie die Umlaufbahnen der Segmente, um die Krümmung der Segmente größer als die Krümmung der Umlaufbahn zu machen und die Atmosphäre wie eine Schüssel zu halten. Hier ist ein Diagramm.

Der schwarze Kreis ist die Umlaufbahn des Segments, der graue Kreis zeigt, wie der Ring vollständig aufgebaut aussehen würde, und der grüne Bogen ist ein Beispiel für ein Segment dieses Rings.

"Was sind diese Dinge?" Der schwarze Kreis ist die Umlaufbahn des Segments, der graue Kreis zeigt, wie der Ring vollständig aufgebaut aussehen würde, und der grüne Bogen ist ein Beispiel für ein Segment dieses Rings. Alle anderen Linien sollen helfen, die Mathematik zu erklären.

Maßgebend ist der Abstand vom Segmentrand zum Orbitkreis. Ich werde viel rechnen, ertrage es mit mir.

Hier sind die Variablen: R Ö ist der Radius der neuen Umlaufbahn (schwarze Linie), R ich ist der Radius der alten Umlaufbahn (blaue Linie) und A ist der Winkel des Rings, der durch die Strahlen von der Mitte des Rings zu den Enden eines bestimmten Segments gebildet wird (grüner Bogen).

Der blaue Winkel ist die Hälfte des Grüns, also ist es so A 2 . Die Länge der grünen Linie beträgt R ich ( Sünde A 2 ) ) . Die Länge der lila Linie ist ähnlich: R ich ( cos A 2 ) Die Länge der roten Linie beträgt R Ö abzüglich der verbleibenden Entfernung vom Ende der violetten Linie bis zum schwarzen Kreis, also ist es so R Ö ( R ich R ich ( cos A 2 ) ) . Um die Länge der braunen Linie zu finden, wenden wir den Satz des Pythagoras auf die grüne und rote Linie an: ( R ich ( Sünde A 2 ) ) 2 + ( R Ö ( R ich R ich ( cos A 2 ) ) ) 2 Der letzte Schritt besteht nun darin, die Höhe des Endes des Segments zu ermitteln, indem Sie die braune Linie davon subtrahieren R Ö . Also die Höhe des Segmentendes H relativ zur Bahn ist:

H = R Ö ( R ich Sünde A 2 ) 2 + ( R Ö ( R ich R ich cos A 2 ) ) 2
H muss größer als 100 Meilen sein, um die gesamte Atmosphäre erfolgreich einzudämmen. Sie schlugen eine Umlaufbahn vor, die einige tausend Kilometer breiter als ursprünglich war, also mit einer Umlaufbahn von 9.5003 X 10 8 Meilen müssen die Segmente länger als 30° des gesamten Rings sein, um die Atmosphäre erfolgreich einzudämmen. Um herauszufinden, wie viel des Rings bewohnbar ist, verwenden Sie 5 als H , da das Leben in weniger als 5 Meilen Höhe überleben kann. Der Abschnitt des Segments auf dieser Umlaufbahn ( 9.5003 X 10 7 Meilen), die bewohnbar wären, wären 6° des Rings. Um also die Menge an bewohnbarem Raum in dieser Umlaufbahn zu maximieren, brechen Sie den Ring in zwölf gleiche Stücke und 1 5 des Rings wird bewohnbar sein.

Wenn wir die Dichte der Atmosphäre erhöhen, ist etwas mehr Fläche der Kugel bewohnbar. Laut Wikipedia können Menschen bei 6 Atmosphären ohne ernsthafte oder dauerhafte Nebenwirkungen durch Stickstoffnarkose oder die Toxizität von Sauerstoff überleben.

Mit diesem Rechner habe ich berechnet, dass die Kanten des Segments 150 Meilen hoch sein müssten, um 6 atm zu enthalten. Unter Verwendung meiner Gleichung müssten die Segmente 40 ° des Rings sein, um 150 Meilen an den Rändern zu erreichen. Eine Erhöhung des Drucks auf 6 atm würde das Segment bis zu einer Höhe von 18 Meilen überlebensfähig machen, sodass 12 ° der Segmente bewohnbar wären. Bei einer Umlaufbahn, die 3000 Meilen breiter ist als die des Originals, würde Ihr Ring idealerweise in 9 Segmente mit jeweils 6 Atmosphären Druck am Boden aufgeteilt, und 30 % des Rings wären „bewohnbar“.

