Un cilindro O'Neill (también llamado colonia O'Neill ) es un concepto de asentamiento espacial propuesto por el físico estadounidense Gerard K. O'Neill en su libro de 1976 The High Frontier: Human Colonies in Space . [1] O'Neill propuso la colonización del espacio para el siglo XXI, utilizando materiales extraídos de la Luna y posteriormente de asteroides . [2]
Un cilindro O'Neill constaría de dos cilindros contrarrotativos. Los cilindros rotarían en direcciones opuestas para cancelar cualquier efecto giroscópico que de otro modo dificultaría mantenerlos apuntando hacia el Sol. Cada uno tendría 5 millas (8,0 km) de diámetro y 20 millas (32 km) de largo, y estaría conectado en cada extremo por una varilla a través de un sistema de cojinetes . Su rotación proporcionaría gravedad artificial . [1]
Mientras enseñaba física en la Universidad de Princeton , O'Neill encomendó a sus estudiantes la tarea de diseñar grandes estructuras en el espacio exterior , con la intención de demostrar que vivir en el espacio podría ser deseable. Varios de los diseños pudieron proporcionar volúmenes lo suficientemente grandes como para ser adecuados para la habitación humana. Este resultado cooperativo inspiró la idea del cilindro y fue publicado por primera vez por O'Neill en un artículo de septiembre de 1974 en Physics Today . [3]
El proyecto de O'Neill no fue el primer ejemplo de este concepto. En 1954, el científico alemán Hermann Oberth describió el uso de gigantescos cilindros habitables para viajes espaciales en su libro Menschen im Weltraum—Neue Projekte für Raketen- und Raumfahrt ( Personas en el espacio: nuevos proyectos para cohetes y viajes espaciales ). En 1970, el autor de ciencia ficción Larry Niven propuso un concepto similar, pero a mayor escala, en su novela Ringworld . Poco antes de que O'Neill propusiera su cilindro, Arthur C. Clarke utilizó dicho cilindro (aunque de construcción extraterrestre) en su novela Rendezvous with Rama .
En su libro de 1976 [1], O'Neill describió tres diseños de referencia, apodados "islas":
Para ahorrar el inmenso costo de lanzar los materiales desde la Tierra, estos hábitats se construirían con materiales lanzados al espacio desde la Luna con un impulsor de masa magnética . [1]
Viviendo en el cilindro
En la edición de septiembre de 1974 de la revista Physics Today , el Dr. O'Neill argumentó que la vida a bordo de un cilindro O'Neill sería mejor que en algunos lugares de la Tierra. [6] Esto se debería a la abundancia de alimentos, al clima y al control del tiempo, y al hecho de que no habría necesidad de vehículos que utilicen motores de combustión que crearían smog y contaminación. [7] Los habitantes también se mantendrían activos y entretenidos practicando deportes terrestres actuales como el esquí, la vela y el montañismo, gracias a la gravedad generada artificialmente debido a la rotación del cilindro. Además de estos deportes, también se crearían nuevos deportes a partir del hábitat encerrado en un cilindro en el espacio, y estas circunstancias se aprovecharían creativamente. [8]
Los cilindros giran para proporcionar gravedad artificial en su superficie interior. En el radio descrito por O'Neill, los hábitats tendrían que rotar unas veintiocho veces por hora para simular una gravedad terrestre estándar ; una velocidad angular de 2,8 grados por segundo. Las investigaciones sobre factores humanos en marcos de referencia giratorios [9] [10] [11] [12] [13] indican que, a velocidades de rotación tan bajas, pocas personas experimentarían mareos debido a las fuerzas de Coriolis que actúan sobre el oído interno. Sin embargo, las personas podrían detectar las direcciones de giro y antigiro girando la cabeza, y cualquier objeto que cayera parecería desviado unos pocos centímetros. [12] El eje central del hábitat sería una región de gravedad cero , y se preveía que allí se podrían ubicar instalaciones recreativas.
