Level 5

Die Gondeln der Thjodhild sind modular aufgebaute Einheiten, die entlang des Torusumfangs angeordnet sind. Sie dienen als Lebens- und Arbeitsräume und sind mit allen notwendigen Versorgungssystemen ausgestattet.

Zugehörige tiefere TaleScripture Level:

Gondeln: Technische und funktionale Details#

Die Gondeln der Thjodhild sind zentrale Elemente des rotierenden Torus und bieten sowohl Lebensraum als auch Arbeitsbereiche für die Besatzung. Ihre modulare Bauweise, robuste Außenhaut und durchdachte Innenstruktur machen sie ideal für Langzeitmissionen im Weltraum.

Besonderheiten#

Einzigartig ist die Möglichkeit, die Gondeln bei stationärem Betrieb mit Wasser zu füllen, um zusätzlichen Strahlenschutz zu gewährleisten. Während des Flugs sind diese Tanks jedoch aus Gewichtsgründen leer. Alle Gondeln sind durch die zentrale Achse mit Energie, Luft und Daten versorgt, was eine effiziente Nutzung ermöglicht.

Technische Maße und Struktur#

Die Gondeln sind rechteckig-prismatisch geformt und tangential entlang des Torusumfangs angeordnet. Jede Gondel ist eine in sich abgeschlossene Einheit, die einfach montiert oder ersetzt werden kann.

Maße:#

  • Länge (tangential): 11 Meter (inkl. Flansche)
  • Tangentiale Länge (ohne Flansche): 8 Meter
  • Breite (radial): 7,3 Meter (inkl. Außenhülle und Wasserschicht)
  • Höhe: 6,1 Meter
  • Reguläre Flansche: 3 Meter (1,5 Meter pro Seite)
  • Speichen-Flansche: 6 Meter (3 Meter pro Seite)
  • Innenvolumen: 120 m³ (40 m² Nutzfläche × 3 m Höhe)
  • Gesamte äußere Hüllfläche: 274,4 m² (ohne Flansche)
  • Bewohnbare Fläche einer Gondel: 40,0 m²

Masse:#

  • Ohne Wasser: 21,4 Tonnen (inklusive Struktur, Außenhaut und technischer Systeme)
  • Mit Wasser: 351,4 Tonnen (einschließlich optionaler Wasserschicht für Strahlenschutz)

Funktionale Aufteilung#

Die Gondeln sind modular und vielseitig nutzbar, sodass sie unterschiedlichen Zwecken dienen können. Dies umfasst:
  • Wohnbereiche: Kabinen, Erholungsräume und Gemeinschaftsräume.
  • Arbeitsbereiche: Labore, medizinische Einrichtungen und hydroponische Systeme.
  • Lagerräume: Für Ausrüstung, Verbrauchsmaterialien und Proben.
  • Technische Räume: Maschinenräume für Wasseraufbereitung, Belüftung und Energieversorgung.

Verbindung#

Die Verbindung der Gondeln untereinander und mit den Speichen des Torus erfolgt durch ein speziell entwickeltes Flanschsystem. Dieses System gewährleistet mechanische Stabilität und Flexibilität in der Ausrichtung. Jede Gondel verfügt über zwei Anschlussseiten:
Reguläre Verbindungen
Diese kommen zwischen den Gondeln zum Einsatz und stellen die Hauptstruktur des Torus dar. Die Flansche ragen jeweils 1,5 Meter aus den Gondeln heraus, sodass ein regulärer Flansch insgesamt eine Länge von 3 Metern hat.
Speichen-Verbindungen
Diese Flansche sind speziell für die Verbindung zu den radialen Speichen konzipiert. Mit einer Länge von 6 Metern (je 3 Meter pro Seite) tragen sie die Kräfte der Speichen und verteilen diese gleichmäßig auf die gesamte Konstruktion.

Der real gemessene Umfang des Torus basiert auf der Summe aller Gondellängen und Flansche. Diese sorgfältige Berechnung stellt sicher, dass die Konstruktion stabil und symmetrisch bleibt. Die Gondeln sind tangential ausgerichtet, sodass ihre Enden aneinander anschließen und einen geschlossenen Ring bilden.