Angesichts der Tatsache, dass Sie Wände an den Seiten des Rings haben müssen, sollten Wände an den Enden der Abschnitte keine allzu lästige Pflicht sein
Es wäre keine Zentrifugalkraft mehr vorhanden. Sobald die Fragmente auseinanderfallen, würden sie von der Sonne wegfliegen und Sie würden Ihre künstliche Schwerkraft verlieren.
Die Frage lautete: "Sie befinden sich in derselben Goldilocks-Umlaufbahn, für die sie gebaut wurden." Ich nehme an, das bedeutet, dass sie irgendwie in dieser Umlaufbahn bleiben werden.
Genau wie groß?
Erzeugt nicht die Krümmung selbst einen Endwandeffekt in ausreichend großem Abstand von der Mitte eines Segments?
Der Kreis, der durch die Umlaufbahn der Segmente gebildet wird, hat im Wesentlichen eine Höhe von 0, wobei die Bewegung auf den Stern zunimmt und die Höhe abnimmt. Eine Verlängerung der Segmente würde ihre Höhe nicht erhöhen, da ihre Krümmung genau mit ihrer Umlaufbahn übereinstimmt. Sie müssen die Höhe der Segmente an den Enden irgendwie erhöhen, um die Atmosphäre einzudämmen.
Siehe meinen Kommentar zur Umlaufbahn von Goldilocks im OP - eine Ringwelt müsste sich schneller als die Umlaufgeschwindigkeit drehen, um künstliche Schwerkraft zu erzeugen. Bei Umlaufgeschwindigkeit hebt sich die Gravitationskraft der Sonne mit der Zentrifugalkraft in der rotierenden Referenz des Rings auf rahmen.
Ich verstehe deinen Punkt nicht ganz. Wollen Sie damit sagen, dass einige Teile der Ringwelt nicht in der Umlaufbahn liegen?
@BilboBaggins "Der Kreis, der durch die Umlaufbahn der Segmente gebildet wird, hat im Wesentlichen eine Höhe von 0", was bedeutet, dass ein Ring mit einem viel kleineren Umfang als seiner aktuellen Umlaufbahn benötigt würde, damit seine Krümmung die Rolle ausfüllt?
@Ash, Das Erweitern der Segmente auf eine größere Umlaufbahn unter Beibehaltung ihrer Form würde funktionieren, aber die Umlaufbahn müsste je nach Länge viel größer sein. Ich kann meine Antwort bearbeiten, um sie zu erklären, wenn Sie möchten.
@BilboBaggins Okay, ich dachte, basierend auf dem, was Sie sagten, dass es ein paar tausend Kilometer breiter sein würde, welche Größenordnung denken Sie, wenn Sie "viel größer" sagen? Eine Bearbeitung wäre ideal, wenn es nicht zu viel Aufwand ist.
Ok, ich habe nachgerechnet (und bearbeitet) und es muss nicht radikal größer sein.
„Wollen Sie damit sagen, dass einige Teile der Ringwelt nicht in der Umlaufbahn liegen?“ Die anfängliche Ringwelt könnte sich an ihrem Radius schneller drehen als die Orbitalgeschwindigkeit, da es sich um einen starren Körper handelt, sodass jeder Abschnitt nicht-gravitative Kräfte vom Rest des Rings erfährt. Wenn es in Stücke zerbrechen würde, würde jedes Stück herausfliegen und sich in eine neue Umlaufbahn (wahrscheinlich eine sehr elliptische) bewegen, wo seine Geschwindigkeit an jedem Punkt mit der eines anderen Körpers in derselben Umlaufbahn übereinstimmen würde. Mein Punkt ist, dass die Teile keine künstliche Schwerkraft erfahren, wenn die Geschwindigkeiten den Umlaufbahnen entsprechen, da alle Umlaufbahnen im freien Fall sind.
... und wenn es keine künstliche Schwerkraft gibt, behält das Stück, selbst wenn es von Wänden umgeben ist, keine Atmosphäre bei (es sei denn, das Stück ist so massiv, dass seine eigene echte Schwerkraft ausreicht, um die Atmosphäre aufrechtzuerhalten, aber ich denke das Die übliche Idee bei Ringwelten ist, dass sie durch Drehen künstliche Schwerkraft erzeugen, siehe zum Beispiel diesen Artikel , in dem es heißt: "Um eine erdähnliche Schwerkraft zu erreichen, müsste sich die Ringwelt mit fast drei Millionen Meilen pro Stunde drehen")
@Hypnosifl, die Frage lautet: "Sie befinden sich in derselben Goldilocks-Umlaufbahn, für die sie gebaut wurden, oder etwas Ähnliches." Ich gehe davon aus, dass sie irgendwie so bleiben werden. Bei dieser Frage geht es ausschließlich darum, die Atmosphäre einzudämmen. Wie man die Segmente im Orbit hält, wäre eine ganz andere Frage.
Selbst wenn sie auf derselben Umlaufbahn bleiben, sagt die Frage nicht aus, dass sie sich mit derselben Geschwindigkeit wie die ursprüngliche Tangentialgeschwindigkeit des Rings bewegen - es ist möglich, dass der Ring beispielsweise an Geschwindigkeit verloren hat, bevor er auseinander brach. Das OP ging wahrscheinlich davon aus, dass die Geschwindigkeit gleich sein würde, erkannte aber nicht, dass sich ein Ring schneller als die Orbitalgeschwindigkeit drehen müsste, um künstliche Schwerkraft zu erzeugen.
Sie müssen sich mit der ursprünglichen Geschwindigkeit bewegen, um "unter der Standardbeschleunigung von 0,992 g" zu sein.
Ich sehe, dass Ash die Frage gestern bearbeitet hat, um zu sagen, dass die Beschleunigung "schubbedingt" war, hatte das vorher nicht gesehen - das löst die Schwierigkeit, die ich angesprochen habe.
@Hypnosifl Tut mir leid, mir ist klar, dass die Ringgeschwindigkeit massiv größer sein muss als die Orbitalgeschwindigkeit, um Pseudogravitation zu erzeugen. Ich habe es in der Frage einfach nicht so klar gemacht, wie ich es hätte tun sollen. Ich muss gegen die unbegründete Annahme ankämpfen, dass jeder, der Ringworld und/oder Bigger than Worlds gelesen hat , versteht, worum es geht, und daher davon ausgeht, dass andere dies auch tun. Es beißt mich regelmäßig.
Tut mir leid, dass meine Mathematik im Moment nicht so ist, also werde ich einfach fragen; Wie ändert sich, wenn überhaupt, das erforderliche "H" für einen bestimmten gewünschten Basisdruck, wenn sich die Umlaufbahn ändert?
@Ash, das Erforderliche H basiert auf Temperatur und Oberflächendruck. Ich gehe davon aus, dass Sie die Temperatur an einem bewohnbaren Ort halten werden. Der Oberflächendruck wird am stärksten durch die Änderung der Orbitale beeinflusst, wenn sich die Schwerkraft (Zentrifugalkraft) auf die Segmente ändert. Auch eine drastische Verringerung der Umlaufbahngröße wird zunehmen H da die Zentrifugalkraft schwächer wird, je näher die Atmosphäre dem Zentrum der Umlaufbahn kommt.
@BilboBaggins Cool, danke dafür.

