me rio yo de las megaconstrucciones de la sexta (III)

Tercer y penúltimo* post sobre magnificas e imaginativas (y esencialmente imposibles construcciones gigantescas) de ciencia ficción.

Pero antes de continuar he de hacer 2 cosas:
La primera es agradecer a todos los lectores que han mostrado su apoyo y consideración con los dos posts anteriores, que son de los más visitados.

La segunda es explicar un poco la escala de civlizaciones de Kardashev:
Nikolai Karadashev (astrofisico Soviético/Ruso según la fecha que miremos y actual subdirector del Instituto de Investigaciones Espaciales Rusas) estaba ocupado en 1963. Ocupado examinando un quasar, concretamente CT-102, en el primer proyecto soviético de contactar o recibir un mensaje de una civilización extraterrestre (similar al SETI estadounidense). Durante su estudio de una inusual emisión de radio se le ocurrió que cabía la posibilidad de que civilizaciones alienígenas estuvieran millones de años adelantadas a nuestra pequeña civilización y modeló una pequeña escala basandose en la cantidad de energía a su disposición. Como el que en estas cosas el primero que lo descubre le da nombre por eso se llama así a la escala de marras.

Aunque tiene solo 3 tipos de civilizaciones, Carl Sagan se sacó de la manga una fórmula logarítmica para los intervalos. Si queréis más información buscad en la Wikipedia, pero por mi parte suficientemente largos me salen los posts como para meter más paja.

Tipo I: Se trata de una civilización que ha conseguido tener a su disposición toda la energía de un planeta. Se estima que la energía de un planeta está entre los 10¹⁶ y los 10¹⁷ W.

Tipo II: Civilización que ha conseguido tener a su disposición toda la energía de su sistema solar. Básicamente se refiere a que es una civlización que ha conseguido controlar toda la energía de una estrella amarilla (que ronda el orden de magnitud de 4×10²⁶ W, aunque sabemos que nuestro sol irradia una energía de 3.86×10²⁶ W**). Ese dato es importante porque para conseguir este logro se ha de tener una estructura de Dyson en torno a la estrella... y para eso hacen falta muchos recursos, por lo que parece que se necesita la materia de un sistema solar para fabricarlo... asi que comunmente para tener un Tipo II se necesita tener la energía de su sistema sola y todos sus recursos.

Tipo III: Civilización que ha conseguido tener a su disposición toda la energía de una galaxia (sea su galaxia de orígen o no). Esta definición es un tanto ambigua, pues no todas las galaxias son iguales, así que se calcula como toda la energía de una galaxia similar a la Vía Láctea. Aproximadamente 4×10³⁷ W. Ahí es nada.

Parece que no, pero esto es un tanto importante. Y dicha la 'breve-introducción-histórica', pasemos al turrón:

Cloud Nine:
¿Idea?
De la mano de los americanos Buckminster Fuller (arquitecto, ingeniero, diseñador, futurista, escritor y creador oficial de las estructuras de carbono que se parecen a pelotas de fútbol y de las cúpulas geodésicas) y Shoji Sadao, sobre 1960. Posiblmente inspirados por los globos satélite del Proyecto Echo de radio pasiva del ejercito de los EEUU, del mismo año.

¿Y esto a que viene?
Mucho antes de su primer proyecto importante de envergadura, el pavellón estadounidense de la Expo mundial de Montreal en 1967, Fuller y Sadao (que montaron su propio grupo de arquitectos junto con Isamu Noguchi) se plantearon una estructura para solucionar la -gasp!- terrible situación de la superpoblación. Intentando una aproximación a la utopía de una ciudad autosuficiente en vez de crear la ciudad y despues encerrarla bajo una cúpula se plantearon hacer una verdadera estructura flotante.

Así surgió la idea del entorno flotante 'Nube Nueve'.

Las Nubes Nueve son comunidades flotantes autocontenidas con capacidad para albergar miles de personas en su interior. Básicamente son esferas geodésicas de una milla de diámetro (más de km y medio). Fuller calculó (a saber como, si algún lector del blog puede ilustrarnos se lo agradeceré muy muchísimo) que con solo aumentar la temperatura del volumen de aire del interior del globo un grado más que el exterior se mantendrían a flote.