Ausrichtung#

Die Ausrichtung der Gondeln variiert je nach Betriebsmodus und ist ausschließlich darauf ausgelegt, der Mannschaft ein angenehmes Leben unter erdähnlichen Bedingungen zu gewährleisten. Der mechanische und materielle Aufwand für den drehenden Torus dient einzig diesem Zweck und bietet maximale Flexibilität in unterschiedlichen Szenarien.

Im stationären Betrieb
Die Gondeln richten sich mit dem Boden nach außen, um künstliche Schwerkraft durch Zentrifugalkraft zu erzeugen. Der Torus rotiert dabei mit einer Geschwindigkeit, die exakt 1 g künstliche Gravitation erzeugt. In diesem Modus kann die Außenhülle der Gondeln mit Wasser gefüllt werden, um zusätzlichen Schutz vor kosmischer Strahlung zu bieten. Dieser Zustand ist ideal für längere Aufenthalte in der Umlaufbahn eines Himmelskörpers oder im stationären Betrieb.
Flexible Anpassung bei reduzierter Beschleunigung
Wenn die Beschleunigung des Schiffes unterhalb von 1 g liegt, kommt ein gemischter Modus zum Einsatz. Der Torus rotiert in diesem Fall mit einer reduzierten Geschwindigkeit, während die Gondeln leicht nach außen geneigt sind, um die verbleibende Gravitation auf 1 g zu ergänzen. Diese Methode erlaubt eine flexible Anpassung an variable Schubbedingungen und sorgt dafür, dass die Besatzung stets unter optimalen Bedingungen arbeiten und leben kann. Sobald das Schiff wieder mit 1 g beschleunigt, kommt der Torus zum Stillstand, und die Gondeln richten sich vollständig in Richtung der Schubrichtung aus.
Während des Fluges (ab 1 g Beschleunigung)
Der Boden der Gondeln ist in Richtung des Haupttriebwerks gedreht, da die Gravitation vollständig durch die Beschleunigungsrichtung erzeugt wird. In diesem Szenario steht der Torus still, und die Gondeln bleiben fixiert. Obwohl die Massenträgheit des Torus mechanisch eine Herausforderung darstellt, beeinflusst dies nicht die Ausrichtung der Gondeln. Dieses Szenario ermöglicht eine vollständige Nutzung der natürlichen Gravitation durch den Schub des Haupttriebwerks.

Schutz und Versorgung#

Die Gondeln sind durch ihre mehrschichtige Außenhaut vor Mikrometeoriteneinschlägen, Strahlung und extremen Temperaturen geschützt. Die Versorgungssysteme innerhalb der Gondeln sind vollständig integriert:
  • Energieversorgung: Anschluss an die Hauptsysteme des Torus.
  • Lebenserhaltung: Systeme für Luft, Wasser und Temperaturkontrolle.
  • Datenleitungen: Verbindung zur zentralen Steuerung und KI.

Außenhülle der Gondeln#

Die Außenhülle der Gondeln besteht aus einer mehrschichtigen, adaptiven Struktur, die speziell für den Einsatz im Weltraum konzipiert wurde.

Diese Konstruktion kombiniert Selbstreparatur, Anpassungsfähigkeit und Strahlenschutz auf moderne Weise, wodurch die Gondeln für langfristige Einsätze in unterschiedlichsten Umgebungen optimiert sind. Eine flexible Nutzung des Hohlraums zwischen den Schichten erlaubt die Anpassung an verschiedene Einsatzbedingungen, sei es durch Gewichtseinsparung oder zusätzlichen Strahlenschutz.

Es wird angenommen, dass die Dicke der Außenhülle nicht über die gesamte Gondel gleichförmig ist, sondern je nach Belastung und Ausrichtung variiert.

Ihre Hauptmerkmale umfassen:

Äußere Schicht: Titan-Aluminium-Legierung#

Die äußere Schicht besteht aus einer Titan-Aluminium-Legierung, die leicht und gleichzeitig extrem robust ist. Diese Schicht schützt die Gondeln vor Erosion durch Mikrometeoritenstaub und bietet thermischen sowie mechanischen Schutz. Mit einer Dicke von 2 mm trägt sie nur minimal zur Gesamtmasse bei.