Hier spielen mehrere physikalische Prinzipien eine Rolle.

1 - Die Ringwelt ist nicht "voll" mit Luft. Die barometrische Formelsagt uns, wie man die Verteilung von 1 Atmosphäre Luft in 1 G Gravitation modelliert. Ihre Ringwelt hat nicht genau 1 G, also ist dies nur eine Annäherung, aber eine sehr nahe. Wenn Sie die atmosphärische Dichte der Erde nach Höhe grafisch darstellen, werden Sie sehen, dass sich ein erheblicher Großteil der Luft in den unteren 20 km der Wände Ihres Rings befinden und nach etwa 100 km ein ungefähr raumähnliches Vakuum erreichen wird, aber Ihr Ring hat ~ 1609 km hohe Mauern. Wenn Sie Ihre Atmosphäre innerhalb dieses Raums gleichmäßig verteilen würden, wären Sie bei 0,512 % der atmosphärischen Dichte der Erde. Nicht wirklich ein Raum wie ein Vakuum, aber für die meisten praktischen Zwecke nahe genug, dass die meisten Menschen den Ring als dekomprimiert betrachten würden, bevor Sie tatsächlich eine nennenswerte Menge Luft verlieren.

2 - Es gibt keinen mathematischen Punkt der vollständigen Druckentlastung. Wenn Sie einen Dekompressionsalgorithmus verwenden, messen wir, wie lange es dauert, von einer Luftdichte zur anderen zu gelangen. Sie verlieren den Druck langsamer, wenn Sie sich Null nähern, ohne jemals Null zu erreichen. Das Auftreffen auf eine unbewohnbare Atmosphäre und das Auftreffen auf die Dichte des Weltraums sind also zwei SEHR unterschiedliche Zeitskalen.

3 - Luft kann nie schneller als mit Schallgeschwindigkeit dekomprimieren. Die meisten Dekompressionsalgorithmen berücksichtigen dies nicht, da sie messen, ob ein kleines Schiff Luft durch ein Loch verliert, das klein genug ist, damit dies kein Problem darstellt. Mathematisch gesehen sollte diese Station in der Lage sein, die Hälfte ihrer Luft in nur wenigen Sekunden zu verlieren, aber ihre Luft kann sich nicht schnell genug bewegen, um die Hunderte von Kilometern zurückzulegen, die erforderlich sind, um überhaupt Löcher in Ihrem Ring in dieser Menge zu erreichen von Zeit.

4 - Wenn Ihr Ring auseinanderbricht, werden die Teile etwa die 40-fache Rotationsgeschwindigkeit der Erde haben, die die Fragmente in den Weltraum schicken und Ihre künstliche Schwerkraft wegnehmen. Dieser Schwerkraftverlust bedeutet, dass Ihre Luft nicht annähernd so stark in Richtung Ihrer seitlichen Löcher strömt, sondern nach oben und nach oben abgeführt wird.

5 - Der Ring steht unter VIEL Spannung. Es ist zwar leicht zu sagen, dass Scrith es ermöglicht, so viel Stress mit der Hand wegzuwinken, aber jedes Auseinanderbrechen, das es tun könnte, wäre gewalttätig. Wie bei einer riesigen reißenden Gitarrensaite würden Sie erwarten, dass es massive Schwingungswellen in Ihrer gesamten Struktur gibt, die den größten Teil der Atmosphäre in einem Augenblick wegschleudern, große Teile des Rings würden sich kräuseln oder zerbröckeln und alles wäre in einem so unkomprimierbaren Ausmaß so chaotisch dass es ohne eine sehr detaillierte Erklärung der Eigenschaften von Scrith sehr schwer wäre zu sagen, was passieren würde. Für die Zwecke dieser Frage gehe ich davon aus, dass Scrith auch unendlich starr ist, sonst wird die Antwort auf diese Frage sehr offen.

Angesichts all dieser Faktoren wissen wir, dass wir keinen typischen Dekompressionsalgorithmus verwenden können, weil wir zuerst herausfinden müssen, wie lange es dauern wird, bis sich die Luft ausdehnt, um den Ring zu füllen, bevor sie überhaupt entweichen kann.

Da sich die obere Atmosphäre langsamer ausdehnt als die untere Atmosphäre mit höherer Dichte, können wir diese Gleichung vereinfachen, indem wir die Anfangsatmosphäre mitteln, und erhalten dennoch eine sehr genaue Antwort darauf, ob wir versuchen würden, die exakte Ausdehnung einer nichtlinearen zu modellieren Gradientendruck, da alles ziemlich gleichmäßig verteilt wird, wenn es sich genug ausdehnt, um die Oberseite Ihrer Wand zu erreichen.

  • Die Luftdichte beträgt auf Meereshöhe = 1,225 kg/m3
  • Die Masse der Erdatmosphäre = 10.092,139 kg/m3

Wir können also schätzen, dass Sie einen Anfangsgaskörper haben, der 8238,481 Meter hoch ist und eine Dichte von 1,225 kg/m3 hat, der sich so schnell wie möglich nach oben ausdehnen wird, um aus dem Ring herauszukommen.