Aparte, las estructuras geodésicas son mas estables y resistentes cuanto más grandes son (incrementando su superficie en proporción cuadrada y el volumen en proporción cúbica). Pero por ahora nadie parece haberse planteado construirla. Aparte que no se si se podrá manufacturar un material (aparte de los 'fantásticos' nanotubos de carbono) que permitan unas estructuras sólidas, ligeras y herméticas capaces de ser autosuficientes y resistentes a rachas de viento muy fuertes y demás.

Nivel de Molonez:
8/20, no digo que tener una pelota muy grande y pesada llena de gente sobre ciudades y sin mucho control sobre sus movimientos y trayectoria sea mala idea... espera, lo es. Pero bueno, también inspira a otros proyectos divertidos (a la par que un poco inviables, creo, no haría algo de frío ahí arriba).




Orbital (Anillo Orbital)
¿Idea?
Paul Birch, escritor y científico inglés, escribió y describió sobre esta estructura en 1982, aunque Arthur C. Clarke también dijo algo al respecto en su novela 'Las Fuentes del Paraíso'... Y en 1870 Nicola Tesla dijo algo de esto, mientras se recuperaba de eso de tener malaria, True Story.

¿Y esto a que viene?
¿Recordais el Ascensor Espacial del que hablé en el ultimo post de megaestructuras? Pues esta es la 'evolución' de ese concepto. En vez de tener un único ascensor montamos 2 ascensores en extremos opuestos del planeta y un anillo de estructuras que conecte a ambos. Y para asegurarnos de que eso no se caiga o se desestabilice usamos imanes o material superconductor, que ambién nos puede servir. De esta forma se podría tener una estructura que no dependiera (al menos no de forma exclusiva) en la tensión del material de los acensores orbitales sino que se sustentara ayudandose de la magnetosfera terrestre. Así que tendríamos un anillo que gira 'junto' al planeta a su misma velocidad orbital.


De hecho en una de sus concepciones no es necesario siquiera tener una estructura que conecte al anillo con el planeta. Baste con tener la estructura rellena de material que gire a una velocidad mayor que la velocidad orbital (la velocidad a la que debe girar un objeto en órbita para permenecer 'fijo' sobre un punto en el cuerpo que orbite***). Además, según los cálculos de Birch, un sistema de anillos orbitales puede posicionarse en cualquier órbita (tanto ecuatorial como polar).

Lamentablemente un anillo orbital sufriría de un arrastre atmosférico (porque la capa alta de la atmósfera sigue siendo atmósfera, aunque el límite 'técnico del espacio está a los 100 km. eso no quiere decir que a partir de los 100 haya un 'corte', la atmósfera es cada vez menos densa según se asciende, pero siguen escapandose moléculas de oxígeno, nitrógeno, etc... al espacio). Al ser una estructura tan grande (de hecho cada una de las estructuras de este post de megaestructuras es lo más grande que se construiría hasta el momento) el arrastre sería mensurable, así que al anillo habría que hacerle una transferencia de momentum para que secciones de éste no calleran al planeta. ¿Cómo? Pues por ejemplo usando un sistema de dos anillos, en el que 2 secciones de fluido magnético  fluyan en sentido inverso a velocidad mayor que la orbital. Por lo visto es posible hacer una transferencia de momentum de una a otra en caso de necesidad (aunque no lo tengo claro, sigo estudiando =/). También se sugiere el uso de aceleradores lineales en el nexo de ascensores espaciales o skyhooks en la estrucura.

Nivel de Molonez:
17/20. Seguimos con una estructura que nos valdría para cantidad de cosas, ya sea como 'presa' gigante (en el sentido de que la transferencia de momentum al material magnético al interior del anillo se podría convertir en energía en estaciones intermedias y proyectar a la superficie via microondas (como vimos en el Luna Ring del post anterior) y viceversa, serviría de estación puente para explorar el espacio cercano y comenzar minería de asterioides y cometas; y como base para la manufactura de productos en industrias en gravedad cero. Y si nos da por ponernos ecológicos perdidos y le ponemos unos paneles solares fuera ya lo tenemos todo :P



Fuente Espacial
¿Idea?
Arthur C. Clarke dio el pistoletazo a esta idea, o más bien la presentó en bonito al público en general en su novela 'Las Fuentes del Paraiso'; aunque por lo visto en una conversación en una red universitaria
*** entre Marvin Minsky (sí, ese Minsky), Hans MCCarty y Hans Moravec en 1979, año de publicación de la novela de Clarke, se sentaron las bases, aunque Robert L. Forward (escritor de ciencia ficción e ingeniero) les dio la idea de sustituir el pilar de la estructura con dos flujos de proyectiles.

