Megastrestrutura - Megastructure

Não deve ser confundido com Superestrutura ou Arranha-céu .
Para outros usos, consulte Megastructure (disambiguation) .

A Grande Muralha da China , com 6.352 km ou 3.947 milhas de comprimento, é uma megaestrutura. Esta foto foi tirada perto de Pequim em fevereiro de 2005.

Uma megaestrutura é um objeto artificial muito grande, embora os limites do tamanho exato variem consideravelmente. Alguns aplicam o termo a qualquer edifício especialmente grande ou alto. Algumas fontes definem uma megaestrutura como uma enorme construção artificial autossustentável. Os produtos da megascale engineering ou astroengineering são megaestruturas. O limite inferior da engenharia megaestrutural pode ser considerado qualquer estrutura que tenha qualquer dimensão única de 1 megômetro (1000 km) de comprimento.

A maioria dos projetos de megaestruturas não poderia ser construída com o nível atual de tecnologia industrial. Isso torna seus projetos exemplos de engenharia especulativa (ou exploratória) . Aqueles que poderiam ser construídos facilmente se qualificam como megaprojetos .

As megaestruturas também são um conceito arquitetônico popularizado na década de 1960, em que uma cidade poderia ser encerrada em um único edifício ou em um número relativamente pequeno de edifícios interconectados. Esses conceitos de arcologia são populares na ficção científica . As megaestruturas frequentemente desempenham um papel na trama ou no cenário de filmes e livros de ficção científica, como Rendezvous with Rama de Arthur C. Clarke .

Em 1968, Ralph Wilcoxen definiu uma megaestrutura como qualquer estrutura na qual quartos, casas ou outros pequenos edifícios podem ser posteriormente instalados, desinstalados e substituídos; e que é capaz de extensão "ilimitada". Este tipo de estrutura permite que a estrutura se adapte aos desejos individuais dos residentes, mesmo que esses desejos mudem com o tempo.

Outras fontes definem uma megaestrutura como "qualquer empreendimento no qual as densidades residenciais são capazes de suportar serviços e instalações essenciais para que o empreendimento se torne uma comunidade autossuficiente".

Muitos arquitetos projetaram tais megaestruturas. Alguns dos arquitetos e grupos arquitetônicos mais notáveis ​​incluem o Movimento Metabolista , Archigram , Cedric Price , Frei Otto , Constant Nieuwenhuys , Yona Friedman e Buckminster Fuller .

Existir

Existem estruturas que podem ser consideradas megaestruturas, como

Redes de estradas ou ferrovias e conjuntos de edifícios (cidades e subúrbios associados) geralmente não são considerados megaestruturas, apesar de frequentemente serem qualificados com base no tamanho. No entanto, uma ecumenópolis pode se qualificar.

Proposto

  • Atlantropa , uma barragem hidrelétrica a ser construída no Estreito de Gibraltar , baixando a superfície do Mar Mediterrâneo em até 200 metros.
  • Rodovia Trans-Global , sistemas de rodovias que ligariam todos os seis continentes habitados da Terra. A rodovia conectaria pontes e túneis novos e existentes, melhorando não apenas o transporte terrestre, mas também potencialmente oferecendo um conduíte para dutos de serviços públicos.
  • A nuvem nove é a proposta de Buckminster Fuller para uma esfera de densidade de uma milha de raio que seria grande o suficiente para flutuar no céu se aquecida por apenas um grau acima da temperatura ambiente, criando habitats para mini-cidades de milhares de pessoas em cada "Nuvem Nove". Fuller também propôs um análogo marinho que consiste em um tetraedro flutuante em terraço oco de concreto armado medindo uma milha de vértice a vértice suportando uma população de um milhão de habitantes em módulos residenciais implantados no ar no exterior com a infraestrutura necessária fornecendo serviços públicos (água, energia, esgoto, etc.) dentro. Os módulos teriam portas de utilidades padronizadas de modo a serem completamente habitáveis ​​em poucos minutos após a chegada, e poderiam ser posteriormente removidos e movidos para outras cidades.

Teórico

Uma série de estruturas teóricas foram propostas que podem ser consideradas megaestruturas.