Als nächstes müssen wir eine Dekompressionsformel finden, die für die Schallgeschwindigkeit funktioniert, wenn Sie an Dichte verlieren. Die Luft bei einem Druck von 1 Atmosphäre kann sich mit einer Geschwindigkeit von ~344 m/s ausdehnen, aber wenn Luft an Dichte verliert, dehnt sie sich langsamer aus. Wenn sich also die durchschnittliche Höhe eurer Atmosphäre auf etwa 16.476 m verdoppelt, wird die Expansionsrate auf etwa 172 m/s halbiert sein, so weiter und so weiter.

Unten ist ein einfaches JavaScript-Programm, das dies berechnet:

<div id="output"></div>
<script>
speed = 344;
height = 8238.481; 
startheight = 8238.481; 
endheight = 1609340;
time = 0;

while (height < endheight){
  if (height*2 < endheight){
    period = 2;
        heightC = height;
  } else {
    period = endheight / height;
        heightC = endheight - height;
  }
  time += heightC/-((1-Math.log(2)*speed)-speed);
  height *= period;
  speed *= 1/period; 
}
document.getElementById("output").innerHTML = 'FILLS RING AT<br>Time: ' + Math.round(time) + ' sec<br> Height: ' + Math.round(height/1000) + ' km<br> End Speed: ' + speed.toFixed(5) + ' m/s<br>Pressure: ' + (startheight/endheight).toFixed(5) + 'Atm';
  • FÜLLT RING BEI
  • Zeit: 241626 Sek
  • Höhe: 1609 km
  • Endgeschwindigkeit: 1,76099 m/s
  • Druck: 0,00512 Atm

Das bedeutet, wenn Sie einen Weg finden, die Schwerkraft innerhalb von 2,8 Tagen wiederherzustellen, können Sie den größten Teil der Luft in Ordnung halten. Zu diesem Zeitpunkt ist Ihr Fragment jedoch bereits aus der Goldilocks-Zone herausgetrieben und der Druck ist so stark gesunken, dass alle tot sind.

Das heißt, der Rand der Erdatmosphäre bei 100 km (der Punkt, den wir als Weltraum bezeichnen) hat einen Druck von 0,00001 Atmosphären. Um an diesen Punkt zu gelangen, nehmen Sie diese Änderung vor:

endheight = 823848100;

Ups, die dafür ausgegebene Zeit geht WEIT über die in JavaScript erlaubte maximale Float-Größe hinaus; Sie müssen diese Berechnungen also in etwas ausführen, das größere Zahlen zulässt, um Ihnen eine genaue Antwort zu geben, aber sagen wir einfach, es ist eine sehr, sehr lange Zeit. Jemand anderes mit Zugang zu MATLAB oder etwas Ähnlichem kann Ihnen wahrscheinlich eine genaue Antwort geben, aber das bringt Sie nah genug an das heran, was Sie für Ihre Geschichte benötigen.

Ein letzter Faktor ist die Schwerkraft. In einem kleineren Fragment wird es nicht genug Schwerkraft geben, aber lassen Sie uns einen schönen großen Teil des Rings haben. Wie im Bild unten. Die Schwerkraft des Rings lässt Sie tatsächlich Ihre Atmosphäre etwas schneller verlieren, da Ihr Schwerpunkt über der Oberfläche des Rings liegt. Die gute Nachricht ist jedoch, dass Ihre Atmosphäre schließlich zu einem eisigen Planeten verschmelzen wird. Für ein 1/3-Segment wie das Bild unten führt dies zu einem gefrorenen Gasplaneten von etwa der Masse der Erde.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Um Ihre Frage zur Bergbarkeit zu beantworten: Die Form des Ringfragments würde es zu einem nutzlosen Lebensraum machen, aber eine zukünftige Zivilisation könnte vielleicht Teile davon verschrotten, um einen viel kleineren Halo-Überbau um den erdgroßen Gasplaneten herum zu bauen. Sie könnten die Eiskugel als nahezu unerschöpfliche Quelle für Wasser, Luft und Wasserstoff abbauen, um ihre Fusionsreaktoren mit Strom zu versorgen, und das Ringfragment könnte ihnen alle Erde, Metalle und Mineralien liefern, die sie benötigen würden.

Was Ihre neue Anforderung betrifft: "Dies ist schubinduziert und notwendig, um sie in einer Umlaufbahn zu halten, die näher an ihrer Primärbahn liegt, als dies bei ihrer Umlaufgeschwindigkeit der Fall sein sollte." Während diese neue Anforderung meine Antwort ziemlich zunichte macht, werde ich dies als Bezugspunkt für zukünftige Anfragen aufheben, die möglicherweise nicht auf Antrieb angewiesen sind, um die Umlaufbahn aufrechtzuerhalten.

