Infra-estruturas espaciais de larga escala

Um par de cilindros de O’Neill. Crédito: NASA

A Estação Espacial Internacional (ISS) é grande. Com cerca do tamanho de um campo de futebol, ela tem um acre de painéis solares, 358 m³ (metros cúbicos) de espaço habitável e uma superfície externa reflexiva que sob certas condições, pode ser vista da Terra durante o dia. Mas com a ISS nós estamos apenas nos preparando para poder no futuro construir estruturas maiores no espaço. Existem algumas idéias para estruturas de larga escala – as mega-estruturas. Vamos ver a seguir algumas propostas para futuras estações espaciais e possíveis estruturas que um dia poderão ser construídas na orbita terrestre.

Cilindro de O’Neill

Visão interna do Cilindro de O’Neill

A imagem acima é denominada cilindro de O’Neill, um habitat espacial proposto pelo físico Gerard Kitchen O’Neill. O que começou com um desafio de elaboração de desenhos propostos aos seus estudantes acabou transformando-se nas estruturas que O’Neill usou em seu livro que promoveu idéias associadas a criação de habitat para os humanos viverem no espaço: The High Frontier: Human Colonies in Space. Um cilindro de O’Neill consiste de dois cilindros bem grandes com rotações opostas, cada um com 8 km de diâmetro de 32 km de comprimento, conectados entre si. A rotação fornece a gravidade artificial nas superfícies internas enquanto o eixo central do habitat será uma região de gravidade zero onde as facilidades voltadas ao lazer, as unidades de produção especiais ou até  os laboratórios avançados poderão estar localizados.

Para economizar os altos custos associados aos transportes de materiais fornecidos pela Terra, este habitat poderá utilizar matérias primas ejetadas da Lua via mass driver.

Toro de Stanford

O toro de Stanford. Crédito: Donald Davis AMES/NASA

Depois de O’Neill propor suas estruturas, um estudo da divisão AMES da NASA na Universidade de Stanford desenvolveu uma estrutura alternativa, o toro de Stanford. Este toro teria 1,8 km de diâmetro ou mais  e a capacidade de abrigar 10.000 (tamanho menor: 1,8 km) a 140.000 residências permanentes, similar a um subúrbio em uma grande cidade terrestre.

Visão interna do toro de Stanford por Donald Davies ( http://www.donaldedavis.com/PARTS/allyours.html )

O toro de Stanford poderia rodar uma vez por minuto para fornecer entre 0,9 e 1 g de gravidade artificial na superfície interna do anel externo através da aceleração centrípeta. O interior do toro poderia ser usado como um espaço para o habitat e seria grande o suficiente para criação de ambientes ‘naturais’ interiores como jardins, com árvores e plantas diversas. A luz do Sol seria aproveitada via canalização para dentro da estrutura através de um sistema de espelhos.

Toro de Stanford em construção por Donald Davies ( http://www.donaldedavis.com/PARTS/allyours.html )

Esfera de Bernal

Vista externa da Esfera de Bernal.

A esfera de Bernal é outro tipo de habitar espacial orbital com o objetivo de fornecer um lar para residentes permanentes. A esfera de Bernal foi proposta 1929 por John Desmond Bernal e acredita-se que serviu de inspiração para Gerard O’Neill e seus alunos. A proposta original de Bernal incluía uma concha esférica de 1,6 km de diâmetro, cheia de ar, projetada para uma população de 20.000 e 30.000 pessoas.

Bernal previa que a com o crescimento da população humana, as necessidades materiais e energéticas iriam superar a capacidade que a Terra poderia fornecer. Colônias orbitais poderiam usar a energia solar e prover espaço extra para uma população extra.

O interior de uma esfera de Bernal.

A esfera iria rodar sobre seu eixo duas vezes por minuto fornecendo a gravidade similar a Terra. Uma vantagem geométrica da esfera é prover a menor área de superfície para o maior volume, minimizando as proporções dos escudos anti-radiação necessários.

Na próximo artigo abordaremos outras mega-estruturas de maior escala: do tamanho de planetas.

Fonte

Universe Today:  Future Friday: Orbital Megastructures por Nancy Atkinson

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