¿Y esto a que viene?
En Las Fuentes del Paraiso se narra la construcción de un ascensor espacial... mayormente debido a la cabezonería del ingeniero que lo diseña y defiende su proyecto contra la opinión de los-poderes-que-son y la intolerancia religiosa. La novela - al parecer, pues no la he leido - es muy cojonuda y basa gran parte de la ciencificcionalidad en una estructura conocida como 'Fuente Espacial'.

"Una Fuente espacial es una estructura que consiste en un sistema de una estación en tierra, una estación espacial y dos 'chorros' de proyectiles acelerados magneticamente, uno hacia la estación espacial desde la estación de tierra y otro en sentido inverso. La estación espacial se mantiene en posición gracias a la transferencia de momento angular de los proyectiles 'disparados' desde la estación de tierra."

(Traducción sobre el original de Orion's Arm)

Esta estructura necesita una suministro de energía en todo momento, pues sin él la estación espacial no podría mantenerse en su posición.

Este tipo de estructura es importante, pues no requeriríamos de un material que soportara una tensión increible como un pilar sólido fíjo en un ascensor espacial normal, y que se puede posicionar la estación espacial a cualquier altura y se puede ubicar en cualquier lugar. Pero como contrapartida, las medidas de seguridad para mantener un trasto de este tipo tendrían que ser muchas, muy variadas y redundantes; un fallo en la corriente eléctrica o en el control del acelerador de masa mientras 'proyecta' un proyectil podría causar un accidente catastrófico... pero todo estaría por ver :P

Otras estructuras relacionadas con estas son la Space Gun y el Bucle de Lanzamiento... pero como no quiero pasarme con estos posts, que ya me cuestan lo mio os invito a navegar por internet y buscar información sobre ellos

Nivel de Molonez:
12/20: Esto es una flipada muy grande, pero muy muy grande, de esas de borrachera en el bar y un diseñador que se saca un portaminas y pilla una servilleta de las buenas (de las que secan y no solo absorben grasa... ya sabeis cuales digo).




Globus Cassus
¿Idea?
Pensada por el arquitecto Christian Waldvoge  en 2004 para la Bienal de arquitectura de Venecia, que parece cansado del planeta tal y como es y piensa que le pueden ir bien unas reformas, por eso de la superpoblación y de que molaría tener un planeta más grande que Saturno, pero habitable.

¿Y esto a que viene?
En todas las estructuras que hemos visto hasta el momento no os ha surgido la duda de '¿de donde sacamos material para construirlo?'. Mismamente de minas en el planeta, alguno dirá que, como en la patata caliente que es el asteroide perforado no hace falta más material del que tenemos dentro, o de minar asteroides o la propia Luna.
Estos señores han decidido pensar A LO GRANDE. ¿De donde sacamos el material de construcción? De la Tierra. Ya, ¿pero de donde de la Tierra? No, no, usamos TODO el planeta.

En la construccion del Globus Cassus ('esfera hueca' en latin) lo primero de todo es construir 4 ascensores espaciales de 175.000 km de longitud con el material de la corteza terrestre. Después transportamos a toda la población humana y animal del planeta (amén de plantas y semillas, aparte de todos los insectos que sea menester) dentro de estos pilares. Bienvenidos a vuestro nuevo hogar durante mucho mucho tiempo, pues ahora se empezaría a minar el planeta. Se bombearía el manto terrestre al interior de los ascensores y allí se empezaría a manufacturar el 'globus' un icosaedro achatado.

De sus 20 caras 8 serían enormes ventanas transparentes de silicatos (construidos a partir del material del manto terrestre y tras mucho procesamiento), en las 12 restantes se 'tallarían' con los materiales de la corteza y el manto, y aquí comenzaría un proceso de "Terraingeniería" en el que se darían forma a montañas, valles, ríos, desiertos y se prepararían las caras interiores del Globus para el siguiente paso. Todo esto me recuerda a cierta escena de 'La Guia del Autoestopísta Galáctico', igual no es casualidad...