Escala estelar

Um diagrama em corte de uma concha de Dyson idealizada - uma variante do conceito original de Dyson - 1 UA de raio.

A maioria das propostas de megaestruturas em escala estelar são projetos para fazer uso da energia de uma estrela semelhante ao Sol, enquanto possivelmente ainda fornece gravidade ou outros atributos que a tornariam atraente para uma civilização avançada.

  • O disco de Alderson é uma estrutura teórica em forma de disco, onde o raio externo é equivalente à órbita de Marte ou Júpiter e a espessura é de vários milhares de milhas. Uma civilização poderia viver em ambos os lados, sustentada pela gravidade do disco e ainda receber a luz do sol de uma estrela subindo e descendo no meio do disco.
  • Uma esfera de Dyson (também conhecida como concha de Dyson) refere-se a uma estrutura ou massa de objetos em órbita que envolve completamente uma estrela para fazer pleno uso de sua energia solar.
  • Um cérebro Matrioshka é uma coleção de múltiplas esferas concêntricas de Dyson que usam a energia da estrela para a computação .
  • Um motor estelar usa a diferença de temperatura entre uma estrela e o espaço interestelar para extrair energia ou serve como um propulsor Shkadov .
  • Um propulsor Shkadov acelera uma estrela inteira através do espaço refletindo ou absorvendo seletivamente a luz em um lado dela.
  • Topopolis (também conhecido como Cosmic Spaghetti) é um grande tubo que gira para fornecer gravidade artificial.
  • Um Ringworld (ou Niven Ring) é um anel artificial que circunda uma estrela, girando mais rápido do que a velocidade orbital para criar gravidade artificial em sua superfície interna. Uma variante não rotativa é um anel transparente de gás respirável, criando um ambiente de microgravidade contínua ao redor da estrela, como no Smoke Ring de mesmo nome .

Estruturas relacionadas que podem não ser classificadas como megaestruturas estelares individuais, mas ocorrem em uma escala semelhante:

  • Um enxame de Dyson é uma esfera de Dyson composta de elementos orbitando separadamente (incluindo grandes habitats) em vez de uma única concha contínua.
  • Uma bolha de Dyson é uma esfera de Dyson na qual os elementos individuais são estatitos , objetos não orbitais mantidos no alto pela pressão da luz solar .

Escala planetária

  • Um Bishop Ring , Halo ou Orbital é um habitat espacial semelhante, mas muito menor do que um Niven Ring. Em vez de estar centrado em uma estrela, ele está em órbita ao redor da estrela e seu diâmetro é normalmente da ordem de magnitude de um planeta. Inclinando o anel em relação à sua órbita, a superfície interna experimentaria um ciclo diurno e noturno quase convencional. Devido à sua enorme escala, o habitat não precisaria ser totalmente fechado como o toro de Stanford , em vez disso, sua atmosfera seria retida apenas pela gravidade centrípeta e pelas paredes laterais, permitindo um céu aberto.
  • Globus Cassus é um projeto hipotético proposto para a transformação do planeta Terra em um mundo artificial muito maior, oco, com a ecosfera em sua superfície interna. Este modelo serve como uma ferramenta para entender os processos reais de funcionamento do mundo.
  • Shellworlds ou paraterraforming são conchas infladas contendo ar de alta pressão ao redor de um mundo sem ar para criar uma atmosfera respirável. A pressão do ar contido suporta o peso da carcaça.
  • Mundos de concha completamente ocos também podem ser criados em escala planetária ou maior apenas pelo gás contido, também chamados de balões gravitacionais, desde que a pressão externa do gás contido equilibre a contração gravitacional de toda a estrutura, resultando em nenhuma força líquida no Concha. A escala é limitada apenas pela massa de gás envolvida, a concha pode ser feita de qualquer material mundano. A concha pode ter uma atmosfera adicional do lado de fora.
  • Também pode se referir a planetas terraformados ou artificiais com múltiplas camadas concêntricas.