Hast du eigentlich Nivens Roman (Serie) gelesen? Mit der Größe einer ausgewachsenen Ringwelt könnte man ein erdgroßes Loch in den Boden schlagen und es würde Jahrtausende dauern, bis der Atmosphärenverlust ringweit gefährlich wird.
Wenn die Fragmente streuen, verlieren sie die Spin-"Schwerkraft" und hängen nur noch von der massebezogenen Schwerkraft jedes Fragments ab, um seine Atmosphäre zu halten. Luftbrüche oder nicht, der größte Teil der Atmosphäre wird einfach in den Weltraum schweben, wo die Schwerkraft (in der Nähe der Enden der Fragmente) nicht ausreicht, um sie zu halten, oder sie sammelt sich so tief in der Nähe des "Abwärts" -Zentrums jedes Fragments dass viel davon über die Randwände entweicht.
Tatsächlich wären Ingenieure, die in der Lage sind, eine vollständige Ringwelt zu bauen, nicht auf Luftschleusen angewiesen; Sie sind auf Schuppen und unglaublich starke Materialien angewiesen, um sicherzustellen, dass der Ring nicht zerbrechen kann.
Ich bin mir nicht sicher, ob "kann nicht brechen" jemals eine gute Annahme für Ingenieure ist (siehe Titanic), aber Sie haben Recht damit, dass "oben" hier die größte Schwachstelle ist. Habe meine Antwort entsprechend überarbeitet.
Wenn Sie Ringworld lesen , werden Sie sehen, dass Ihre erste Frame-Herausforderung Müll ist, oben offen ist und einen ungewöhnlichen, aber ausgeprägten Tag-Nacht-Zyklus hat. Ihr zweiter Abschnitt stellt eine Reihe von Zahlen zusammen, ohne dass sie tatsächlich verwendet werden, um mir etwas zu sagen, das im Kontext der Frage Sinn macht.
@ZeissIkon Auf Nivens Ringworld verhinderte der Aufprall der Faust Gottes nur, dass der Ring drucklos gemacht wurde, weil sich das Grundmaterial so stark verformte, dass sich das eigentliche Loch über dem größten Teil der Atmosphäre befand.
@MikeScott Ja, der Aufprall der Faust Gottes hat auch den Ringboden auf der ganzen Strecke verformt, nicht wahr? Das hätte ein Loch mit einem Durchmesser von über 1.000.000 km hinterlassen, wenn es nicht den Boden in diesen Monster-"Berg" geschoben hätte.
@Ash Wahrscheinlich nicht so groß - aber ohne die Verformungseigenschaften des Scrith könnte es das erdgroße Loch gewesen sein, von dem ich gesprochen habe (ich versuche mich daran zu erinnern, wie groß das Loch auf der Spitze des Berges war sogar mit die Verformung). Ein kleineres Loch mit geringerer Verformung (oder ein Aufprall auf der Innenseite statt auf der Außenseite) würde einen "Augensturm" erzeugen, wenn die Luft ausgeht und der Coriolis-Effekt den resultierenden Druckabfall dreht.
@Ash Ich habe versucht, meine Gedanken in etwas Konkreteres umzustrukturieren. Ich hoffe das macht da mehr aus.
@ZeissIkon Genauso wie abstürzende Raumschiffe mit Antimaterieantrieb.
@Nosajimiki Dies ähnelt immer noch nicht dem beschriebenen Szenario.
@ZeissIkon Die Fragmente haben in dem vom OP angegebenen Szenario auch ihre zusätzliche durch Schub erzeugte Schwerkraft, da sie von Raketen mit 1 G in Richtung des Sterns geschleudert werden, um die Kräfte auszugleichen, die versuchen, sie vom Stern wegzuwerfen 1G.
@Ash, was beschrieben wird, wird einfach nicht passieren. Es sind viel mehr Kräfte im Spiel als nur ein Schub nach innen, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Wenn er eine Beschreibung darüber haben möchte, was mit intakter Schwerkraft passieren wird, dann kann die Station nicht vollständig auseinanderbrechen; er sollte stattdessen nach einem Loch im Boden fragen.
Wow, Sie waren so nah dran, die Frage mit dieser Bearbeitung zu beantworten, und haben es dann nicht getan. Ein Objekt in einer Umlaufbahn, die enger ist, als es für die Geschwindigkeit sein sollte, mit der es sich fortbewegt, hat eine Zentripetalkraft, die es von der Sonne wegdrückt, und notwendigerweise eine Art Schub, der verhindert, dass es in eine Umlaufbahn fliegt, die seiner Rotationsgeschwindigkeit entspricht, dem Szenario Die Beschreibung funktioniert, wenn wir praktisch unendliche Energie haben, um Schub zu erzeugen, und ich kann mir ein paar Möglichkeiten vorstellen, diese innerhalb der Bereiche der aktuellen Wissenschaft und viel theoretischer zu ernten.
Das ist ein weit verbreitetes Missverständnis, aber eine Rotationskraft ohne Struktur drückt nicht gerade aus, es ist eine Kraft, die den Mittelpunkt des Kreises tangiert; Ihr Impuls ist also nicht nach außen, sondern seitwärts und sehr, sehr schnell im Vergleich zur Beschleunigung der Schwerkraft; Sie können also nicht nur aktiven Schub verwenden, um eine schnellere Umlaufbahn aufrechtzuerhalten, es sei denn, Sie verwenden auch aktiven Schub, um das Segment zu drehen, aber im Weltraum gibt es keine Möglichkeit, sich ohne Gegenschub zu drehen, für den ein Ring keinen Grund hat. SIEHE: slideplayer.com/slide/4427878/14/images/18/…
Der vermeintliche Antrieb ist offensichtlich ein Zusatz, also spricht nichts dafür, dass er nicht auch für den Spin sorgen sollte. (Wird es sich jedoch nicht weiter drehen, sobald die anfängliche Drehung erfolgt ist ?)
Ja, durch den vermittelten Spin sollte der Gegenschub funktionieren.