Zweite Schicht: Mikrokapseln mit Polymerfüllung#

Die zweite Schicht enthält selbstheilende Polymer-Mikrokapseln, die bei kleinen Durchschlägen durch Mikrometeoriten oder Trümmer automatisch versiegeln. Mit einer Dicke von 2 cm bietet diese Schicht Redundanz und Schutz für die darunterliegende Struktur.

Dritte Schicht: Hohlraum als flexibler Strahlenschutz#

Der Hohlraum zwischen der zweiten und vierten Schicht dient als flexibler Strahlenschutz. Im stationären Betrieb kann dieser Hohlraum mit Wasser gefüllt werden, um die Besatzung effektiv gegen kosmische Strahlung abzuschirmen. Die Dicke beträgt 1,5 Meter und ist während des Fluges leer, um Gewicht zu sparen.

Siehe auch Wissen-kosmische Strahlung

Vierte Schicht: Keramik-Nanokomposit#

Die innere Schicht ist aus einem Keramik-Nanokomposit gefertigt, das Splitter abfängt und die Strukturmechanik der Gondeln stabilisiert. Mit einer Dicke von 1 cm bietet sie eine leichte, aber effektive Barriere gegen durchdringende Schäden.

Materialbedarf#

Schicht Material Dicke (m) Dichte (kg/m³) Masse (kg/m²)
Äußere Schicht Titan-Aluminium-Legierung 0.002 4000 8.0
Zweite Schicht Polymer-Mikrokapseln 0.02 1200 24.0
Dritte Schicht (Hohlraum, leer) - 1.5 0 0.0
Dritte Schicht (Hohlraum, wassergefüllt) Wasser 1.5 1000 150.0
Vierte Schicht Keramik-Nanokomposit 0.01 2500 25.0

Gesamt (ohne Wasser) 57.0 kg/m²
Gesamt (mit Wasser) 207.0 kg/m²

Masse der Schutzhülle pro Gondel#

Die Masse der Schutzhülle einer Gondel wird durch die Gesamtfläche und die Materialstärke der verschiedenen Bereiche bestimmt. Die Außenhülle besteht aus mehreren Schichten, deren Dicke sich je nach Position unterscheidet:
  • Die radiale Außenseite sowie die Ober- und Unterseite sind 2 Meter dick, um maximalen Schutz vor kosmischer Strahlung und Mikrometeoriten zu gewährleisten.
  • Die radiale Innenseite ist dünner und misst nur 1 Meter, da hier weniger Schutz erforderlich ist.

Basierend auf diesen Materialstärken ergeben sich folgende Werte:

Parameter Wert
Gesamtfläche der Schutzhülle 262 m²
Masse ohne Wasser 14,9 t
Masse mit Wasser 54,2 t

Die Masse variiert stark je nach Nutzung des Hohlraums in der Schutzhülle. Während des stationären Betriebs wird der Hohlraum häufig mit Wasser gefüllt, um zusätzlichen Schutz vor kosmischer Strahlung zu bieten. Im Flug ist der Hohlraum in der Regel leer, um Gewicht zu sparen.

Berechnungen#

Masse einer Gondel#

Java#

package thjodhild;

import java.text.DecimalFormat;

public class GondolaMassCalculator {

  // Constants
  private static final double m_fGondolaOuterLength = 11.0; // in meters (with flanges)
  private static final double m_fGondolaInnerLength = 8.0; // in meters (without flanges)
  private static final double m_fGondolaOuterWidth = 7.314; // in meters
  private static final double m_fGondolaOuterHeight = 6.064; // in meters
  private static final double m_fOuterShellThickness = 1.532; // in meters
  private static final double m_fOuterShellThicknessRadial = 0.782;; // in meters
  private static final double m_fMassPerSquareMeterOuterShell = 57.0; // in kg/m²
  private static final double m_fInternalDensity = 50.0; // in kg/m³
  private static final double m_fFlangeMass = 500.0; // in kg per regular flange
  private static final double m_fWaterDensity = 1000.0; // in kg/m³
  private static final double m_fOuterWaterLayerThickness = 1.5; // in meters
  private static final double m_fOuterlWaterLayerThicknessRadial = 0.75; // in meters

  public static void main(String[] args) {
    
    // Outer surface area
    double fGondolaSideArea = m_fGondolaInnerLength * m_fGondolaOuterHeight * 2; // two sides
    double fGondolaTopBottomArea = m_fGondolaOuterWidth * m_fGondolaOuterHeight * 2; // top and bottom
    double fGondolaFlangeSideArea = m_fGondolaOuterWidth * m_fGondolaOuterHeight * 2; // front and back
    double fTotalOuterSurfaceArea = fGondolaSideArea + fGondolaTopBottomArea + fGondolaFlangeSideArea;