Estruturas orbitais

  • Um anel orbital é um anel elevado dinamicamente colocado em torno da Terra que gira a uma taxa angular que é mais rápida do que a velocidade orbital naquela altitude, plataformas estacionárias podem ser suportadas pelo excesso de aceleração centrípeta do anel superorbitante (semelhante em princípio a um Loop de lançamento ) e as amarras de solo podem ser suportadas em plataformas fixas.
  • A esfera de Bernal é uma proposta para uma colônia espacial com diâmetro máximo de 16 quilômetros.
  • Estações espaciais de rodas giratórias , como o toro de Stanford , são estações espaciais semelhantes a rodas que produzem gravidade artificial por rotação. Projetos típicos incluem raios de transporte para um cubo central usado para ancoragem e / ou pesquisa de microgravidade.
  • Os conceitos relacionados, cilindros O'Neill e McKendree , são ambos pares de cilindros contra-rotativos contendo áreas habitáveis ​​dentro e criando 1g em suas superfícies internas por meio de aceleração centrípeta. A escala de cada conceito veio da estimativa do maior cilindro de 1g que poderia ser construído em aço (O'Neill) ou fibra de carbono (McKendree).
  • Asteróides ocos (ou mundos de bolha ou Terraria ) são girados em seu eixo para a gravidade simulada e preenchidos com ar, permitindo que sejam habitados por dentro. Em alguns conceitos, o asteróide é aquecido até a rocha derretida e inflado em sua forma final.

Estruturas transorbitais

Um conceito para o elevador espacial é amarrado a uma plataforma marítima móvel.
Artigo principal: lançamento espacial sem foguete
  • Um skyhook é uma corda muito longa que fica pendurada em órbita.
  • Um elevador espacial é uma corda que é fixada ao solo, estendendo-se além da altitude orbital geoestacionária, de modo que a força centrípeta excede a força gravitacional, deixando a estrutura sob leve tensão externa.
  • Uma fonte espacial é uma estrutura com suporte dinâmico sustentada pelo impulso das massas que são disparadas do solo até o topo em alta velocidade.
  • Um loop de lançamento (ou loop de Lofstrom) é um loop de ferro com 2.000 km de comprimento e suporte dinâmico que se projeta em um arco de 80 km que é percorrido por carros maglev enquanto atinge a velocidade orbital.
  • StarTram Generation 2 é uma pista de lançamento maglev que se estende do solo acima de 96% da massa da atmosfera, apoiada por levitação magnética.
  • Um rotovator é uma corda giratória onde a ponta inferior está se movendo na direção oposta à velocidade orbital da corda, reduzindo a diferença na velocidade em relação ao solo e, portanto, reduzindo a velocidade de encontro; a ponta superior também está se movendo a uma velocidade maior que a orbital, permitindo a transferência sem propulsor entre as órbitas. Em um mundo sem ar, como a lua, a ponta inferior pode realmente tocar o solo com velocidade horizontal zero. Como acontece com qualquer corda de troca de momento , a energia orbital é ganha ou perdida na transferência.

Fictício

Várias estruturas apareceram na ficção que podem ser consideradas megaestruturas.

