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Cilindro de O'Neill

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Um par de cilindros de O'Neill

Um cilindro de O'Neill, também chamado de colônia de O'Neill e Ilha Três, é um tipo de habitação espacial criado e proposto pelo físico Gerard K. O'Neill em seu livro The High Frontier: Human Colonies in Space (1976).[1]

Um "cilindro de O'Neill" é formado em dois enormes cilindros que rodam em sentidos contrários, cada um com 8 km de diâmetro e 32 km de comprimento, interconectados nas pontas por um eixo através de um sistema de rolamentos. O objetivo da rotação é prover gravidade artificial via força centrífuga nas superfícies interiores dos cilindros.[1]

História

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Enquanto ensinava física na Universidade de Princeton, O'Neill propôs aos seus estudantes que concebessem enormes estruturas no espaço com o objetivo de mostrar que viver ali poderia ser algo desejável. Diversas das arquiteturas propostas eram capazes de prover áreas grandes o suficiente para a vida humana com conforto. Este resultado cooperativo inspirou a ideia de um cilindro e foi publicada por O'Neill em um artigo de setembro de 1974 na Physics Today[2]

Ilhas Um, Dois e Três

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O'Neill criou três diferentes projetos:

Para economizar no imenso custo de lançar via foguetes o material a partir da Terra, estes habitats seriam construídos com matérias-primas recolhidas na Lua e lançadas para o espaço através de uma espécie de catapulta magnética chamada acelerador de massa.[1] Um destes projetos aparece no filme Elysium.

Gravidade artificial

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Visão interna mostrando as seções alternadas de "janelas" e "terra" numa Ilha Três

Os cilindros giram para prover gravidade artificial em sua superfície interna. Por causa de seus raios muito longos, os habitats devem girar aproximadamente quarenta vezes por hora, simulando assim a gravidade terrestre. Pesquisas sobre os impactos de uma estrutura rotativa como esta na fisiologia humana[5][6][7][8][9] indicam que quase ninguém (em velocidades baixas como esta) iria experimentar algum tipo de enjoo por causa das forças de coriolis agindo no ouvido interno. As pessoas seriam capazes de detectar o movimento horário / anti-horário ao virar a cabeça e também por que qualquer objeto derrubado pareceria ter sido levemente deslocado uns poucos centímetros.[8]

O eixo central do habitat seria uma região de gravidade zero e o plano é aproveitar a possibilidade para manter ali empreendimentos de recreio.

Atmosfera e radiação

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Visão artística de uma colônia espacial no formato de uma Colônia de O'Neill.
NASA ID number AC75-1883.

Assim como no ar terrestre, o habitat foi planejado para ter oxigênio em quantidades parciais, com 20% da pressão total. Nitrogênio também seria acrescentado para acrescentar mais 30% de pressão. Essa atmosfera de meia-pressão iria preservar os gases e reduzir força e espessura necessárias requeridas das paredes da estação.[1][10]

Nestas proporções, o ar dentro do cilindro e na sua "casca" é capaz de prover uma proteção adequada contra os raios cósmicos.[1]

Luz solar

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Enormes espelhos estão presos por dobradiças nas extremidades das seções de janela, com a parte imóvel sempre apontada para o Sol. O objetivo destes espelhos é refletir a luz solar para dentro dos cilindros através das janelas. A "noite" é simulada pela abertura dos espelhos, deixando que a janela mostre o espaço vazio, o que também permite que se irradie calor de volta para o espaço. Durante o dia, o Sol refletido parece se mover conforme os espelhos se movimentam, criando uma progressão natural de ângulos de vista.[1]

Para permitir que a luz entre no habitat, enormes janelas percorrem o comprimento do cilindro.[1] Elas não são inteiriças, mas compostas de diversas pequenas partes, prevenindo assim a ocorrência de uma ruptura catastrófica. Assim também as janelas de alumínio ou aço podem aguentar a maior parte das forças geradas pela pressão do ar no habitat.[1]

Ocasionalmente, um meteorito poderia quebrar um destes painéis, o que causaria a perda de alguma atmosfera. Porém, os cálculos mostram que isso não seria sequer uma emergência dado o enorme volume do habitat.[1]

Controle de altitude

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O habitat e seus espelhos precisam permanecer mirados na estrela. O'Neill e seus estudantes criaram uma forma de manter a colônia inteira girando 360 graus por órbita sem a utilização de foguetes.[1] Primeiro, o par de habitats poderia ser girado tratando os cilindros como um volante de reação (Reaction wheel). Se uma rotação do habitat está um pouco fora de ritmo, os dois cilindros girariam um sobre o outro. Assim que o plano formado pelos dois eixos de rotação estiver perpendicular (no eixo de rotação) à órbita, então o par de cilindros pode ser guinado para mirar no sol através de uma força entre os dois rolamentos: um afastamento causaria uma precessão giroscópica em ambos os cilindros, fazendo com que o sistema todo guine para uma direção; uma aproximação irá causar a guinada para a outra direção. Os habitats que rodam em sentidos contrários não provocam um efeito giroscópico e, assim, esta pequena precessão pode continuar por toda a órbita da estação à volta da estrela, mantendo-a alinhada.

Ver também

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Referências

  1. ↑ a b c d e f g h i j O'Neill, Gerard K. (1977). The High Frontier: Human Colonies in Space. New York: William Morrow & Company. ISBN 0-688-03133-1 
  2. ↑ O'Neill, Gerard K. (setembro de 1974). «The Colonization of Space» (PDF (só para assinantes)). Physics Today. 27 (9): 32–40. ISSN 1945-0699. Consultado em 19 de abril de 2009 [ligação inativa]
  3. ↑ «Space Settlements, A Design Study» (em inglês). NASA SP-413. 1977. Consultado em 4 de junho de 2011 
  4. ↑ «O'Neill Cylinder». Orbital Space Settlements. National Space Society. Consultado em 19 de abril de 2009 
  5. ↑ Beauchamp, G.T.:Adverse Effects Due to Space Vehicle Rotation, Astronautical Sciences Review, vol. 3 no. 4 Oct-Dec. 1961, pp.9-11
  6. ↑ Proceedings of the Symposium on the Role of the Vestibular Organs in Manned Spaceflight, NASA SP-77, 1965; Especially helpful: Thompson, Allen B.:Physiological Design Criteria for Artificial Gravity Environments in Manned Space Systems
  7. ↑ Newsom, B.P.:Habitability Factors in a Rotating Space Station, Space Life Sciences, vol. 3, June 1972, pp192-197
  8. ↑ a b Proceedings of the Fifth Symposium on the Role of Vestibular Organs in Space Exploration, Pensacola, Florida, August 19–21, 1970, NASA SP-314, 1973
  9. ↑ Altman, F.:Some Aversive Effects of Centrifugally Generated Gravity, Aerospace Medicine, vol. 44, 1973, pp.418-421
  10. ↑ «Space Settlements, A Design Study, 1977» (em inglês). NASA SP-413. Consultado em 4 de junho de 2011 

Bibliografia

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