第251章 巨型结构（2 / 3）
奥尼尔圆柱体空间站
这些通常被称为 “奥尼尔圆柱体空间站”，以杰拉德?奥尼尔的名字命名。其设计理念是利用当地恆星的光线供电，直径达数公里或数英里，可容纳数千、数万甚至数十万人。
巴比伦 5 號空间站
科幻作品中一个广为人知的例子是电视节目《巴比伦 5 號》中的空间站。这些设计基於一个前提：使用普通金属建造的空间站，直径超过约 10 公里后就会开始解体。
伊诺克城项目空间站
这是伊诺克城项目中的另一个例子，你可以在他们的脸书主页上了解更多相关信息。
到目前为止，我们所討论的都是相对较小的物体，接下来我们將介绍更大的结构，这类结构只有在 20 世纪 90 年代中期发现碳纳米管和石墨烯后才得以构想。这些材料你可能已经听说过很多，它们让我们產生了太空电梯等想法。此时，我们討论的不再是仅能容纳数千人的小型结构，也不是城市或大都市规模的物体，而是相当於大国面积的巨型结构。
这张图片中的英国是按比例呈现的，英国从北到南约 1000 公里，而图中的这个结构宽约 500 公里，直径约 2000 公里，其內部陆地面积实际上与美国东部地区相当。
毕肖普环
但毕肖普环仅仅是利用石墨烯和碳纳米管所能实现的眾多构想的冰山一角。
麦肯德里圆柱体空间站
接下来是更大的麦肯德里圆柱体空间站，它的长度达数千公里，宽度与毕肖普环相当。这个物体有潜力容纳接近一个行星规模的人口，其宜居性人口指数为 ix（即 9），可以舒適地容纳 10 亿人。它的长度通常为 7000 公里，体积极为庞大，而且还可以设置多个层级。我们通常將其想像为只有一个面向天空的层级，但实际上它可以有很多很多层。例如，在这张图片中，与行星对比的並非麦肯德里圆柱体空间站的特写，而是其实际尺寸比例 —— 它长达数千公里。此外，它不一定需要那些吸光圆盘，这只是基於没有其他能源来模擬阳光的假设。
如前所述，使用传统材料建造这类结构时，其尺寸会受到一定限制，但你仍然可以將其作为一个整体结构不断扩大规模。梯次结构
一个例子是梯次结构，这个看似围绕圆周排列的 “梯子” 上的每一个小横档，都可能是奥尼尔圆柱体空间站或麦肯德里圆柱体空间站大小的物体。因此，这个结构的规模可能相当於多个行星，甚至可以环绕整个恆星。
班克斯轨道棲息地
一个特別值得一提的轨道棲息地是班克斯轨道棲息地，以已故的伟大作家 iain m. banks 的名字命名，他创作了《文明》系列作品。这种轨道棲息地的半径经过特殊设计，能够產生与地球相似的重力，其长度与它所环绕的恆星的轨道周期完全一致。它的直径达数百万公里，建成后通常相当於数百个地球的大小，不过你也可以將它建造得更厚。但对於特定的昼夜长度和重力条件，它只有一个精確的尺寸能够满足这种配置要求。
环形世界
接下来是一个非常受欢迎的结构 —— 环形世界，由拉里?尼文在其同名小说中推广开来。这是一种环绕恆星运行的轨道棲息地，通常位於与地球到太阳距离相当的位置，其规模约为数百万个地球大小。
托皮斯（麵条世界）
同样来自这位作家，但不太为人所知的是托皮斯（也称为麵条世界）。这是一种细长的旋转棲息地，长度极长，可以环绕恆星多圈。只要它的长度远大於宽度，就可以像绳子一样轻鬆旋转，即使环绕恆星也是如此，因此它的长度几乎可以不受限制。
多面体棲息地（幸运棲息地）
还有一些例子，如旺格世界或托皮斯，属於多面体棲息地，有时也被称为幸运棲息地。它们可以非常巨大，环绕多颗恆星运行，但本质上是由多个圆柱形棲息地连接而成，这些圆柱形棲息地既可以是麦肯德里圆柱体空间站大小，也可以是奥尼尔圆柱体空间站大小。再次说明一下，麦肯德里圆柱体空间站的长度通常为数千公里，而奥尼尔圆柱体空间站的长度通常为数十公里。
球形重力（经典重力）类结构
现在，我们来介绍下一类 —— 球形重力（经典重力）类结构。
