얼음 표면에 식민지 건설
The Expanse와 같은 이야기는 때때로 Ganymede와 같은 건물 식민지 장소를 묘사합니다. 그렇게해야 할 타당한 이유가 있지만 항상 한 가지가 나를 괴롭 혔습니다. 얼음 껍질은 어떻게 반응할까요? 가니메데, 칼리스토 등은 모두 너무 차가워서 표면의 얼음은 바위처럼 단단한 다른 유형의 얼음 결정입니다. 표면에 열을 잃는 것은 큰 에너지 유출이 될뿐만 아니라 얼음이 충분히 따뜻해지면 결정 구조가 깨질 정도로 변할 것입니다.
문제를 일으키지 않고 그 위에 얼마나 많은 단열재를 구축해야합니까? 전형적인 가정의 에어로젤 단열재 두께가 트릭을 수행할까요, 아니면 층이 상당히 비대해야할까요? 이것은 표면의 돔 식민지에 대해 주목하는 것뿐만 아니라 다양한 터널에도 이것을 필요로합니다.
어쩌면 내가 이것을 지나치게 생각하고 있을지도 모르지만,이 문제를 전에는 본 적이 없습니다.
답변
가니메데의 건물은 지구상의 건물과 같지 않습니다.
차이점은 지구에는 대기가 있다는 것입니다. 그 사실은 건물과 관련된 두 가지 차이점으로 이어집니다.
날씨. 지구 건물은 날아가는 것에 저항해야합니다. 그것은 가니메데의 문제가 아닙니다. 가니메데에있는 건물은 지구 건물이하는 방식으로 기판에 단단히 고정 될 필요가 없습니다.
열 손실. 열 전달에는 대류, 전도 및 복사 의 세 가지 주요 방법이 있습니다.
대류는 가열 된 가스의 이동을 통한 열 전달입니다. 그것은 지구상에서 큰 문제입니다. 건물과 온도가 평형을 이루기 위해 항상 외부에 엄청난 양의 가스가 있기 때문입니다. 가니메데에는 없습니다. 외부에는 열이 갈 곳이 없습니다.
전도는 프라이팬과 계란과 같은 고형물 사이의 직접적인 전달입니다. 전도는 가니메데와 관련이 있지만 건물이 얼음에 닿는 곳에서만 가능합니다. 간신히 접촉하고 열적으로 비전 도성 지원을 통해서만 전도 손실이 최소화됩니다.
방사능. 뜨거운 것은 열을 발산합니다. 위의 2에 비해 우주로의 적외선 복사는 최소화됩니다. 건물을 단열 할 수 있습니다. 최고의 절연체는 바로 진공입니다.
가니메데 건물은 얼음과의 접촉을 최소화하기 위해 열적으로 비전도 성인 기둥 위에 앉았습니다. 죽마는 얼음이 움직이거나 그 주위로 이동하면 교체 될 수 있습니다. 나는 건물 프레임에 부착 된 수준기로 수상 이동을 관찰하는 아이디어를 좋아합니다. 건물을 들어 올리고, 새 기둥을 아래에 놓거나 오래된 기둥을 재배치하고 다시 내려 놓을 수 있습니다.
가니메데 건물은 외부 쉘과 외부 건물 사이의 진공 단열층에 의해 복사 손실로부터 절연됩니다. 복사 손실에 영향을 미치는 또 다른 방법은 복사 이득을 최대화하는 것입니다. 가니메데 건물은 무광 검정색입니다.
평형 상태의 단열에 대해 온도 대 단열재 깊이를 플로팅하면 외부에 가까울수록 외부 온도에 가까워지고 그 반대의 경우 내부에 가까울수록 더 가까워집니다. 내부 온도에 온도.
그렇기 때문에 눈이 올 때 바깥에 코트를 입으면 눈이 쌓이고 안으로 들어갈 때까지 녹지 않는 것을 볼 수 있습니다.
단열재가 실제로하는 일은 더운 환경에서 추운 환경으로의 열 흐름을 줄이는 것입니다. 우리는 지구에서 만나는 온도보다 훨씬 낮은 온도에 대해 이야기하고 있기 때문에 단열재도 지구에서 본 적이 없을 것입니다. 얼어 붙은 행성에서 10cm 정도의 암면 또는 PS는 Overlook 밖에서 티셔츠를 입고있는 것과 같습니다. 잭이 마지막으로 미로를 방문했을 때의 호텔.
단열재의 실제 구조는 사용 가능한 재료의 특성, 사용 가능한 열원, 경제 및 엔지니어링 제약을 포함한 많은 요인에 따라 달라집니다.
가니메데는 150km의 얼음, 100km의 소금물, 더 많은 얼음, 바위, 그다음에 액체 철의 핵심입니다. https://en.wikipedia.org/wiki/Ganymede_(moon)
이것은 우리가 우연히 뜨거워 질 수있는 죽은 세상이 아닙니다. 그것은 75 개의 남극 대륙이 수직으로 쌓여있는 아래에 얼어 붙은 지구보다 더 많은 물로 구성된 멋진 모욕 담요를 가지고있는 용융 철입니다.
호주 남극 연구 기지 아래의 얼음 은 2.16km 이고 우리 정착지는 그것을 통과하지 못했습니다. 150km의 빙상은 정착지의 열 손실로 인해 실패하지 않을 것입니다.
단열재는 난방을 최적화 할 수있을만큼 두꺼워 야합니다. 남극 대륙에서 수행하는 것과 유사한 설계는 전력 사용량을 줄이고 얼음으로 손실되는 열을 최소화합니다.