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侵入这种漏洞百出的要塞,会被抓到才是反常的。在电影中路克‧天行者被抓进死星,还在里面爱干嘛就干嘛地大闹一番。若是警备真的如此薄弱,会有这种结果也是无可奈何之事啊。
死星确实是空想科学史上超群的巨大建筑物。可是就是因为它太大了,所以必须投入足够的人员来看管。黑武士达斯‧维达啊,你还是先把自己要塞的大小治理好再说吧。
巨大建筑物③
看来非常科学的宇宙殖民地,最大的问题就在于墙壁!
《机动战士钢弹》中的宇宙殖民地,是为了和平用途而造的巨大建筑物。这在普通世界看来是理所当然的事,但在空想科学世界中却非常少见。
(注:宇宙殖民地
一九七四年美国普林斯顿大学教授贾里德‧欧尼尔(GeraldKitchenO’Neil)就曾提出和《机动战士钢弹》中的宇宙殖民地完全一样的宇宙殖民地计划。而在《Animec别册机动战士钢弹大事典》中,则有收录当时访谈的富野由悠季监督,也表明了是以欧尼尔的宇宙殖民地为基础构想的。该文中他还说:「Animec不要只会赞美钢弹,把矛盾和错误之处用力的指摘出来比较好吧?」抱歉,那我就努力挑出来啦。)
直径6‧5公里,长达30公里的圆筒形,内部做成和地球没两样的环境,然后让1千万人居住于其中。
可是这宇宙殖民地真的能让人安心地住在里面吗?
做得真好!
根据种种资料,我详细地研究了关于宇宙殖民地的种种,令我惊讶的是,它能在宇宙空间中完美地重现地球的环境。
沿着圆筒的侧面开有三道网格状的窗户,让太阳光线射入。圆筒中有河川湖泊,并有植物茂密地生长。而照射进来的太阳光能,可以像自然界一般地使水分循环,让植物进行光合作用。因为圆筒的直径是6‧5公里,所以被当成大地的外壁距离圆筒中心为3‧25公里,这在地球上也是足以形成云朵的高度了,所以只要下点功夫让气温能随着高度下降,就能行云降雨。这一来,里面的水和空气等等都不用担心啦。在宇宙空间中能做到如此这是多么幸福啊【图5】。
至于重力,则是以回转产生的离心力重现。由于是圆筒形,所以里面的人是住在圆筒侧面内壁上,每个地方都有同样的离心力。又因为直径为6‧5公里,所以要产生和地面上重力相等的离心力,只要1分54秒回转一圈就好。
由于外壁以时速640公里的速度回转,所以人或车子在其内行走时,都感觉不到重力变化。如果直径只有100公尺,那只要往回转的反方向以时速80公里的速度行驶,就会因为没有离心力而飞起来了。
多么了不起的建筑物啊!利用圆筒的形状和巨大的优点,完美地重现了地球的环境。这真的是空想科学的世界吗?
问题在墙壁的厚度
如果要说有什么令人不安之处,那就是外壁的强度。最大的威胁是来自于封在内部的空气。因为外面是真空的,所以里面的空气会向外膨胀。把1大气压的空气装进直径6‧5公里、长达30公里的圆筒时,朝较长方向会有3亿4千万吨的压力,而朝垂直方向的压力也有20亿吨。要能承受这股力道,如果是用目前做为太空站材料的超强铝合金,需要田公分厚;如果是用现在最强的金属「麻时效钢」(maragingsteel),厚度也必须达到12公分以上才行。
(注:麻时效钢
纯粹的铁却出乎意料地柔软,因为它是由相同的原子一模一样地排列而成,所以即使原子配置有多少偏离,也能和原来一样有一股力量结合,因此有很强的延展性。如果在其中加入些不同种类的原子,就能使它的原子难以发生偏离,变得有硬度且有弹性。通常的钢铁里含有0‧08%到2%的碳、锰、磷、硫等元素。麻时效钢则是含有17‧5%的镍、12‧5%的钴、3‧75%的钼、1‧8%的钛、0‧15%的铝。用于航空宇宙产业、压力容器、弹篢等等。从数据上看来,为追求强韧的钢铁,技术家可是反复地尝试错误到令人昏倒的地步才试出来的,这股钢铁般的意志和热情,不禁让我热泪盈眶。)
实际上殖民地的外壁有多厚呢?在第1集中,3台萨克侵入了宇宙殖民地Side7,而进入的那一幕根据画面上测定,气锁大门的厚度只和萨克身上那条从背后伸到嘴巴的管子之直径差不多而已。因为气锁的大门也会与外壁受到相同的压力,所以应该是与外壁一样厚的。再仔细看看,萨克的那根管子直径大约跟萨克的手指一样粗,而萨克的手指直径又大约是从上面下来的操纵者的身高的4分之1。如果这操纵者身高是180公分,那外壁的厚度就是45公分了。喔喔!就麻时效钢的话就不要紧啦!
但话说回来,即使用了最强韧的金属,受到外力也还是会伸展变形,把1大气压的空气装进直径6‧5公里、长达30公里、以45公分厚的麻时效钢制成的圆筒中,它会膨胀到直径增加21公尺,长度增加59公尺。也就是说,宇宙殖民地在真空的宇宙中会被撑到膨胀起来【图6】。
这一来,就要担心占了圆筒侧面一半面积的窗户了。玻璃的延展性可比金属弱得
多,要能耐得住这股气压,就算用强化玻璃做窗户,厚度也要有3公尺才勉勉强强可以。而且因为玻璃很脆弱,为了慎重起见至少还要再加3倍,所以玻璃要厚达9公尺以确保安全,不会破裂。
这一来,外壁与玻璃的衔接处,就会从45公分厚的钢铁板突然变成9公尺厚的玻璃。就算不管衔接处的强度问题,也会担心太阳光能否照得进来。即使是最透明的玻璃,每增厚1公分就会吸收1%的光,只剩下99%的光能穿透过去,所以,厚达9公尺的玻璃,太阳光线只能通过0‧012%而已。
地球附近的宇宙空间中,大约有14万照度(lx)的太阳光线照射着。可是拜此玻璃窗所赐,宇宙殖民地中的照度只有16lx。室内的照度至少必须有100lx这一来太暗了,根本什么都看不见啦