La ingeniería a megaescala (o macroingeniería ) [1] es una forma de ingeniería exploratoria que se ocupa de la construcción de estructuras a gran escala. [2] Normalmente, estas estructuras tienen al menos 1.000 km (620 millas) de longitud; en otras palabras, al menos un megámetro , de ahí el nombre. Estas estructuras de gran escala se denominan megaestructuras .
Además de las estructuras a gran escala, la ingeniería a megaescala también se define como la transformación de planetas enteros en un entorno habitable para los humanos , un proceso conocido como terraformación o ingeniería planetaria . Esto también podría incluir transformaciones 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 a escala estelar o mayor, [3] como las esferas Dyson , [4] Ringworlds y los discos Alderson .
Varios conceptos de estructuras a megaescala, como las esferas Dyson , los enjambres Dyson y los cerebros Matrioshka , probablemente se construirían sobre satélites de energía solar basados en el espacio . Otros conceptos de ingeniería planetaria o transporte interestelar probablemente requerirían satélites de energía solar basados en el espacio y la correspondiente infraestructura logística espacial para su energía o construcción.
La ingeniería a gran escala suele desempeñar un papel importante en la trama de películas y libros de ciencia ficción . El entorno de microgravedad del espacio exterior proporciona varios beneficios potenciales para la ingeniería de estas estructuras. Estos incluyen minimizar las cargas sobre la estructura, la disponibilidad de grandes cantidades de materias primas en forma de asteroides y un amplio suministro de energía del Sol . Sin embargo, las capacidades para emplear estas ventajas aún no están disponibles, por lo que proporcionan material para temas de ciencia ficción .
Se han diseñado bastantes megaestructuras sobre el papel como ingeniería de exploración. 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 indulgentes, la Gran Muralla China (6,7 mm o 4.200 millas) cuenta como una megaestructura.
Una lista más completa de megaestructuras conceptuales y existentes, junto con una discusión de los criterios de megaestructura, se encuentra en megaestructura .
De todas las megaestructuras propuestas, sólo el ascensor orbital , [5] el circuito de lanzamiento de Lofstrom y los ascensores espaciales marcianos o lunares podrían construirse utilizando técnicas de ingeniería convencionales y están al alcance de la ciencia de materiales actual . Los nanotubos de carbono pueden tener la resistencia a la tracción necesaria para el ascensor espacial terrestre, 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 masivas que un ascensor espacial probablemente implicaría 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 un "equipo de construcción" suficientemente grande. El uso de la nanotecnología podría proporcionar tanto ensambladores autorreplicantes como los materiales especializados necesarios para tal proyecto. La nanotecnología es, sin embargo, otra área de ingeniería exploratoria especulativa en este momento.