Escala estelar

  • A concha Dyson apareceu em muitas obras de ficção , incluindo o universo Star Trek .
  • A série de romances de Larry Niven começando com Ringworld centrou-se e originou o conceito de um ringworld, ou anel Niven. Um ringworld é um anel artificial com um raio aproximadamente igual ao raio da órbita da Terra (1 UA ). Uma estrela está presente no centro e o anel gira para criar as forças g , com paredes internas para manter a atmosfera. A estrutura é instável e exigiu que o autor incluísse soluções alternativas em romances subsequentes definidos nela.
  • No mangá Blame! a megaestrutura é um vasto e caótico complexo de metal, concreto, pedra, etc., que cobre a Terra e assimila a Lua, e eventualmente se expande para abranger um volume maior do que a órbita de Júpiter.
  • Em White Light de William Barton e Michael Capobianco , uma Topópolis é apresentada como dominando todo o universo.
  • Nos livros Heechee de Frederik Pohl, a raça de seres de energia pura chamados The Foe construiu o Kugelblitz, um buraco negro feito de energia e não de matéria.
  • Na série de livros Xeelee de Stephen Baxter , a raça alienígena homônima construiu o Anel , uma megaestrutura feita de cordas cósmicas , abrangendo mais de 10 milhões de anos-luz.
  • Em Freelancer , a concha Dyson do Dom'Kavosh que é habitada por uma raça de drones criada pelos Dom'Kavosh, Nomads. Isso é alcançado por meio de um hiper portal, criado pelos mesmos criadores da esfera de Dyson.
  • O romance da série A Saga do Cuco , Wall Around a Star, menciona uma proposta para construir uma esfera super dyson, envolvendo completamente o Centro Galáctico .
  • O título do romance Helix de Eric Brown faz referência direta a uma megaestrutura helicoidal em escala estelar. Diferentes tipos de ambientes e habitats são intercalados ao longo da estrutura, enquanto sua distância variável da estrela central afeta o clima.
  • A missão central do jogador no jogo de computador Dyson Sphere Program é construir a esfera de Dyson . A jogabilidade se concentra na construção de fábricas em escala planetária como um meio para esse fim.
  • Os Quarg no jogo Endless Sky são mostrados construindo um enorme anel em torno de uma de suas estrelas, que provavelmente tem cerca de uma unidade astronômica de diâmetro. Uma versão completa disso também pode ser encontrada em outro local.
  • Nos jogos de computador Space Empires IV e Space Empires V , o jogador pode construir mundos esferoidais e mundos em anel em torno das estrelas.
  • Na expansão Utopia para o videogame Stellaris , o jogador pode construir mundos de anel e esferas de Dyson ao redor de estrelas.
  • O romance de Dennis E. Taylor , em 2020, Heaven's River apresenta uma Topópolis construída em torno de um sistema alienígena. Diferentes segmentos da estrutura são construídos com clima e condições meteorológicas artificiais.

