1.Энергетика сферы ДайсонаЧто такое сфера Дайсона, надеюсь, все знают.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0_%D0%94%D0%B0%D0%B9%D1%81%D0%BE%D0%BD%D0%B0 Везде принимается, что радиус Сферы для земной цивилизации вокруг Солнца равен 1 а.е. - чтобы поверхность Сферы получала та же энергия от Солнца, что и поверхность Земли и имела та же температура. Да, однако нет! Земная поверхность облучается только днем. Допустим, на Сфере тоже сделаем смена дня и ночи, введя междинный отражатель солнечных лучей на половину времени суток (12/12 часов). И куда уйдет отраженная энергия? А некуда! В замкнутой Сфере она может уйти только на освещенной поверхности. А значит она будет получать В ДВА РАЗА больше энергии. И еще: на Земле Солнце днем восходит и заходит, меняя угол освещения от 0 до 90 градусов. На Сфере оно будет всегда в зените! Вот и еще разница. В сумме энергия полосы длиной в диаметр Земли будет распределяться на всю длину окружности Земли, которая длиннее в Пи = 3.14 раз. А на Сфере будет 1 к 1. В результате поверхность Сферы будет получать в 3.14 раза больше энергии. Что делать? Придется увеличить расстояние до Солнца в квадратный корень этой разницы, или (3.14)^1/2 = 1.772 раза. Тогда поверхность Сферы получит та же энергия от Солнца, что и поверхность Земли. «Наша» Сфера должна иметь радиус 1.77 а.е.
Но это еще не означает, что температура на поверхности будет как на Земле! На Земле ночью «лишняя» тепловая энергия излучается в космос. В Сфере энергия излучения внутренной поверхности попадет на ту же поверхность. Сфера же замкнутая! Придется строить специальной системы для отвода тепла на внешную поверхность. Допустим, систему огромных насосов, которые будут постоянно прокачывать воду океанов с внутренней к внешней поверхности, где она сможет излучать тепловую энергию в космос. Или еще увеличывать размеры Сферы, что изменит соотношение яркость света/температура. А это может быть очень важно для растений.
2.Кольцо Нивенаhttps://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D1%80-%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%86%D0%BE Здесь ситуация иная - почти все небо открытое и отражатель может отправить «ночную» энергию напрямую в космос. Да и внутренняя поверхность Кольца может охлаждаться, как Земля - излучая тепловую энергию в космос.
Остается только то, что Солнце будет всегда в зените. Из-за этого полученная энергия за день будет в 3.14/2 = 1.57 раз больше. А значит, чтобы получать на поверхность Кольца ту же энергию, что и поверхность Земли, радиус Кольца должен быть 1.253 а.е. Но здесь у нас есть возможность играть с отражателями, которые создают день и ночь. Можно увеличывать или уменьшать продолжительность дня за счет ночи и делать радиус Кольца меньше или больше.
3.Цилиндр ДимитъраВ Сфере непонятно как будут создавать гравитацию. На Кольце создается центробежная сила вращением. Она заменяет гравитацию.
Допустим, вокруг Солнца создана не сфера, а цилиндр, чья длина (висота) равна диаметру. Его площадь будет равна площади Сферы Дайсона с таким диаметром. Он будет улавливать примерно 2/3 от всей энергии Солнца. 1/3 будет вылетать в космос через круглые основания цилиндра. Но зато на всей поверхности цилиндра можно создать одинаковую гравитацию вращением. Чтобы получать на поверхность «экватора» Цилиндра ту же энергию, что и поверхность земного экватора, радиус Цилиндра должен быть как и у Кольца 1.253 а.е. - если нам удасться выводить всю «ночную» энергию через основания Цилиндра. Если она попадает на цилиндр, то радиус может увеличиться вплоть до 1.77 а.е - как у Сферы Дайсона. Надеюсь, это можно будет регулировать через устройство отражателей. В некотором смысле, можно сказать, что «цилиндр Димитъра» это просто более широкое кольцо Нивена. И там, и там потребуются стены высотой в сотни км на периферии, для удержания воздуха.
На «экваториальной» линии цилиндра Солнце будет в зените и там будет самый горячий климат. Допустим, как на земном экваторе. С удалении к краю цилиндра Солнце уже будет на какой-то угол от зенита и энегрии на единицу площади будет меньше - как и на Земле. И значит, будут климатические пояса - тропический, умеренный, полярный. Но кроме изменения угла, в «высоких широтах» еще и Солнце будет дальше! Так что с уменьшением угла освещения температура будет падать быстрее. По моим прикидкам на угол в 25-30 градусов от зенита будет уже умеренный климат. А на краю цилиндра угол 45 градусов, а расстояние до Солнца в 1.4 раза больше, чем от экватора. Там будет уже холодный климат широт примерно в 70 градусов - широта Мурманска и Норильска. Я считаю наличие разных климатических поясов преимуществом а не недостатком Цилиндра. Если хочем иметь равномерный климат - надо делать сферу, а не цилиндр. Или подумать над устройством отражателей - чтобы они перенаправляли энергию из центральных районов к периферию.
Если ничего специально не делать, температура будет постоянной весь год и не будет сезонов. Но это можно исправить «играя» отражателями. Делаем длинный день и короткую ночь и поучаем лето, уменьшаем день и получаем зима.
Чем больше отклонение от экваториальной плоскости, тем больше действует дополнительная сила, тянущая всё, что находится на поверхности цилиндра, к этой самой плоскости. То есть атмосфера, гидросфера и литосфера будут съезжать к экватору цилиндра.
Сила эта - не скомпенсированная часть гравитации солнца и собственная гравитация массы Цилиндра. Чем он тольще, тем она больше. В таком случае придётся искривлять поверхность Цилиндра, делать её "еквипотенциальной". Чтобы все не стекалось к экватору, поверхность должна расширяться от экватора к концам. Получается не цилиндр, а расширяющийся к краям раструб. Но так Солнце будет греть поверхность периферии меньше и будет холоднее. Насколько?
Гравитация Солнца менее 1/1000 на периферии и частично компенсируется центробежными силами. При толщине стенки Цилиндра в 1 км, его масса будет порядка половины массы Солнца. Даже в таком случае сила собственной гравитации будет меньше 1/3000 "же" на периферии по моим грубым прикидкам. А значит и отклонение от цилиндрической формы будет минимальным. Искривление Цилиндра от указанных сил будет незначительным. Максимум, укоротим на 1-2 миллион км цилиндр, длина которого 2 а. е.
Кто-то может вычислить более точно?Я назвал Цилиндр моим именем, потому что не увидел ничего такого в литературе. Но возможно, кто-то уже его придумал. Если кто читал такое, скиньте ссылку, пожалуйста!