    // Gondola inner volume
    double fGondolaInnerLength = m_fGondolaInnerLength;
    double fGondolaInnerWidth = m_fGondolaOuterWidth - m_fOuterShellThickness - m_fOuterShellThicknessRadial;
    double fGondolaInnerHeight = m_fGondolaOuterHeight - 2 * m_fOuterShellThickness;
    double fTotalInnerHabitableSurface = fGondolaInnerLength * fGondolaInnerWidth;
    double fTotalInnerVolume = fGondolaInnerLength * fGondolaInnerWidth * fGondolaInnerHeight;
    double fInternalMass = fTotalInnerVolume * fTotalInnerVolume;

    // OuterShell volume and mass
    double fOuterShellVolumeSide = m_fGondolaInnerLength * m_fGondolaOuterHeight * m_fOuterShellThickness;
    double fOuterShellVolumeSideRadial = m_fGondolaOuterWidth * m_fGondolaOuterHeight * m_fOuterShellThicknessRadial;
    double fOuterShellVolumeTopBottom = m_fGondolaOuterWidth * m_fGondolaOuterHeight * m_fOuterShellThickness * 2;
    double fOuterShellVolumeFlangeSide = m_fGondolaOuterWidth * m_fGondolaOuterHeight * m_fOuterShellThickness * 2;
    double fOuterShellVolumeTotal =
        fOuterShellVolumeSide +
        fOuterShellVolumeSideRadial +
        fOuterShellVolumeTopBottom +
        fOuterShellVolumeFlangeSide;
    double fOuterShellMass = fOuterShellVolumeTotal * m_fMassPerSquareMeterOuterShell;

    // Flange mass (two flanges per gondola)
    double fTotalFlangeMass = m_fFlangeMass * 2;

    // Total mass without water
    double fTotalMassWithoutWater = fOuterShellMass + fInternalMass + fTotalFlangeMass;

    // Water volume and mass
    double fWaterVolumeSide = fGondolaSideArea * m_fOuterWaterLayerThickness;
    double fWaterVolumeSideRaial = fGondolaSideArea * m_fOuterlWaterLayerThicknessRadial;
    double fWaterVolumeTopBotton = fGondolaTopBottomArea * m_fOuterWaterLayerThickness;
    double fWaterVolumeFlangeSide = 0;
    double fWaterVolume = 
        fWaterVolumeSide +
        fWaterVolumeSideRaial +
        fWaterVolumeTopBotton +
        fWaterVolumeFlangeSide;
    double fWaterMass = fWaterVolume * m_fWaterDensity;

    // Total mass with water
    double fTotalMassWithWater = fTotalMassWithoutWater + fWaterMass;

