La ingeniería a megaescala (o macroingeniería ) [1] es una forma de ingeniería exploratoria que se ocupa de la construcción de estructuras a una escala enorme. [2] Normalmente, estas estructuras tienen una longitud de al menos 1000 km (620 mi), es decir, al menos un megámetro , de ahí el nombre. Estas estructuras a gran escala se denominan megaestructuras .
Además de las estructuras a gran escala, la ingeniería a gran escala también incluye la transformación de planetas enteros en un entorno habitable para los humanos , un proceso conocido como terraformación o ingeniería planetaria . Esto también podría incluir la transformación de las condiciones de la superficie, cambios en la órbita planetaria y estructuras en órbita destinadas a modificar el equilibrio energético.
La astroingeniería es la extensión de la ingeniería a megaescala a megaestructuras de escala estelar o mayor, [3] como las esferas de Dyson , [4] los Mundos Anillo y los discos de Alderson .
Varios conceptos de estructuras a gran escala, como las esferas de Dyson , los enjambres de Dyson y los cerebros de Matrioshka, probablemente se construirían sobre satélites de energía solar basados en el espacio . Otros conceptos de ingeniería planetaria o de transporte interestelar probablemente requerirían satélites de energía solar basados en el espacio y la infraestructura logística espacial que los acompaña para su energía o construcción.
La ingeniería a gran escala suele desempeñar un papel importante en la trama de las películas y los libros de ciencia ficción . El entorno de microgravedad del espacio exterior ofrece varios beneficios potenciales para la ingeniería de estas estructuras. Entre ellos se incluyen la minimización de las cargas sobre la estructura, la disponibilidad de grandes cantidades de materias primas en forma de asteroides y un amplio suministro de energía procedente del Sol . Sin embargo, las capacidades para aprovechar estas ventajas aún no están disponibles, por lo que proporcionan material para temas de ciencia ficción .
Se han diseñado sobre el papel unas cuantas megaestructuras como ingeniería exploratoria. Sin embargo, la lista de megaestructuras existentes y planificadas se complica por la ambigüedad a la hora de clasificar qué constituye exactamente una megaestructura. Por definición estricta, actualmente no existen megaestructuras (siendo el ascensor espacial el único proyecto de este tipo que se está considerando seriamente). Según definiciones más laxas, la Gran Muralla China (6,7 Mm o 4.200 mi) cuenta como una megaestructura.
Una lista más completa de megaestructuras conceptuales y existentes, junto con un análisis de los criterios de megaestructura, se encuentra en megaestructura .
De todas las megaestructuras propuestas, sólo el ascensor orbital , [5] el bucle de lanzamiento de Lofstrom y los conceptos de ascensor espacial marciano o lunar podrían construirse utilizando técnicas de ingeniería convencionales , y están al alcance de la ciencia de los materiales actual . Los nanotubos de carbono pueden tener la resistencia a la tracción necesaria para el ascensor espacial basado en la Tierra, tecnológicamente más desafiante , pero la creación de nanotubos de la longitud requerida es un ejercicio de laboratorio, y aún no se ha demostrado en absoluto una tecnología adecuada a escala de cable.
El montaje de estructuras más grandes que un ascensor espacial probablemente requeriría una combinación de nuevas técnicas de ingeniería, nuevos materiales y nuevas tecnologías . Proyectos de construcción tan masivos podrían requerir el uso de máquinas autorreplicantes para proporcionar una "cuadrilla de construcción" suficientemente grande. El uso de la nanotecnología podría proporcionar tanto los ensambladores autorreplicantes como los materiales especializados necesarios para un proyecto de este tipo. Sin embargo, la nanotecnología es otra área de ingeniería exploratoria especulativa en este momento.