Rahmen-Challenge

Eines der Kriterien, die Sie angegeben haben, ist:

Die Abschnitte liegen unter der Standardbeschleunigung von 0,992 g. Dies ist schubinduzierter, notwendig, um sie in einer Umlaufbahn zu halten, die näher an ihrer Primärbahn liegt, als es bei ihrer Umlaufgeschwindigkeit sein sollte.

Ich schlage vor, dass dies keinen Sinn ergibt und verworfen werden sollte.

Zunächst einmal ... die Energieabgabe eines solchen Antriebs ist lächerlich. Wenn Ihr "Stück" nur "quadratisch" ist (ungefähr so ​​lang wie breit), sprechen wir von 5e25 Newton Schub. Sie haben nicht genügend Informationen geliefert, um dies in Energieleistung umzuwandeln, aber ohne ein extremes Winken mit der Hand besteht eine gute Chance, dass wir über stellare Energieniveaus sprechen. (Tatsächlich, IIUC, erzeugt dieser Antrieb etwa 1 Solarleistung, wenn sich der Brocken mit rasender Geschwindigkeit bewegt – nach astronomischen Maßstäben, über die wir sprechen – 10 m/s. Zum Vergleich: Die Umlaufgeschwindigkeit der Erde beträgt 3e4 m/s.) Nein Egal wie viel Handbewegungen Sie verwenden möchten, dieser Antrieb wird wahrscheinlich etwas Wärme erzeugen. Zeit für noch mehrmit der Hand winken, um zu erklären, wie Sie all das zerstreuen können, ohne Ihren Lebensraum zu kochen. (Vielleicht den Stern vergessen und ihn einfach durch den leeren Raum beschleunigen lassen?)

Zweitens ... wenn Ihr Schub wirklich kontinuierlich ist und sich nicht in einer Art Sinuszyklus ändert, muss er, um nützlich zu sein, in einem konstanten Winkel relativ zu Ihrem Stern stehen, was bedeutet, dass Ihr Teil der Ringwelt (effektiv) Gezeiten gesperrt. Sobald dies jedoch zutrifft, sehe ich keinen Vorteil darin, überhaupt mit Ihrer Umlaufgeschwindigkeit herumzuspielen, außer "weil wir es können". Wenn Sie gezeitengesperrt sind, haben Sie keine Jahreszeiten, und "Jahr" bedeutet nicht viel, es sei denn, Sie praktizieren Astrologie.

Wenn Sie immer noch mit Ihrer Umlaufgeschwindigkeit spielen möchten ... dann ist die Frage meiner Meinung nach ohne zusätzliche Informationen nicht zu beantworten. Die Antwort hängt nämlich von Ihrer tatsächlichen Geschwindigkeit ab und davon, wie Ihre tatsächliche Orbitalmechanik die Auswirkungen der Schwerkraft Ihres Sterns modifiziert.


Nehmen wir stattdessen an, dass Ihr Brocken dem Stern zugewandt ist und Ihr Schub direkt auf den Stern gerichtet ist, so dass die wahrgenommene Schwerkraft in der Mitte Ihres Brockens 0,992 G beträgt. Nehmen wir außerdem an, Sie haben eine Umlaufbahn so gewählt, dass die Kombination aus stellarer Beleuchtung und Abwärme Ihres Antriebs Ihren Brocken "bequem" macht. Dies scheint ein viel plausibleres Szenario zu sein, und glücklicherweise hat es eine einfache Antwort:

Da wir von erdnaher „effektiver“ Schwerkraft sprechen, können wir davon ausgehen, dass die atmosphärische „Tiefe“ vergleichbar sein wird. Atmosphäre, wie an anderer Stelle erwähnt, "hört" an keinem bestimmten Punkt auf, aber die Erdatmosphäre wird ohnehin als etwa 500 km tief angesehen, also sollten die 1000 km langen Mauern der Ringwelt dies ziemlich gut beibehalten. Die Antwort auf Ihre Frage lautet also, dass die Krümmung so sein sollte, dass die Enden des Bogens etwa 1000 km "höher" sind als der Mittelpunkt (dh der Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Bogens und dem Mittelpunkt der Linie zwischen den Enden). etwa 1000 km). Die Berechnung des dafür erforderlichen Winkels sei dem Leser als Übung überlassen. In der Tat, weil Ihr Schub nur einen Teil der wahrgenommenen "Schwerkraft" zu den Enden hin tatsächlich ausmachtdie Schwerkraft von der Masse des Brockens selbst hat den Effekt, den Lichtbogen etwas in Bezug auf seine scheinbare Schwerkraft "abzuflachen". (Die eigentlichen Berechnungen für diesen Effekt erfordern einen mäßig komplizierten Kalkül oder eine Annäherung über FEA.) Einerseits wird dies die Länge des Bogens erhöhen, der benötigt wird, um die Seitenwände anzupassen. Andererseits können 1000 km für die atmosphärische Retention mehr als nötig sein.