    // Results
    // Output results in JSPWiki syntax
    System.out.println("!! Ergebnisse der Gondelberechnung");
    System.out.println("* __Konstanten:__");
    System.out.println("** Innen Länge der Gondel: " + formatResult(m_fGondolaInnerLength) + " m");
    System.out.println("** Breite der Gondel: " + formatResult(m_fGondolaOuterWidth) + " m");
    System.out.println("** Höhe der Gondel: " + formatResult(m_fGondolaOuterHeight) + " m");
    System.out.println("** Dicke der Außenhülle: " + formatResult(m_fOuterShellThickness) + " m");
    System.out.println("** Masse pro Quadratmeter der Außenhülle: " + formatResult(m_fMassPerSquareMeterOuterShell) + " kg/m²");
    System.out.println("** Innendichte der Gondel: " + formatResult(m_fInternalDensity) + " kg/m³");
    System.out.println("** Masse eines regulären Flansches: " + formatResult(m_fFlangeMass) + " kg");
    System.out.println("** Dichte der Wasserschicht: " + formatResult(m_fWaterDensity) + " kg/m³");
    System.out.println("** Dicke der Wasserschicht: " + formatResult(m_fOuterWaterLayerThickness) + " m");
    System.out.println("** Dicke der Wasserschicht Radial: " + formatResult(m_fOuterlWaterLayerThicknessRadial) + " m");
    System.out.println("* __Zwischenergebnisse:__");
    System.out.println("** Bewohnbare Fläche der Gondel: " + formatResult(fTotalInnerHabitableSurface) + " m²");
    System.out.println("** Innenvolumen der Gondel: " + formatResult(fTotalInnerVolume) + " m³");
    System.out.println("** Außenfläche der Hülle: " + formatResult(fTotalOuterSurfaceArea) + " m²");
    System.out.println("** Masse der inneren Struktur: " + formatResult(fInternalMass / 1000) + " t");
    System.out.println("** Masse der Außenhülle: " + formatResult(fOuterShellMass / 1000) + " t");
    System.out.println("** Masse der regulären Flansche: " + formatResult(fTotalFlangeMass / 1000) + " t");
    System.out.println("** Volumen der Wasserschicht: " + formatResult(fWaterVolume) + " m³");
    System.out.println("** Masse der Wasserschicht: " + formatResult(fWaterMass / 1000) + " t");
    System.out.println("* __Endergebnisse:__");
    System.out.println("** Masse der gesamten Gondel: " + formatResult(fTotalMassWithoutWater / 1000) + " t");
    System.out.println("** Masse der gesamten Gondel mit Wasser: " + formatResult(fTotalMassWithWater / 1000) + " t");
  }

  /**
   * Formats a floating-point value to German decimal notation (comma as separator).
   *
   * @param p_fValue the floating-point value to format
   * @return the formatted string
   */
  private static String formatResult(double p_fValue) {
    DecimalFormat oDecimalFormat = new DecimalFormat("#,##0.0");
    return oDecimalFormat.format(p_fValue);
  }
}

Ergebnisse der Gondelberechnung#

  • Konstanten:
    • Innen Länge der Gondel: 8,0 m
    • Breite der Gondel: 7,3 m
    • Höhe der Gondel: 6,1 m
    • Dicke der Außenhülle: 1,5 m
    • Masse pro Quadratmeter der Außenhülle: 57,0 kg/m²
    • Innendichte der Gondel: 50,0 kg/m³
    • Masse eines regulären Flansches: 500,0 kg
    • Dichte der Wasserschicht: 1.000,0 kg/m³
    • Dicke der Wasserschicht: 1,5 m
    • Dicke der Wasserschicht radial: 0,8 m
  • Zwischenergebnisse:
    • Bewohnbare Fläche der Gondel: 40,0 m²
    • Innenvolumen der Gondel: 120,0 m³
    • Außenfläche der Hülle: 274,4 m²
    • Masse der inneren Struktur: 14,4 t
    • Masse der Außenhülle: 21,7 t
    • Masse der regulären Flansche: 1,0 t
    • Volumen der Wasserschicht: 351,4 m³
    • Masse der Wasserschicht: 351,4 t
  • Endergebnisse:
    • Masse der gesamten Gondel: 37,1 t
    • Masse der gesamten Gondel mit Wasser: 388,5 t

Anzahl der Gondeln in Abhängigkeit zum Radius#

Java#

package thjodhild;

import java.text.DecimalFormat;

public class TorusCalculation_V2 {

  // Constants
  private static final double m_fOuterGondolaLength = 11.0; // Tangential length including flanges
  private static final double m_fInnerGondolaLength = 8.0; // Tangential length excluding flanges
  private static final double m_fRegularFlangeLengthPerSide = 1.5; // Regular flange length per side
  private static final double m_fSpecialFlangeLengthPerSide = 3.0; // Special flange length per side for spokes
  private static final int m_nSpokeCount = 8; // Number of spokes
  private static final double m_fMassWithoutWater = 37.1; // Mass without water per gondola in tonnes
  private static final double m_fMassWithWater = 388.5; // Mass with water per gondola in tonnes
  private static final double m_fHabitableAreaPerGondola = 40.0; // Habitable area per gondola in square meters
  private static final double m_fGravitationalAcceleration = 9.81; // Acceleration due to gravity in m/s²

