ガンダムにでてくる宇宙都市は可能？

質問

あのスペースコロニーは物理的に可能なんでしょうか？

例えば円筒状のものをまわして、遠心力で内側に重力を生み出しているようですが、どのくらいの直径のものを、どのくらいの速さで回すと１Ｇが得られるのでしょうか？
高く飛び上がったら、無重力になって降りてこられなくなりませんか？

くだらない質問ですいません。ただ物理的に可能かどうか知りたいだけなんですが、よろしくお願いします。

P．S．ガンダム知らない人には申し訳ないです。私も１st．しか知りませんが。

回答No.6

apple-man · ベストアンサー

ガンダムに出てくるコロニーは
１９７０年代のジェラルド・オニールと
いう人の発想が原点で、物理学的には
かなりしっかりしてると思います。

http://www.space-frontier.org/HighFrontier/gkobio.html

↑このHPのここです
The High Frontier, was first published in 1977. It proposed the construction of
★giant solar powered cylinders
in which as many as 20 million people could live in space.

Materials for these colonies would come from mining the Moon and asteroids.

　１９７７年に出版されたThe High Frontier
という本の中で、月から採掘した資源など
を使って作った筒状の構造物で、宇宙で人間が暮らす
提案をしたんですね。

http://quasar.cc.osaka-kyoiku.ac.jp/~fukue/POPULAR/98sf/colony/colony.htm
↑
このHPの下のほうにもオニールさんの
和訳本が出ているのが分かると思います。

ガンダムの中には他にもオニールさんの
アイディアがいくつかあったと思います。

参考URL：

http://www.aeiveos.com/~bradbury/Authors/Engineering/ONeill-GK/

お礼

apple-manさん、面白いサイトありがとうございます

＞他にもオニールさんのアイディアが・・・
ぜひ知りたいです。いま検索かけてるんですが、ちっともhitしません（；へ；）

ありがとうございました

回答No.8

A98JED

コロニーの地面から離れても遠心力が働くので
無重力にならないことについて補足します。
以下の実験で理解できると思います。

実験方法：
バケツの取っ手に紐を結び付けます。
その紐をどこかにくくりつけバケツをぶら下げます。
水を入れて、バケツに接触しないようにボールを浮かばせます。
バケツをぐるぐる回して紐をねじります。
放すと回転します。
水面に浮いたボールはどうなるでしょうか？

結果：
ボールはバケツ、水と一緒に回転しながら、遠心力で外側へ動いて行きます。
ボールはバケツに接触してなくても外側に動こうとする力が働いてます。

結論：
回転しているものの中身全体で、回転の中心を除いて、どこでも遠心力が働いている。

回答No.7

A98JED

＞筒の中心ではなく、地面からすぐのところでも
＞重力は無いんじゃないでしょうか？

についてですが、真空なら分からないでもありませんが
中には空気もありますし、回っているもの全体に中心から外側に向かって遠心力が働いています。もちろん空気にも働いています。空気って１リットルで1.3ｇくらいあって結構重いんです。だから無重力ってことは無いです。回転するときに空気も一緒に回っていますから、暴風ってことはありません。空気は対流が起きたりするのでもちろん風は起こります。

補足

A98JEDさん、ありがとうございます。

＞水面に浮いたボールはどうなるでしょうか？

ボールは真ん中に行きませんか？遠心力は質量の大きいものに強くかかるわけですから、重い水が外側に押し付けられて、軽いボールは真ん中に。

止まっている電車の中に水を満たして、車両の真ん中付近で泡を浮かべます。電車が動き始めると、水には慣性が働いて後ろに残ろうとしますから、必然的に泡は車両の前方に行きますよね。これとはちがうのかな？

それとバケツの水は、慣性でその場にとどまろうとしますから、水の回転速度はバケツの回転速度と同じにはなりませんよね。常に水の方が遅くなりますよね　（長時間経過するといっしょになるのかな？）。

スペースコロニーでも、コロニーの回転速度と空気の回転速度は、等速度にはならないんじゃないでしょうか？ということはコロニーに押し付けられている人と、空気の間に速度差があるので、常にビュンビュン風が吹いていることになってしまうのでは？

まわっているものに遠心力がかかるのは理解できるのですが、空気をまわしている力は何なんでしょう？地表（コロニー内壁）との摩擦？
そして空気に遠心力がかかるのなら、地表（コロニー内壁）付近は、コロニー中心部より空気が濃い？