Der einzige Grund, warum die Umlaufgeschwindigkeit erhöht wird, ist die Zentripetalkraft, die einen ausreichend kontinuierlichen Gegenschub ermöglicht, um die Schwerkraft zu simulieren. Wenn Sie sagen, ich brauche das nicht, dann cool, aber ich bin mir nicht sicher, ob die Physik dort auf Ihrer Seite ist. Die Wärmeableitung ist ein technisches Problem. Das einzige, wonach diese Frage fragt, ist eine mathematisch verifizierte Bestimmung des Winkels (also der Entfernung), von der Sie sagen, dass sie "als Übung für den Leser übrig bleiben" sollte.
Wenn Ihr Schub nur der effektiven Schwerkraft dient, dann cool, Sie befinden sich in meinem Abschnitt "Nehmen wir stattdessen an ...". (Die Ermittlung des tatsächlich benötigten Schubs in Kombination mit der Schwerkraft des Sterns und der eigenen Schwerkraft des Brockens verdient wahrscheinlich eine separate Frage.) Nur in welcher Umlaufbahn Sie sich befinden (wenn es Sie interessiert), wahrscheinlich ebenfalls. (Ich nehme also an, dass Sie immer dem Stern zugewandt sind, entweder ohne Nacht oder mit einem anderen Mechanismus, um die Sonne a la Original Ringworld zu blockieren?)
Was "links als Übung für den Leser" betrifft, so habe ich gesagt, dass ich glaube, dass unter den Bedingungen, die ich am Ende annehme, die Antwort "so ist, dass der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Linie, die die Enden verbindet, und dem Mittelpunkt des Bogens ist 1000 km". Von da an ist es nur noch einfache Trigonometrie. Obwohl ich nicht glaube, dass Sie diese Frage ohne ein korrektes Modell der Schwerkraft des Brockens wirklich richtig beantworten können, weil ich glaube, dass Sie es mit genug Masse zu tun haben, dass dies eine Rolle spielt. (Entschuldigung; ich habe dies gerade eingegeben, als Sie geantwortet haben ... im vorherigen Kommentar ist der Platz ausgegangen.)
Ja, okay, definitiver Punkt, es wiegt mehrere Größenordnungen mehr als die Erde.

Ich werde dies basierend auf den Überarbeitungen etwas anders angehen ... leider habe ich keine Mathematik, um dies zu belegen, aber es sollte Sie zumindest dazu bringen, in eine nützliche Richtung zu denken. (Bisher habe ich niemanden gesehen, der für die eigene Schwerkraft des Brockens verantwortlich ist, und mein eigenes Kalkül ist zu rostig, also habe ich P.SE gebeten, uns zu helfen.)

Angenommen, Sie sprechen von einem relativ kleinen Stück Ring (z. B. 45 ° oder weniger; größer als das, ich gehe davon aus, dass die Orbitalmechanik nur ... interessant wird¹), haben Sie es im Wesentlichen mit einem wirklich seltsam geformten Planetoiden zu tun. Insbesondere muss dieser Brocken in einer Umlaufbahn um den Stern sein , da er sonst per definitionem nicht sehr lange dort bleiben wird.

(¹ Der ganze Ring ist leicht nachzuvollziehen, weil er ausbalanciert ist und sich viele Kräfte aufheben. Aus diesem Grund kann ein ganzer Ring die Schwerkraft weitgehend ignorieren und sich so schnell oder so langsam drehen, wie Sie möchten, und nur Torsionsspannungen ausgesetzt sein.)

Dies ist der Fall, es sei denn, Ihr Brocken ist relativ nahe am Stern oder wirklich groß im Verhältnis zu seiner Umlaufbahnentfernung, Sie müssen sich meist nur um die eigene Schwerkraft des Brockens kümmern, da die anderen Kräfte vergleichsweise sein werden schwach. (So ​​wie die Erde ihre Atmosphäre nicht durch die Zentrifugalkraft verliert.)

Was Sie im Wesentlichen haben, ist ein gezeitengebundener Planet (dh in einer ziemlich "normalen" Umlaufbahn, mit einer axialen Neigung von null und einer Rotationsperiode von genau einer Umdrehung pro Umlaufbahn). Beachten Sie, dass dies der Fall sein muss , da sich ein Fragment im Gegensatz zu einem vollständigen Ring, der bei jeder Rotationsgeschwindigkeit gravitationsstabil ist, entweder in einer regulären Umlaufbahn befindet oder sich per Definition nicht in einer Umlaufbahn befindet Ich werde sehr lange um deinen Stern bleiben.

Bei einer ausreichend großen Größe (und wir sprechen mit ziemlicher Sicherheit von einer solchen Größe) betrachten wir hauptsächlich die Atmosphärenretention, die hauptsächlich eine Funktion der Schwerkraft des Segments ist. Ein 1/300-Stück hat ungefähr die Masse der Erde, und das ist dünn ; Die Breite der Ringwelt beträgt 1/625 ihres Umfangs, also sprechen wir von einem Stück, das nur doppelt so "lang" wie breit ist (und Sie sagten, wir schneiden es nicht entlang der Breite).

Hier werden die Dinge seltsam und schwierig . Da Ihr Segment gekrümmt ist, befindet sich Ihr Punkt maximaler Schwerkraft über der Oberfläche ... aber aufgrund der beteiligten Entfernungen werden sie keine große Wirkung ausüben. Die stärkste Schwerkraft neigt dazu, die Oberfläche bis zu einem gewissen Grad zu „umarmen“.

Nun ... ich habe mein Modell nicht weit genug entwickelt, um dies tatsächlich zu beweisen, aber ich denke , Sie sollten in der Lage sein, einfach eine Atmosphäre auf dem Ding zu parken, und es wird meistens nur durch die Schwerkraft an Ort und Stelle bleiben. Dinge wie das Einbiegen der Wände zu tun, kann die Dinge tatsächlich verschlimmern , da dies, wie andere angemerkt haben, den Punkt der maximalen Schwerkraft von der Oberfläche weg nach oben verschiebt. Darüber hinaus wird es ein Problem verschlimmern, das Sie sowieso haben werden, nämlich dass Schmutz (und Felsen) in der Nähe der Ränder in Richtung Mitte rutschen wollen ... was dazu neigt, Ihr System noch mehr zu drehen in einen "normalen" Planeten. In jedem Fall werden Sie zu den Rändern hin dünnere Luft haben, aber ich denke, Sie werden zur Mitte hin viel Luft haben und sogar ein Bündel ausbreiten.