  // Radii for calculation
  private static final int[] m_anRadii = {100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300};

  public static void main(String[] args) {
    System.out.println(
        "|| __Radius (m)__ || __Berechneter Umfang (m)__ || __Anzahl der Gondeln__ ||"
        + " __Gesamtlänge aller Gondeln (m)__ || __Reguläre Flansche (m)__ || __Speichen-Flansche (m)__ ||"
        + " __Realer Umfang (m)__ || __Realer Radius (m)__ || __Masse ohne Wasser (t)__ ||"
        + " __Masse mit Wasser (t)__ || __Bewohnbare Fläche (m²)__ || __Umdrehung (RPM__ || __Coriolis Kraft (N)__ "
    );

    for (int nRadius : m_anRadii) {
      calculateTorusProperties(nRadius);
    }
  }

  private static void calculateTorusProperties(int p_nRadius) {
    // Calculate circumference based on radius
    double fCircumference = 2 * Math.PI * p_nRadius;

    // Calculate the number of gondolas based on modular length
    int nNumGondolas = (int) Math.floor(fCircumference / m_fOuterGondolaLength);
    nNumGondolas = (nNumGondolas / m_nSpokeCount) * m_nSpokeCount;

    // Regular flanges: (number of gondolas - spokes)
    double fRegularFlangeLength = (nNumGondolas - m_nSpokeCount) * 2 * m_fRegularFlangeLengthPerSide;

    // Special flanges for spokes
    double fSpecialFlangeLength = m_nSpokeCount * 2 * m_fSpecialFlangeLengthPerSide;

    // Total flange length
    double fTotalFlangeLength = fRegularFlangeLength + fSpecialFlangeLength;

    // Total length of gondolas
    double fGondolaLengthTotal = nNumGondolas * m_fInnerGondolaLength;

    // Real circumference and radius
    double fRealCircumference = fGondolaLengthTotal + fTotalFlangeLength;
    double fRealRadius = fRealCircumference / (2 * Math.PI);

    // Mass calculations
    double fTorusMassWithoutWater = nNumGondolas * m_fMassWithoutWater;
    double fTorusMassWithWater = nNumGondolas * m_fMassWithWater;

    // Habitable area
    double fTotalHabitableArea = nNumGondolas * m_fHabitableAreaPerGondola;

    // RPM for 1g
    double fAngularVelocity = Math.sqrt(m_fGravitationalAcceleration / fRealRadius); // radians per second
    double fRPM = fAngularVelocity * 60 / (2 * Math.PI); // convert to RPM

    // Coriolis force (approximated for a person at 2m from center)
    double fCoriolisForce = 2 * fAngularVelocity * 2; // assuming 2m/s tangential velocity

    // Print results in JSPWiki table row format
    System.out.println(
       "| " + formatResultDP0(p_nRadius) + 
       " | " + formatResultDP1(fCircumference) + 
       " | " + formatResultDP0(nNumGondolas) + 
       " | " + formatResultDP0(fGondolaLengthTotal) + 
       " | " + formatResultDP0(fRegularFlangeLength) + 
       " | " + formatResultDP0(fSpecialFlangeLength) + 
       " | " + formatResultDP1(fRealCircumference) + 
       " | " + formatResultDP1(fRealRadius) + 
       " | " + formatResultDP1(fTorusMassWithoutWater) + 
       " | " + formatResultDP1(fTorusMassWithWater) + 
       " | " + formatResultDP1(fTotalHabitableArea) +
       " | " + formatResultDP1(fRPM) +
       " | " + formatResultDP1(fCoriolisForce)
    );
  }

  /**
   * Formats a floating-point value to German decimal notation (comma as separator).
   * With one decimal point (DP).
   *
   * @param p_fValue the floating-point value to format
   * @return the formatted string
   */
  private static String formatResultDP1(double p_fValue) {
    DecimalFormat oDecimalFormat = new DecimalFormat("#,##0.0");
    return oDecimalFormat.format(p_fValue);
  }

  /**
   * Formats a floating-point value to German decimal notation (comma as separator).
   * With zero decimal point (DP).
   *
   * @param p_fValue the floating-point value to format
   * @return the formatted string
   */
  private static String formatResultDP0(double p_fValue) {
    DecimalFormat oDecimalFormat = new DecimalFormat("#,##0");
    return oDecimalFormat.format(p_fValue);
  }
}