すいません、細かいことばっかで。回答いただいてどんどん疑問が湧いてきました。よければまた教えてやってください。
<(_ _)>

回答No.5

endlessriver

＃１と＃３の方の資料で計算しました。
F/m=α=v^2/r=(rω)^2/r=r(2π/T)^2=(6500/2)(2π/114)^2=9.87(m/s^2)

なるほど、いままで計算したことはなかった。あと、Ａ．Ｃ．クラークの「宇宙のランデブー１」に円筒コロニーの探検が描かれています。最後のクラークらしい小説と思います。

お礼

endlessriverさん、ありがとうございます。
やはりこれで１Ｇということのようですね。
ありがとうございました。

補足

風の問題はどうなるんでしょう？直径 6.5km のものが 114秒で１回転すれば
中は暴風が吹いていることになりませんか？（空気には重力が働かない）
お分かりの方いらっしゃいましたらお願いします。

回答No.4

A98JED

ガンダムのコロニーは
サイド７では０．９Gを発生させるために
直径約６．５ｋｍ，長さ約３０ｋｍ
それが２分に１回の割合で回転している設定です。
筒の中心で微妙なバランスがキープできるなら無重力を実感できるかもしれませんが
そういう範囲は狭いので、どこかの壁に降りられます。（落ちるというのが正しい）
物理的に可能ですが、経済的に今は無理です。

お礼

A98JEDさん、ありがとうございます。

＞直径約６．５ｋｍ，長さ約３０ｋｍ、それが２分に１回の割合で回転・・・
これはまさしく＃１さんご紹介のサイトにある、Ｇ・Ｋ・オニールのシリンダー型スペースコロニー
（長さ 33km、直径 6.5km、自転周期 114秒）とほぼ同じ設定ですね。
ひょっとしてオニールのを参考にして決められたスペックなのでしょうか

＞筒の中心で・・・無重力を実感できるかも・・・そういう範囲は狭い・・・
これはちょっと分からないのですが、筒の中心ではなく、地面からすぐのところでも
重力は無いんじゃないでしょうか？
例えば鳥は飛び立ってしまえば無重力空間に入ってしまうように思うのですが、、、。

＞物理的に可能ですが、経済的に今は無理・・・
今の中国の経済成長と宇宙開発への熱意から考えると、何十年後かに中国が作りそうな気が、、、。

ありがとうございました。

回答No.3

sqwe-ir

Ｆ＝ｍＶ＾２／Ｒ
の公式から計算してみました。

コロニーの半径１０００ｍ。
人間の体重５０キロ。
F値５０キロ（１G)

５０＝５０（V^2）／１０００
Ｖ＾２＝１０００
Ｖ＝３１（秒速３１ｍ）
多分＾＾；
時速１１１キロでぶん回せば壁の部分は１Gになります。
気圧も発生すると思われます。

しかし、中央付近は無重力です。
水ロケットなどを撃つ出すと反対側に届く恐れがあり、規則は厳しくなると思います。

お礼

sqwe-irさん、ありがとうございます

コロニーの半径 1,000ｍですと周囲 6,283ｍ。秒速 31ｍだと 202秒で１周。意外にゆっくりですね。

＞水ロケットなどを撃つ出すと反対側に届く恐れが・・・
上に向かって投げたボールを反対側でキャッチなんてこともできそうですね。

ありがとうございました。

回答No.2

char2nd

物理的には可能かも知れないけど、構造的には難しいでしょう。
　シリンダーの両端部（つまり「蓋」がされている部分）は大丈夫かも知れないけど、その他の部分、特に中央部は遠心力と内部にある土砂などの重みに部材が耐えられないような気がします。
　強度的に安定させるには、シリンダーの内部に自転車のスポークのような支柱や隔壁を設ける必要があるでしょうね。出なければ、もっと全長を短くするか、外壁の剛性をがちがちに上げるかでしょう。

お礼

ありがとうございます

＃１さんに教えていただいたサイトには、直径6.5km、長さ33km、114秒で一周するとあります。
たしかにかなりの力が加わりそうですね。オマケに広げた鏡の部分はもっと強い力が働くわけですから
相当頑丈な構造でないとむずかしそうですね。

ありがとうございました

回答No.1

silpheed7

物理的に可能です。ガンダムに出てくるのはシリンダー型と呼ばれる物です。

参考URL：

http://quasar.cc.osaka-kyoiku.ac.jp/~fukue/SF/colony.htm

お礼

silpheed7さん、良きサイトご紹介くださりありがとうございます。