首先，我想介绍一个混合例子。很多时候，在月球基地或空间站等场所，重力確实存在且较为明显，但並不符合人类的需求。在虚构作品中，人们通常只能接受这种情况，但实际上並非如此。你可以將旋转重力与球形重力（经典重力）结合起来，就像洗衣机放水后旋转会形成拋物线一样，你可以將棲息地的侧面设计成倾斜的形状。这样一来，当棲息地旋转时，当地质量產生的重力与旋转產生的重力相结合，就能產生与地球相当的重力。如果是在月球这样的真空环境中，没有理由不这样做 —— 虽然过程有些麻烦，也比较耗能，但实际上並非难以实现。
我们的下一个主要类別是球形重力（经典重力）类结构。这个类別实际上比你最初想像的要广泛得多，我们谈论的不仅仅是大型卫星和经典行星，还包括壳层世界。
壳层世界
壳层世界的例子包括围绕大型天体（如黑洞 —— 可能比行星小，也可能更大，因为它可能是人造黑洞；或气態巨行星；甚至只是压缩气体）构建的世界。这並不严格局限於使用超强度材料来製造相当於多个行星大小的刚性外壳，而是可以採用一种名为 “主动支撑” 的技术。理解主动支撑最简单的方式是想像一根两端都连接著泵的水管，打开泵后，水管会立即呈圆形展开。你可以利用磁驱动的微小粒子（即运动的质量流）来实现这一点，从而製造出巨大的圆形刚性物体。我们称之为主动支撑，是因为无论这个系统的效率有多高，都会存在一定的能量损耗，因此你需要不断为系统补充能量，以维持星球的结构稳定，防止其坍塌。这在科学上是完全可行的，只是目前我们的技术还无法实现，因为它需要巨大的能量消耗，但它確实是太空电梯的一种替代方案。你可以製造一个这样的环形结构，使其悬停在行星大气层上方，然后通过数英里高的短繫绳与行星表面连接。
套娃式壳层世界
另一个自然重力类结构的例子是套娃式壳层世界，它就像俄罗斯套娃一样，由一层又一层同心球体嵌套而成。你需要为这些层级提供人工照明，並且需要巨大的 “枕头” 来支撑 “天空”。这是一个非常类似 “阿特拉斯扛天” 的例子 —— 每一层的重力要么隨著向外延伸而略有增加，要么如果各层之间距离足够远，你可以通过调整每层的距离，使各层保持稳定且相同的重力。 ↑返回顶部↑
这些通常被称为 “奥尼尔圆柱体空间站”，以杰拉德?奥尼尔的名字命名。其设计理念是利用当地恆星的光线供电，直径达数公里或数英里，可容纳数千、数万甚至数十万人。
巴比伦 5 號空间站
科幻作品中一个广为人知的例子是电视节目《巴比伦 5 號》中的空间站。这些设计基於一个前提：使用普通金属建造的空间站，直径超过约 10 公里后就会开始解体。
伊诺克城项目空间站
这是伊诺克城项目中的另一个例子，你可以在他们的脸书主页上了解更多相关信息。
到目前为止，我们所討论的都是相对较小的物体，接下来我们將介绍更大的结构，这类结构只有在 20 世纪 90 年代中期发现碳纳米管和石墨烯后才得以构想。这些材料你可能已经听说过很多，它们让我们產生了太空电梯等想法。此时，我们討论的不再是仅能容纳数千人的小型结构，也不是城市或大都市规模的物体，而是相当於大国面积的巨型结构。
这张图片中的英国是按比例呈现的，英国从北到南约 1000 公里，而图中的这个结构宽约 500 公里，直径约 2000 公里，其內部陆地面积实际上与美国东部地区相当。
毕肖普环
但毕肖普环仅仅是利用石墨烯和碳纳米管所能实现的眾多构想的冰山一角。
麦肯德里圆柱体空间站
接下来是更大的麦肯德里圆柱体空间站，它的长度达数千公里，宽度与毕肖普环相当。这个物体有潜力容纳接近一个行星规模的人口，其宜居性人口指数为 ix（即 9），可以舒適地容纳 10 亿人。它的长度通常为 7000 公里，体积极为庞大，而且还可以设置多个层级。我们通常將其想像为只有一个面向天空的层级，但实际上它可以有很多很多层。例如，在这张图片中，与行星对比的並非麦肯德里圆柱体空间站的特写，而是其实际尺寸比例 —— 它长达数千公里。此外，它不一定需要那些吸光圆盘，这只是基於没有其他能源来模擬阳光的假设。
如前所述，使用传统材料建造这类结构时，其尺寸会受到一定限制，但你仍然可以將其作为一个整体结构不断扩大规模。梯次结构