Escala planetária e orbital

  • Várias estruturas do universo fictício de Halo :
    • Os doze halos originais , vistos em Halo: Cryptum , tinham 30.000 quilômetros de diâmetro; uma matriz separada de seis Halos tem 10.000 quilômetros de diâmetro, com um dos doze originais sendo posteriormente reduzido a este tamanho em Halo: Primordium .
    • A Arca é uma estrutura de 127.530 km de diâmetro a partir da qual o Halo Array pode ser ativado e capaz de construir 10.000 km de halos. A "maior" Arca, vista em Cryptum e Primordium , é capaz de produzir 30.000 km de halos.
    • Onyx é um planeta artificial feito inteiramente de Forerunner Sentinels (robôs replicadores avançados). Em seu núcleo está um "mundo-escudo", contido no espaço de turbilhonamento , que tem aproximadamente uma unidade astronômica de diâmetro. O muito menor Shield World 0459, (aproximadamente 1.400 km de diâmetro), é o cenário para a última metade de Halo Wars . Um terceiro mundo de escudo, Requiem, é a configuração principal para Halo 4 . Requiem é um planeta oco artificial envolto em uma espécie de esfera de Dyson.
    • High Charity , a estação planetóide móvel do Covenant
  • Nos episódios de Doctor Who, The Stolen Earth e Journey's End , uma estação espacial do tamanho de um planeta conhecida como The Crucible é construída pelos Daleks, uma raça alienígena genocida, e facilita a bomba da realidade , uma arma destinada a apagar todo o multiverso da existência. O Crisol também continha Daleks suficientes para massacrar o universo em que estavam, mesmo sem a bomba, de acordo com o Doutor .
  • Em Sonic Adventure 2 e Shadow The Hedgehog , o Eclipse Cannon é uma WMD destruidora de planetas construída dentro da Space Colony Ark.
  • Buster Machine III da Gunbuster .
  • The Culture Orbital from The Culture .
  • No filme de anime CGI de 2013 , Space Pirate Captain Harlock , o Jovian Accelerator é uma antiga Arma de destruição em massa semelhante à Estrela da Morte que usa a energia da atmosfera de Júpiter para criar um grande feixe de luz intensa forte o suficiente para destruir um planeta inteiro.
  • Sidonia , o navio principal e lar de milhões de humanos, 1000 anos no futuro, no mangá Knights of Sidonia e na série de anime, criado após a destruição da Terra junto com outros navios de sementes não nomeados.
  • Trantor , a capital de um império interestelar em Isaac Asimov da série Foundation , é um ecumenópole , um planeta inteiramente coberto em um enorme edifício de metal folheado, com apenas um pequeno espaço verde: jardins do palácio do Imperador.
  • O Ori Supergate visto em uma série de episódios de Stargate SG1 poderia ser classificado como uma megaestrutura.
  • Na série O Guia do Mochileiro das Galáxias , a Terra, assim como outros planetas, eram megaestruturas artificiais. A Terra foi projetada para funcionar como um computador gigantesco e foi construída por uma raça de seres que ganhavam a vida fabricando outros planetas.
  • Mata-Nui na franquia BIONICLE é classificável como uma megastructre. Na história, ele é um robô enorme da altura de um planeta e, dentro de seu corpo, todos os habitantes do Universo BIONICLE (Matoran, Toa , etc.) vivem, sem saber que vivem dentro de uma entidade massiva que viaja pelo espaço.
  • Nos romances Robotech Sentinels, Haydon IV é um ciberplaneta construído artificialmente com cidadãos andróides.
  • No episódio " Planet Jackers " do Invader Zim , dois alienígenas cercam a Terra com um céu falso para jogá-lo em seu sol.
  • Fortaleza do pesadelo de Kirby: De volta para Ya! pode ser classificada como uma megaestrutura porque é do tamanho de um pequeno planeta.
  • Em várias obras, Arthur C. Clarke escreve sobre um tubo oco colossal, descrito pela primeira vez em Rendezvous with Rama (1973), e habitado por diferentes raças.
  • A Cidadela no universo de Mass Effect é uma enorme estação espacial construída por uma antiga raça de máquinas chamada Reapers milhões de anos antes dos jogos da série. Na época de Mass Effect 2 , sua população era de 13,2 milhões.
  • No jogo Airforce Delta Strike, um grande elevador espacial chamado Chiron Lift é usado para enviar suprimentos para o espaço sideral.
  • Na série Warhammer 40.000 , o Palácio Imperial (local do Trono Dourado onde o Imperador da Humanidade é mantido vivo indefinidamente) poderia ser considerado uma megaestrutura. O palácio é um complexo de estruturas continentais com o Trono Dourado localizado em uma área que se estende por todas as montanhas do Himalaia.
  • No filme Elysium , uma luxuosa estação espacial (um Bishop Ring ) chamada Elysium abriga a rica população da espécie humana.
  • Grandes estações espaciais giratórias são um grampo da ficção científica, incluindo o romance de Arthur C. Clarke 2001: A Space Odyssey , a escola de batalha de Ender's Game e o homônimo Babylon 5 .
  • Asteróides vazados aparecem em várias ficções, como o romance 2312 de Kim Stanley Robinson , Larry Niven 's Known Space e escritores de ficção científica da Idade de Ouro como Clarke e Asimov.

Guerra das Estrelas

  • A Estrela da Morte de Star Wars tem 100 km de diâmetro.
  • A Estação Centerpoint era uma estação espacial esférica de 350 km no ponto Lagrangiano entre os planetas Talus e Tralus no sistema Corellia . Era um feixe trator gigante e antigo do hiperespaço com o qual uma raça ancestral, conhecida como Celestiais, criou o sistema estelar Corellia. Com a ajuda do feixe trator, planetas inteiros podem ser movidos através do hiperespaço e organizados em suas órbitas reais ao redor da estrela central. Por outro lado, a mesma tecnologia pode ser usada como arma para destruir até estrelas. No interior da esfera principal, um enorme espaço residencial chamado Hollowtown era o lar de muitas pessoas de forma semelhante ao interior de uma esfera de Dyson .
  • Coruscant , uma cidade enorme, cobre inteiramente seu planeta hospedeiro. Ela serve como capital da primeira República e depois do Primeiro Império Galáctico.
  • O Galaxy Gun , uma grande estação espacial projetada para destruir planetas inteiros de toda a galáxia, pode ser considerada uma megaestrutura porque seu tamanho tem mais de sete quilômetros de comprimento.
  • A Forja Estelar de Star Wars: Cavaleiros da Velha República .

Veja também

Referências

links externos