The case for Mars – eller för andra rymdkolonier

Så länge som händelsen inträffar en gång så blir det en vågrörelse i cylindern som kommer att ebba ut. Om det är en återkommande rörelse som sker i resonans så kan vågen förstärkas. Man om Cylindern väger 1miljon ton t ex så behövs det stora massor för att det ska ha nån betydelse. De enda massan som har nån betydelse i så stora system är gasen som väger 1Kg per kubikmeter en kubik km gas kommer väga 1 miljon ton. Fördelen med gaser är att trycket snabbt kommer att fördelas jämt, gränsen är ljudhastigheten. Det är fascinerande att tänka på om man tycker väderomslag går långsamt men tryckändringarna sker faktiskt med ljudhastigheten.

Då sker det genom interaktion med ett yttre system.

Det där handtaget är ett jättebra exempel. Där har vi alltså ett plan för rotation och sedan vad som i princip är en hävarm ut från planet för rotation. Hade inte hävarmen mött friktion mot den omkringliggande gasen så hade hela handtaget aldrig vänt på sig. Nu när hävarmen möter motstånd i form av friktion mot den omkringliggande gasen så ser vi inte att planet för rotation vrider sig, utan när hävarmens vinkel blir stor nog så flippar hela handtaget över för att bevara rotationen i ett plan.

Om inga yttre krafter verkar på cylindern, som i exemplet med handtaget som möter friktion mot den omkringliggande luften här ovan, då kan det inte bildas någon obalans från någon form av intern rörelse, varken längs med rotationen eller med/mot rotationen.
Från en yttre referens som inte delar tröghetssystem med cylindern så kan man observera att den vrider sig i förhållande till sig självt, att den roterar kring en axel som är förskjuten från mitten, mm.
Men från cylinderns referens och allt som är inom den, som tillhör samma slutna system och delar ett tröghetscentrum, så kommer all deras individuella rörelse, som innebär ett mer direkt lokalt förhållande till ett närmre tröghetscentrum, att ha exakt lika stora motriktade krafter som alltid är i balans inom det totala systemet.
Man skulle inte se någon rotation inom cylindern, och förändras massfördelningen så skulle de lättare delarna att förskjutas längre ut från rotationsaxeln och ha en högre tvärgående hastighet när vinkelhastigheten är densamma vid större r, vilket innebär en exakt lika stor centrifugalkraft för det som är där från deras perspektiv, som för allt vid platsen där mer massa är koncentrerad.

Säg att vi har en sån där trumma i rymden som vi observerar utifrån. Trumman är ett slutet system och den roterar. Inom den står en farbror som heter Böjje och bredvid honom står en lastbil med tung last parkerad. Böjje rör sig i en oskulerande kurva, varför hans upplevda acceleration mot ytan inte beror på friktion, utan att ytan bokstavligen drar honom in, exakt som riktig gravitation.
Från jorden så ser vi trumman rotera med 10 varv mer minut, och har i övrigt egenskaper som motsvarar vad som krävs för att det ska gälla.
Nu startar lastbilen med tung släp och börjar accelerera längs rotationen, snabbare och snabbare tills man från jordens perspektiv observerar att cylinderns rotation kring sin axel har upphört helt.
Då växlar lastbilen ur och lägger i neutral för att fortsätta att rulla längs en magisk friktionsfri bana med bibehållen hastighet.
Men från Böjjes perspektiv så ser allt ut precis som vanligt, förutom att han har en lastbil som rullar förbi jättefort bredvid sig. Böjjes oskulerande omloppsbana delar nu tröghetscentrum med en cylinder som från ett yttre perspektiv inte längre roterar kring sin tidigare rotationsaxel, utan nu har den tunga lastbilen all rotationsmomentum istället. Böjje bryr sig inte.

Lastbilen kan inte heller svänga åt sidan för att få komponenterna hos rotationsmomentumet att riktas längs andra dimensioner, utan lika mycket som lastbilen svänger, lika mycket kommer en lika stor motriktad kraft mot cylindern att vara i jämvikt med lastbilens hjul.

En egen acceleration kräver att ens hastighetsvektor och accelerationsvektorn är riktade i samma riktning. En hastighetsvektor mot ett roterande plan vrider bara den egna hastighetsvektorn och förändrar radien, då en accelerationsvektor i förhållande till denna hastighetsvektorn är i vinkel tvärgående mot hastighetsvektorn. Alla accelerationsvektorer inom det slutna systemet i total egen vila är också i delad vila med allt de accelererar i förhållande till inom det slutna systemet, då detta upplever lika stor motriktad kraft som är i jämvikt med rörelsen.

Finns det totalt 8 enheter snurr längs x, 8 enheter snurr längs y och 5 enheter linjärt swish längs z, och allt är bevarat, så finns det inga motstående vinklar mellan några förhållanden av trögheter som kan förändra detta förhållandet genom intern dynamik.
Man har inte heller massor, utan trögheter, så trögheterna är också en funktion av radien och vinkelhastigheten.
Allt är i balans och bevarat. För att förändra det som är bevarat så krävs yttre påverkan med ett annat, också i sig självt bevarat system, som förändrar förhållandena mellan varandra.