一个例子是梯次结构，这个看似围绕圆周排列的 “梯子” 上的每一个小横档，都可能是奥尼尔圆柱体空间站或麦肯德里圆柱体空间站大小的物体。因此，这个结构的规模可能相当於多个行星，甚至可以环绕整个恆星。
班克斯轨道棲息地
一个特別值得一提的轨道棲息地是班克斯轨道棲息地，以已故的伟大作家 iain m. banks 的名字命名，他创作了《文明》系列作品。这种轨道棲息地的半径经过特殊设计，能够產生与地球相似的重力，其长度与它所环绕的恆星的轨道周期完全一致。它的直径达数百万公里，建成后通常相当於数百个地球的大小，不过你也可以將它建造得更厚。但对於特定的昼夜长度和重力条件，它只有一个精確的尺寸能够满足这种配置要求。
环形世界
接下来是一个非常受欢迎的结构 —— 环形世界，由拉里?尼文在其同名小说中推广开来。这是一种环绕恆星运行的轨道棲息地，通常位於与地球到太阳距离相当的位置，其规模约为数百万个地球大小。
托皮斯（麵条世界）
同样来自这位作家，但不太为人所知的是托皮斯（也称为麵条世界）。这是一种细长的旋转棲息地，长度极长，可以环绕恆星多圈。只要它的长度远大於宽度，就可以像绳子一样轻鬆旋转，即使环绕恆星也是如此，因此它的长度几乎可以不受限制。
多面体棲息地（幸运棲息地）
还有一些例子，如旺格世界或托皮斯，属於多面体棲息地，有时也被称为幸运棲息地。它们可以非常巨大，环绕多颗恆星运行，但本质上是由多个圆柱形棲息地连接而成，这些圆柱形棲息地既可以是麦肯德里圆柱体空间站大小，也可以是奥尼尔圆柱体空间站大小。再次说明一下，麦肯德里圆柱体空间站的长度通常为数千公里，而奥尼尔圆柱体空间站的长度通常为数十公里。
球形重力（经典重力）类结构
现在，我们来介绍下一类 —— 球形重力（经典重力）类结构。
首先，我想介绍一个混合例子。很多时候，在月球基地或空间站等场所，重力確实存在且较为明显，但並不符合人类的需求。在虚构作品中，人们通常只能接受这种情况，但实际上並非如此。你可以將旋转重力与球形重力（经典重力）结合起来，就像洗衣机放水后旋转会形成拋物线一样，你可以將棲息地的侧面设计成倾斜的形状。这样一来，当棲息地旋转时，当地质量產生的重力与旋转產生的重力相结合，就能產生与地球相当的重力。如果是在月球这样的真空环境中，没有理由不这样做 —— 虽然过程有些麻烦，也比较耗能，但实际上並非难以实现。
我们的下一个主要类別是球形重力（经典重力）类结构。这个类別实际上比你最初想像的要广泛得多，我们谈论的不仅仅是大型卫星和经典行星，还包括壳层世界。
壳层世界
壳层世界的例子包括围绕大型天体（如黑洞 —— 可能比行星小，也可能更大，因为它可能是人造黑洞；或气態巨行星；甚至只是压缩气体）构建的世界。这並不严格局限於使用超强度材料来製造相当於多个行星大小的刚性外壳，而是可以採用一种名为 “主动支撑” 的技术。理解主动支撑最简单的方式是想像一根两端都连接著泵的水管，打开泵后，水管会立即呈圆形展开。你可以利用磁驱动的微小粒子（即运动的质量流）来实现这一点，从而製造出巨大的圆形刚性物体。我们称之为主动支撑，是因为无论这个系统的效率有多高，都会存在一定的能量损耗，因此你需要不断为系统补充能量，以维持星球的结构稳定，防止其坍塌。这在科学上是完全可行的，只是目前我们的技术还无法实现，因为它需要巨大的能量消耗，但它確实是太空电梯的一种替代方案。你可以製造一个这样的环形结构，使其悬停在行星大气层上方，然后通过数英里高的短繫绳与行星表面连接。
套娃式壳层世界
另一个自然重力类结构的例子是套娃式壳层世界，它就像俄罗斯套娃一样，由一层又一层同心球体嵌套而成。你需要为这些层级提供人工照明，並且需要巨大的 “枕头” 来支撑 “天空”。这是一个非常类似 “阿特拉斯扛天” 的例子 —— 每一层的重力要么隨著向外延伸而略有增加，要么如果各层之间距离足够远，你可以通过调整每层的距离，使各层保持稳定且相同的重力。 ↑返回顶部↑