Вращение космических поселений

[Димитър]

Помните цилиндры О'Нейла? Считается, что их ось вращения должна быть направлена к Солнцу и все – освещение обеспечено. Но ... такое космическое поселение обращается вокруг Солнца. В результате Солнце «убежит» с направления оси. Значит, чтобы было постоянное освещение поселения, эго ос должна поворачиваться за Солнцем, совершая один оборот за один период обращения поселения вокруг Солнца (за 1 год, если поселение на орбите Земли).
Как вычислить нужную для вращения оси мощность? Я думаю, что можно вычислить изменение кинетической энергии вращения поселения вокруг своей оси. Кинетическая энергия Е к = М*V^2 / 2 . Но квадрат скорости V^2 = а * R ,  где R – радиус цилиндра,  a – центробежное ускорение. Или Е к = М* а * R / 2 .
И так: примем  а = g = 9.8 м/сек 2 и R = 1000 м
Тогда Е к = 4.9 кJ/kg
Изменение Е к должно быть равно повороту ее вектора (за один оборот – 2 Пи радиана).
d Е к = Е к * 2 * 3.14 = 30.8 кJ/kg за год.
Но я не полностью уверен и поэтому спрашиваю:
КТО-ТО МОЖЕТ ПОТВЕРДИТЬ ИЛИ ОПРОВЕРГНУТЬ МОИ РАСЧЕТЫ?

При длине вышеописанного поселения  в 1000 м, эго площадь равна 6.28 кв. км. При плотности населения, как в большом городе (10 000 чел/кв. км) там будут 62 800 человек населения. Допустим, что на каждом человеке нужна масса в 100 тонн. Общая масса получается в 6 280 000 тонн, а изменение Е к = 1.93 * 10^11 кJ за год, или 6.13 МВт. Мощность немалая, но население поселения будет потреблять не менее 63 МВт (Сейчас в развитых странах потребление энергии примерно 1 кВт на человека). То есть – на вращение оси будет расходоваться примерно 9.8 % от всего энергопотребления поселения.
Эта величина прямо пропорциональна радиусу цилиндра. Для радиуса 500 м – будет 4.9 % от всего энергопотребления, а для радиуса 10 км – равна энергии, нужной для всех остальных нужд. Получается, что строить слишком большие цилиндры – энергетически невыгодно.

Другой выход – Ось вращения сделать перпендикулярной плоскости орбиты и поставить дополнительное зеркало, которое будет делать один оборот за местный год и следить за Солнцем. Энергия для поддерживания вращения этого зеркала может быть ничтожно малой. :wink:

[gans3]

Можно узнать - зачем нужны "окна" на Солнце и вообще окна? Не проще ли подвесит над полюсом стабилизированное вращением зеркало и светить им в центральный тоннель от полюса до полюса внутрь? Причем светить на примные световоды. которые и будут подводить освещение во внутренюю полость. Тогда вообще никакой особо точной ориентации на Солнце не надо.

[нейромантик]

Принципииально не понимаю необходимость Солнца в поселении. При такой энерговооружённости можно обойтись и искусственным источнком света полностью имитирующим солнечный свет и естественную (Земную) инсоляцию на любой широте и с любым спектральным составом. И даже с световым зонированием (в парках иное чем в местах постоянного обтания людей).
Ко всему, такие цифры населённости как в городах дают чрезмерную антропогенную нагрузку на окружающую среду. Для людей это будет стресс, а экология будет стабльно в дсбалансе.