(Original aquí) 

Con toda la humanidad (y plantas y animales viviendo en los ascensores) se minará el planeta. El proceso en si hará que los polos se derritan y, cuando el planeta no tenga masa suficiente tras tanto minado-bombeo-procesamiento como para sostener la atmósfera, toda esta (incluyendo TODA el agua del planeta) se precipitará hacia las paredes del icosaedro en un proceso conocido como 'Las Grandes Lluvias' (por eso las paredes de cristal translúdo deberían ser cóncavas también por el interior).

Durante este proceso de transferencia atomosférica e hidrosférica tanto el miniplaneta al que antes llamabamos hogar como las caras del Globus serán inhabitables, solo queda esperar a que el proceso termine para poder empezar la colonización, un tiempo de varios miles de años como poco. Entonces llegará el momento de coger esta Tierra rediseñada y soltar a los animales, plantar las semillas almacenadas... y esperar que no se hayan olvidado de nada durante todo el tiempo que han estado aislados. Vamos, lo que es terraformar esta nueva tierra.

¿Tiempo total del proceso? Unos cuantos millones de años. Ahí es nada. Y terminamos con una enorme esfera hueca en rotación que mantiene un 'rescoldo' de núcleo de hierro en el centro, que en las zonas escuatoriales tiene una gravedad simulada por rotación igual a 1g y que en las zonas polares no hay gravedad. La idea es dejar las fábricas en las zonas polares y vivir en los trópicos.

Dejando aparte las increíbles tecnologías necesarias para hacer esto (los amigos de los niños, los nanotubos de carbono están presentes... y también fibras de silicatos y tecnologías de manufacturas a MUY gran escala, y el problema de como conseguir que todo esto funcione... amén de que, si no me equivoco, perderíamos el campo magnético que tanto ayuda a manterner los rayos cósmicos a raya (que esas cosas matan) y sin atmosfera 'mirando pa fuera' cualquier meteorito, asteroide, cometa y demás nos daría una buena y letal hostia.


Nivel de Molonez:
10/20 Como experimento mental sobre un mundo hipotético y tirando a utópico es la leche, como idea práctica no vale un pimiento... y ni hablar de plazos de entrega, el proceso entero tardaría millones de años y con toda la humanidad trabajando esto. Y conociendonos o nos matamos por el camino o cuando terminemos nos entra morriña y revertimos todo a como estaba antes. Total, si no está roto no lo arregles.

Aunque me asusta lo que se podría hacer por un 'simple' no-hay-webos.

Estructuras de Dyson

¿Idea?

Como he dicho antes, si lo inventas le das nombre, ¿no? Pues en este caso la idea fue de Freeman Dyson, físico teórico y matemático norteamericano; un crack, por lo visto, por su trabajo en electrodinamica cuántica, física de estado sólido, astronomía y demás… 88 años y sigue vivo y al pie del cañón a fecha de escribir este post.

Áunque también tendría que mencionar la novela ‘El hacedor de Estrellas’ de Olaf Stapledon, que... bueno aquí os dejo un link y ya os enteráis solos...

¿Y esto a que viene?

Mr. Dyson (no, el de las aspiradoras no)  publicó en 1960 un artículo de nombre "Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation" (Búsqueda de Fuentes de Artificiales Estelares de Radiación Infraroja) en el que, a vistas de la necesidad de consumo energético de una civilización, conjeturaba que era posible que para satisfacer una necesidad energética suficientemente grande podría usar la materia prima de los planetas de su sistema solar para manufacturar colectores solares organizados en una megaestructura que recogiera toda la energía de una estrella, emitiendo únicamente radiación infraroja debida al calor residual de la absorción del resto del espectro electromagnético emitido en lugar del espectro entero.


Dyson  especuló que esta estructura se compondría de una maraña de satélites o asteroides, que forman anillos en distintas órbitas, absorbiendo y convirtiendo toda la energía que sale de la estrella, de forma que un observador de otro sistema solar no vería luz de esa estrella... pero sí una fuerte señal infraroja debida al calor desprendido e incluso radiación luminosa (¿conocéis la teoría del Cuerpo Negro? una estructura de Dyson es un Cuerpo Negro de libro).

