注意:这是作者个人设想的一个人类计划,并非已经存在或者别人提出的项目。
概述
地球的外层空间再造一个适合居住的天球(如下图)。
意义
1、争取更多人类生存空间
2、充分利用大气窗口以外的太阳能量
3、离开地表和大气层以进一步探索外太空和太空旅行
4、把地球表面让给动植物、保持基因多样性、保留自然环境
步骤
1、全球同步卫星均匀环绕
2、依据卫星执行天梯计划(太空电梯)
3、天梯运输材料搭建同步环(连接环绕的卫星形成天宫)
4、依据同步环天宫搭建天球框架(难点)
5、填充天球框架实现类地表建筑和环境
优点
1、悬浮天空永不坠落:卫星不落地在于它有足够的速度,但由于空气摩擦、辐射压等,经过足够久的时间都可能会落地,但天球(包括中期的同步环天宫)的重心与地球重心重合,因此只要保持其各部件和区域的有效连接,就不会坠落向地球
2、去太空或去地表都方便:本身处在外太空,适合轻松执行外太空研究和探索计划,同时天球计划中存在天梯(太空电梯),可以很廉价地在地球表面和天球之间往来,这对于天球的建设可谓省力良多,而对于建成之后,保持与地表往来也很有必要。
难点
1、模拟重力:(1)天球建成后取消天梯,利用天球旋转的离心力(即天球上的居住环境的天空指向地球地表);(2)降低轨道,比同步轨道要地,同时保持与地球同步(实际重力会比地表低很多)
2、材料:天梯、同步环和天球的连接都需要高端材料,如高抗压建材、高抗拉连接材料、抗高温低温高辐射材料、高真空下建筑材料
3、安全:在地表有空气摩擦燃烧各种流星,但是天球在真空的外太空,需要人类自己有很强的周边太空微小物体的监控预测能力和拦截捕获能力(小者用激光,中者大者近者远者需要不同武器),以及空气密闭性等各种安全问题
4、整体旋转:由于潮汐、月球和其他星体的引力扰动,以及天球项目本身存在的轨道高度(或天球非赤道区域带来的旋转),天球可能在一定时间以后会积累一定旋转速度,这对于天梯是有巨大影响,因此天球项目需要一定的动力装置来控制这一的旋转,或者项目建立起来舍弃天梯部分(这样做就有点亏了)
5、轨道高度:轨道低时,如果相对地面静止,则各部件连接材料需要承受的是压力和较好的刚性(刚性材料),这一条件对于材料过于苛刻,否则需要更快的天球自转以让连接材料承受拉力(可选柔性材料,较好实现),从而达到稳定结构和框架的目的,顺便实现部分模拟重力;轨道高时,则在相对地面静止情况下,连接材料承受拉力就可(柔性材料),模拟重力也顺便实现了。轨道高了或者低了,对天梯的利用不够充分,即运输材料代价要大很多,而地球同步轨道虽然能够最好地利用天梯,但是各部件连接材料需要承受压力和刚性(赤道一圈除外),模拟重力却不好实现。
6、赤道圈之外:如果高强度刚性材料能够大量廉价实现,则能够完全按照设计实现,但实际上是能够承受高强度拉力的柔性材料更好实现,此时只能实现赤道上空的天宫环绕(类似于给地球戴个戒指,并且需要更快的自转速度,但单个卫星可以在材料刚性容许情况下在纬度向上下对称拓展,经度向左右可以不受限制地拓展成空间站,各空间站之间使用高强度柔性材料连接),而赤道圈之外的不同纬度相邻空间站只能通过刚性材料连接,否则同步旋转不可实现。