Se planeó que el hábitat tuviera oxígeno a presiones parciales aproximadamente similares a las del aire terrestre, el 20% de la presión del aire al nivel del mar de la Tierra. También se incluiría nitrógeno para aumentar un 30% más la presión de la Tierra. Esta atmósfera de media presión ahorraría gas y reduciría la resistencia y el espesor necesarios de las paredes del hábitat. [1] [4]
A esta escala, el aire dentro del cilindro y la carcasa del cilindro proporcionan una protección adecuada contra los rayos cósmicos . [1] El volumen interno de un cilindro de O'Neill es lo suficientemente grande como para soportar sus propios pequeños sistemas climáticos, que pueden manipularse alterando la composición atmosférica interna o la cantidad de luz solar reflejada. [5]
Grandes espejos tienen bisagras en la parte posterior de cada franja de ventana. El borde desquiciado de las ventanas apunta hacia el sol. El propósito de los espejos es reflejar la luz del sol hacia los cilindros a través de las ventanas. La noche se simula abriendo los espejos, dejando que la ventana vea el espacio vacío; esto también permite que el calor irradie al espacio. Durante el día, el Sol reflejado parece moverse a medida que se mueven los espejos, creando una progresión natural de los ángulos del Sol. Aunque no es visible a simple vista, se puede observar que la imagen del Sol gira debido a la rotación del cilindro. La luz reflejada por los espejos está polarizada , lo que podría confundir a las abejas polinizadoras . [1]
Para permitir que la luz entre al hábitat, grandes ventanas corren a lo largo del cilindro. [1] Estos no serían paneles individuales, sino que estarían formados por muchas secciones pequeñas, para evitar daños catastróficos, y así los marcos de las ventanas de aluminio o acero pueden soportar la mayor parte de las tensiones de la presión del aire del hábitat. [1] Ocasionalmente, un meteoroide podría romper uno de estos cristales. Esto provocaría cierta pérdida de atmósfera, pero los cálculos mostraron que esto no sería una emergencia, debido al gran volumen del hábitat. [1]
El hábitat y sus espejos deben estar permanentemente apuntados al Sol para recolectar energía solar e iluminar el interior del hábitat. O'Neill y sus estudiantes desarrollaron cuidadosamente un método para girar continuamente la colonia 360 grados por órbita sin usar cohetes (que perderían masa de reacción). [1] Primero, el par de hábitats se puede hacer rodar operando los cilindros como ruedas de impulso . Si la rotación de un hábitat está ligeramente desviada, los dos cilindros girarán entre sí. Una vez que el plano formado por los dos ejes de rotación es perpendicular en el eje de balanceo a la órbita, entonces el par de cilindros se puede orientar para apuntar al Sol ejerciendo una fuerza entre los dos cojinetes orientados hacia el sol. Empujar los cilindros entre sí hará que ambos cilindros precedan giroscópicamente y el sistema se inclinará en una dirección, mientras que empujarlos uno hacia el otro provocará una desviación en la otra dirección. Los hábitats contrarrotativos no tienen ningún efecto giroscópico neto , por lo que esta ligera precesión puede continuar a lo largo de la órbita del hábitat, manteniéndolo orientado hacia el Sol. Esta es una novedosa aplicación de giroscopios de momento de control .
En 1990 y 2007, se presentó un derivado de diseño más pequeño conocido como Kalpana One, que aborda el efecto de oscilación de un cilindro giratorio aumentando el diámetro y acortando la longitud. Los desafíos logísticos del blindaje radiológico se resuelven construyendo la estación en órbita terrestre baja y retirando las ventanas. [14] [15]
En 2014, se sugirió un nuevo método de construcción que implicaba inflar una bolsa y fijarla con cinta adhesiva con un carrete (construido con materiales asteroidales), como la construcción de un recipiente a presión compuesto envuelto . [dieciséis]
En un evento de Blue Origin en Washington el 9 de mayo de 2019, Jeff Bezos propuso construir colonias O'Neill en lugar de colonizar otros planetas. [17] [18]
![Un cilindro que surge de bolas interconectadas[19]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c6/Curreri_space_habitat_evolution.png/1280px-Curreri_space_habitat_evolution.png)