Für Bonuspunkte bedeutet dies, dass Sie Ihren Brocken auch drehen können, um ihm einen Tag/Nacht-Zyklus zu geben. Tatsächlich können Sie ihm wahrscheinlich auf beiden Seiten eine Atmosphäre verleihen . (Dies könnte eine sehr gute Idee sein, da es den Atmosphärenverlust eliminiert, falls Sie ein Loch bekommen.)

Ihr eigentliches Problem besteht natürlich darin, diese Monstrosität daran zu hindern, unter ihrem eigenen Gewicht zusammenzubrechen. Obwohl, wenn der intakte Ring das geschafft hat, bist du wahrscheinlich in Ordnung. (Außerdem haben Sie erwähnt, dass die strukturellen Probleme außerhalb des Bereichs liegen ...) Andererseits, wenn Sie es zu einer Kugel zusammenfallen lassen (dies würde am Ende wie zwei Halbkugeln in der Mitte einer großen Hupe-Platte aussehen), na ja Dann haben Sie einen netten kleinen Planetoiden, der kein Problem damit hat, die Atmosphäre zu halten. (Das Wetter könnte interessant sein!)

Sie haben die Tatsache nicht berücksichtigt, dass das Objekt unter fast einem g Schub steht.
Ah richtig. Ich werde den Punkt davon in Frage stellen. Zunächst einmal, wenn Sie einen Motor haben, der diese Art von Schub erzeugen kann (Anmerkung: mindestens 1e24 N, bis zu 2e28 N), warum spielen Sie dann mit Teilen der Ringwelt eines anderen herum, anstatt Ihre eigene zu bauen? Zweitens, warum spielt die Umlaufgeschwindigkeit eine Rolle? Wenn der Chunk nicht geneigt ist, ist es nicht klar, warum es Sie interessiert , wie lang ein "Jahr" ist. Darüber hinaus setzt dies voraus, dass entweder Ihr Stern entweder viel größer oder viel kleiner als Sol ist, oder dass Sie Jahre wünschen , die nicht annähernd so lang sind wie terranische Jahre.
Außerdem, wenn Ihr Stoß nicht immer genau auf den Radius der Ringwelt gerichtet ist, viel Glück dabei, jede Atmosphäre zu bewahren. Das bedeutet, dass a) Ihre Umlaufbahn viel schneller ist als die normale Umlaufgeschwindigkeit und b) Ihr "bewohnbarer" Abschnitt immer direkt auf die Sonne gerichtet ist. Ganz zu schweigen davon, c) wenn Ihr Motor ausfällt, haben Sie einen sehr schlechten Tag. IMHO ist es viel vernünftiger, nicht mit seltsamen Umlaufbahnen herumzuspielen (und dem lächerlichen Motor, der dafür benötigt wird – so etwas wie 1e20 Space Shuttles!).
Ein rückwirkungsfreier Antrieb oder ähnliches erzeugt nicht automatisch die Materieumwandlungstechnologie, die benötigt wird, um die Materialien herzustellen, die zum Bau einer Ringwelt erforderlich sind. Sie wollen die Schwerkraft, die Reduzierung der Jahreslänge ist eine Folge davon, dass Sie nichts anderes bekommen. Auch hier geht es bei der Frage nicht um die Probleme, die sich bei der Erstellung des Szenarios ergeben, sondern um einen Effekt.
(Ich werde eine zweite Antwort posten, um dies zu diskutieren; es braucht mehr Platz als ein Kommentar ...)
Oh, und ... während Ihr Punkt technisch korrekt ist, war meiner, dass Sie, wenn Sie ein Antriebssystem mit der Energieabgabe mehrerer Sol-ähnlicher Sterne bauen können (übrigens, wie füttern Sie das Ding?), dann nicht in der Lage sind build a Ringworld grenzt stark an Schizo-Tech. (Vielleicht ist das Laufwerk auch ein "gefundenes Artefakt"?) Wie auch immer, mein Punkt war, dass Sie eine echte Schwerkraft haben werden, ohne sie "vortäuschen" zu müssen.
Um auf die Frage „Wie fütterst du das Ding?“ zu antworten, auf die Raumzeit, natürlich die Raumzeit von jemand anderem. Sie könnten die echte Schwerkraft nutzen, aber das ist viel komplizierter.
"auf Raumzeit, natürlich die Raumzeit eines anderen" ... Ich bin mir nicht sicher, was das bedeutet, aber es klingt verdächtig nach "Vakuumenergie" 😉. Was keine Beschwerde ist, nur eine amüsierte Beobachtung. Ich nehme an, wenn Sie Kraftstoff aus einem alternativen Universum ziehen können, können Sie Ihre Abwärme durch dasselbe Loch zurückleiten, so dass dieses Problem sauber gelöst wird ... (Offensichtlich sollten Sie keine Probleme haben, wenn Sie Ihre eigene Schwerkraft erzeugen Atmosphäre aufrechterhalten, weshalb wir das nicht tun ...)
Ja, denken Sie, Vakuumenergie, die von Cthulhu geliefert wird (nah genug für Regierungsarbeit), die Abwärme wird ein Problem sein, es ist ein Einwegprozess, fällt aber immer noch unter die Überschrift "technische Herausforderungen", also nicht besonders relevant für die Frage, nur ein Problem für Schaffung einer ausreichenden Aufhebung des Unglaubens.