Man har trögheter, delade tröghetscentrum och rörelse.
Dessa går bara att bestämma relativt sig självt genom relativa förhållanden med annat som också är i relativa förhållande till allt.
Det är vad alla slutna delsystem utgörs av. Om ett delsystem interagerar med ett yttre delsystem så har man momentuminteraktioner genom verkan, vilket är förändrade förhållanden mellan trögheter och deras rörelse i förhållande till delade tröghetscentrum. Vilket har att göra med densitet.
En tröghet är ett lokalt tröghetscentrum, så alla tröghetscentrum rör sig också i förhållande till andra tröghetscentrum. Tröghetscentrum i omlopp kring andra tröghetscentrum, vilka inte kan avgöra vad det egna systemet har för egenskaper utan måste avgöra det relativt andra relativa förhållanden hos tröghetscentrum i omlopp kring andra tröghetscentrum.
Det är allt som finns i universum.
Allt är bevarat inom varje dimension separat och allt är i jämvikt. All annan dynamik är sekundära observationer som är referensberoende.
Med betoning på att allt beror på referens.

Att glasfiber kan böjas medan planglas spricker har bara att göra med skala. En kilometerlång balk av glas kommer att vara lika böjlig som glasfiber i förhållande till sin storlek. Jämför laminerade glasrutor som inte spricker därför att varje enskild skiva är tun i förhållande till sin längd.

Artificiellt ljus kräver elektrisk ström som du inte kan framställa utan förluster, samt att livslängden är begränsad för fotoceller, dioder och elektronik. Allt som går sönder skall repareras. Förutom att inkommande ljus går bort i förluster så skall det hela underhållas. Jämfört med naturlig belysning har det mest nackdelar.

Ett riktigt bra solcellssystem-LED kan man får ca 40-50% verkningsgrad. Visst blir det förluster men den stora fördelen är att man lätt kan reglera ljus exakt där man vill ha det, dvs där man har odlingar eller människor befinner sig. Över allt annars är det släkt. Man kan spara in mycket där. Med fönster måste man har komplicerade arrangemang med speglar för att man ska kunna reglera dygnsrytmen Sen kan ljuset inte regleras när det väl kommer in i cylindern annat än med komplexa spegelarrangemang. Det mesta går till spillo.

https://en.wikipedia.org/wiki/Tennis_racket_theorem
Den hade flippat även i vakuum. Eftersom L=Iω är en matrismultiplikation kan L och ω ha olika riktingar. Så ω kan ändra riktning om I ändras samtidigt. Det är L som är bevarat, inte ω.
Du kan observera samma fenomen med en mobil som inte har något asymmetriskt luftmotstånd.


För topic kan det vara intressant att läsa vad som hände med USAs första satellit, Explorer I. Den var tänkt att spinna runt cylinderaxeln men dess flexande antenner dissiperade rotationsenergi. Eftersom L är bevarat måste den byta rotationsaxel till en med lägre rotationsenergi för samma rörelsemängdsmoment, som nerdnerd skriver.

https://www.uh.edu/engines/epi1332.htm


Hittade detta papper som kanske är relevant? Gyroscopic stability of a non-rigid spacecraft

Med känd teknik så får du upp till 50% i verkningsgrad på solcellerna och upp till 50% i verkningsgrad på dioderna, vilket gör att minst 75% av det infallande ljuset går bort. Hela konstruktionen måste då ha fyra gånger större yta mot solen för att producera den mat som besättningen behöver jämfört med en passiv underhållsfri konstruktion som bara släpper in ljus.

Har du ens reflekterat över kostnaden för att bygga en 800 kvadratkilometer stor solcellspanel av material uppgrävt på månen? Det är i alla fall så stor yta som O'Neill-cylindern är tänkt att ha, kortsidorna inte inräknade. Hur mycket vet du om processen som krävs för att tillverka en enda decimeterstor kiselskiva?

Ljuset behövs främst som energikälla för gröna växter som är mer beroende av ett stort antal soltimmar än hur långt dygnet är. I en torusformad konstruktion av glas torde växterna klara sig utmärkt med det naturliga ljuset från solen utan någon reglering alls.

LED kan nå uppemot 80-90% verkningsgrad om man använder dom till växtodling. Solceller kommer troligen att tillverkas med olika vakuumförångningstekniker liknande SIGS solceller. i motsats till kiselbaserade solceller som man odlar från singel kristaller av kisel som man dopar. Å andra sidan är det en sto fördel att befinna sig i tyngdlöst tillstånd för odling av singelkristaller. Ultrarent kisel har fördelar att produceras i rymden. Många frågor är så klart inte lösta än men nya teknologier blir nödvändigt för att lösa alla frågor. Min gissning är att det mesta av odling för mat blir från genetiskt modifierade alger i transparenta rörsystem. Sen piffar man till det så det liknat kött och vanliga grönsaker. Sen kommer det förmodligen finnas trädgårdar och parker för rekreation.

Kan du länka till några realiserbara dioder resp. solceller som överstiger 50% verkningsgrad?

Frågan är hur det blir med kylning. Vi talar om enorma effekter. Solljus ligger på ~500 W/m^2 och det är den storleksordningen man vill ha om man skall odla växter.

Ja att hålla lagom temperatur blir en utmaning. skulle man flöda in solljus obehindrat , det är 1200W per kvadratmeter och det mesta absorberades och omvandlades till värme skulle cylindern snabbt bli glödhet. Att tappa av värmen på den mörka sidan skulle kräva enorma radiatorer.

Det gäller att balansera infallande ljus och avkylning.

Det blir knappast bättre om man har en enorm lampa i mitten.

Man ska inte ha mer ljus än man behöver. Punktvis belysning. Finns ingen anledning att slösa med ljus.