Tabelle#

Radius (m) Berechneter Umfang (m) Anzahl der Gondeln Gesamtlänge aller Gondeln (m) Reguläre Flansche (m) Speichen-Flansche (m) Realer Umfang (m) Realer Radius (m) Masse ohne Wasser (t) Masse mit Wasser (t) Bewohnbare Fläche (m²) Umdrehung (RPM Coriolis Kraft (N)
100 628,3 56 448 144 48 640,0 101,9 2.077,6 21.756,0 2.240,0 3,0 1,2
125 785,4 64 512 168 48 728,0 115,9 2.374,4 24.864,0 2.560,0 2,8 1,2
150 942,5 80 640 216 48 904,0 143,9 2.968,0 31.080,0 3.200,0 2,5 1,0
175 1.099,6 96 768 264 48 1.080,0 171,9 3.561,6 37.296,0 3.840,0 2,3 1,0
200 1.256,6 112 896 312 48 1.256,0 199,9 4.155,2 43.512,0 4.480,0 2,1 0,9
225 1.413,7 128 1.024 360 48 1.432,0 227,9 4.748,8 49.728,0 5.120,0 2,0 0,8
250 1.570,8 136 1.088 384 48 1.520,0 241,9 5.045,6 52.836,0 5.440,0 1,9 0,8
275 1.727,9 152 1.216 432 48 1.696,0 269,9 5.639,2 59.052,0 6.080,0 1,8 0,8
300 1.885,0 168 1.344 480 48 1.872,0 297,9 6.232,8 65.268,0 6.720,0 1,7 0,7

Offene Fragen#

Belastung der Tori während der Beschleunigung
Wie groß ist die mechanische Belastung der Tori bei unterschiedlichen Beschleunigungen? Gibt es eine maximale Beschleunigung, die die Thjodhild aufgrund der Torus-Konstruktion nicht überschreiten kann? Wäre es notwendig, ab einer bestimmten Beschleunigung die Tori zusätzlich durch Spannseile oder andere Strukturelemente, beispielsweise aus spinnenseidenähnlichem Material, zu stabilisieren?
Belastung der Tori bei Wasserfüllung und 1 g künstlicher Gravitation
Welche Kräfte wirken auf die Torus-Konstruktion bei vollständiger Wasserfüllung der Gondelhüllen und einer Rotation, die 1 g künstliche Gravitation erzeugt? Welche Materialanforderungen ergeben sich daraus, und wie können strukturelle Schwachstellen vermieden werden?
Konstruktion des magnetischen Lagers an der Achse
Wie genau ist das magnetische Lager zwischen den rotierenden Tori und der zentralen Achse ausgelegt, um die Rotationsbewegung reibungslos und effizient zu ermöglichen? Wie wird dabei Verschleiß minimiert, und wie werden externe Kräfte ausgeglichen? Siehe auch Hintergrund-Gyroskopsystem.
Übergänge für die Menschen an der Achse
Wie können Menschen sicher und effizient zwischen den rotierenden Tori und der zentralen Achse wechseln? Welche technischen Lösungen kommen zum Einsatz, um die unterschiedlichen Gravitationsbedingungen (rotierende Tori, Schwerelosigkeit an der Achse) auszugleichen?
Übertragung von Energie und Flüssigkeiten zwischen Achse und Torus
Welche Mechanismen werden verwendet, um Energie und Flüssigkeiten (z. B. Wasser, Kühlmittel oder Treibstoffe) von der zentralen Achse zu den rotierenden Tori zu übertragen? Wie wird dabei sichergestellt, dass die Übertragung trotz der Rotation reibungslos und ohne Unterbrechung funktioniert?
Funktion der Polymerfüllung der Schutzhüllen
Wie genau funktioniert die Polymerfüllung der Schutzhüllen der Gondeln? Können wasserstoffhaltige Polymere als zusätzliche Barriere gegen kosmische Strahlung dienen, indem sie hochenergetische Partikel wirksam abschwächen? Welche Vorteile hätte diese Methode gegenüber anderen Strahlenschutzmaterialien?