En su planteamiento inicial, la estructura era una esfera sólida que recubría la estrella, pero estudios posteriores han demostrado que esa estructura sería inestable. Así que aunque hablemos de una esfera de Dyson, no es una esfera maciza (o mejor dicho, no debiera, pero en la ciencia ficcion suelen aparecer con relativa facilidad... un ejemplo sencillo es el episodio de Star Trek: La Nueva Generación - Reliquias), así que mejor hablamos genéricamente de estucturas de Dyson y englobamos Enjambres, Toroides, Burbujas y demás estructuras.
Otro ejemplo es la Megaestructura del manga BLAME!, que parece ser una esfera de Dyson que crece y ya está cerca de la órbita joviana.

¿Y luego qué? La gente podría vivir en habitats del tamaño de grandes asteroides en torno a una estrella, el problema más importante es la zona en la que se tendrían que posicionar estas estructurillas, pues depende de nuestra capacidad de hacer habitable una zona que en un principio no lo es.

Creo que anteriormente he hablado de la 'zona habitable' de un sistema solar, que se trata de una banda en la que un planeta se puede posicionar de forma que no esté tan cerca de la estrella que orbita como para recibir demasiada radiación (calor) y que impida que exista naturalmente agua en estado líquido o que esté demasiado lejos de la estrella como para que no reciba suficiente radiación, por lo que el agua en estado líquido escasearía). Idealmente si hacemos las estructuras que orbiten la estrella a la misma distancia que la tierra (1 Unidad Astronómica, lo que viene siendo aproximadamente 150 millones de Km) por metro cuadrado las caras que afrontaran la estrella recibirían la misma cantidad de sol que un metro cuadrado en la Tierra.

Echando cálculos tendríamos que una esfera de 150 millones de Km.(sí, ya se que no puede ser una esfera maciza, pero ya que es el tope de superficie máxima a cubrir con esa radiación seguid jugando conmigo... aparte, simplifica los cálculos como un físico haría xP) tendríamos una superficie interna de 2.827x10¹⁷ km². Esto es equivalente, a grosso modo, a la superficie de unas 554.700.000 Tierras (contando océanos y zonas no habitables como desiertos y polos). Impresionante es poco. Luego está el problema de rellenar de atmósfera (si quisieramos) o la cara interna de la esfera... o dar grosor a esa esfera y crear hábitats dentro, pero creo que con el nivel de desarrollo que tendría una civilización a este nivel no tuviera demasiados problemas como para fusionar hidrógeno estelar para crear elementos más pesados como oxígeno, nitrogeno y demás y de esos componentes crear agua... o simplemente explotar cometas.****

Relacionadas con las estructuras de Dyson, que por si mismas indican que la civilización que la construye es de tipo II están los cerebros Júpiter y los Cerebros Matrioshka, que me parecen suficientemente interesantes como para hablar de ellos aparte.

Nivel de Molonez:
18/20 Simplemente acojonante, el llegar a hacer algo así escapa a nuestras posibildades, e igual que con el Globus Cassus dudo que lleguemos a ese nivel de desarrollo... pero sería increible encontrar una civilización que si hubiera llegado a ello.

Dentro de poco, el 4º y último post de esta línea. Espero que no tarde tanto en sacarlo.
Nos Vemos.

OST de este Post:
Mass Effect - M4 PartII (Faunts)
Mia Frampton - Don't Kick the Chair
Gunbuster OST - Gunbuster March
Copeland - Don't Slow Down







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*[al final he picado y voy a hacer un 4º con más cosas. Todo sea porque no os tengáis que leer un muy enorme muro de texto de golpe y sin sal... y más grande que iba a ser, que al final me he comedido y he recordado más de lo que esperaba]
**[está medido, ¿vale?]
***[iba a poner 'planeta', pero realmente es de cualquier cuerpo en rotación que se orbite; planetas, lunas, cometas, patatas espaciales... lo que sea]
****[me viene al dedillo la mención de los cometas para hablar del Árbol de Dyson, se trataría de una planta diseñada mediante ingeniería genética para explotar y crear hábitats huecos con atmósfera para humanos en el interior de un cometa. Para más info buscar en wikipedia y en la novela de Carl Sagan 'Comet' ]