機動戦士ガンダムの設定が好きコミュの島3号コロニーを検証しよう

「サイド」いわゆるスペースコロニーは、オニール氏の島３号型と呼ばれている。

直径を6km程度で、90秒で1回転することにより遠心力0.92Gを発生し居住空間に重力を維持している。
長さが約30kmありで、１サイドで20億人が生活できる居住空間が得られた。
（1バンチあたり2,500万人が生活する80コロニー程度の群集？）

まず「サイド」は何でできているのか？
「サイド」のミラーは固定式として、明るさの調整（昼夜）は
どのようにしているのか。（電灯？どこに？）

設定書などの専門的な知識よりも、素直な疑問をぶつけてみよう！

コメント(15)

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[1] mixiユーザー 09月26日 17:56

宇宙空間だから自重を支える必要がないとはいえ、質量はハンパじゃなくデカい。ということは、慣性によってかかる荷重もハンパじゃなくデカいと思いますので、現在の製鋼技術で作れる鋼では、強度的にとてもその質量には対応できないと思います。
でも、基本的にはやはり、鋼構造なんじゃないでしょうか。なんらかの合金元素の添加や製法の進化により超高強度の合金鋼（ガンダリウム合金？（笑））ができるようになって、そのことがコロニー建造を可能にしたとか・・・。

外壁にはおそらく、スペースシャトルに使われるようなセラミックの耐熱板が貼り詰められていて躯体が直接太陽光に炙られるのを防ぎ、内側にも断熱材が貼り詰められ、その上に人工地殻（地面）を置いている・・・というような感じで。

コロニー内の照明は、コロニーの中心軸に光源があると考えた方がいいですよね。
コロニーの外壁に120度ピッチくらいで採光窓がついていて、そこから取り入れた光をコロニー中心軸上に配置された円柱状のミラーで反射して光源にするというのはどうでしょう。
（コロニーが自転してるからいまいち光源が安定しなさそうですが・・・）
明るさの調節は、採光窓にシャッターが着いていて、シャッターの開閉により調節するとか・・・

[2] mixiユーザー 09月26日 18:17

やはり材質の問題がありますよね。
設定書には、コロニーを１機全部を打ち上げるのには、地球上にあるすべての化石燃料を消費しても第一宇宙速度（1G）を突破できないと書いてましたね。
しかし、ラグランジュポイント（重力均衡点）付近では、意外にもかかるGは少ないのかなって思ってました。

っていうか、フツーの人工衛星ってどんな合金できているのかな？

[3] mixiユーザー 09月27日 12:29

地上から打ち上げるには、コロニーの躯体自体が持たないでしょうしね（笑）

ですので、「宇宙空間で建造せざるを得ない」というのはリアリティがあります。
ただ、自重がかからないとはいえ、コロニー自体は、建造場所（空間）から敷設ポイントに曳航していくときや、軌道修正などの際に運動するので、慣性による内部荷重が働いてしまう。
これにどう耐えるか、が強度的なネックになると思います。

で。フツーの人工衛星の材料ですが、強度と耐熱性が必要ですよね。それともう１つは、低温脆性がないこと。
となると、鉄ベースだとすれば、おそらく、Ni-Cr-Moを多量に含むオーステナイト系ステンレス。
鉄ベースでないとすれば、おそらくニッケルベースの合金（インコネルなど）だと思います。

あるいは、外部との断熱がカンペキにできるのであれば、カーボンファイバーも、軽さ、強度、成形性の点で良いでしょうね。ただし、少しでも断熱材に瑕疵があれば、一瞬で燃え尽きてしまうでしょうけど。

[4] mixiユーザー 10月01日 16:06

実際には鉄系だと思うんですが、非鉄系も捨てがたいような気がしますよね。

カーボンの炭素系というのが有効っぽいですが、タイルやセラミックという素材も見逃せないんでしょうね。

材質については、いわゆる地上の合金ってことになるのでしょうが、中にある空気（大気）については、自動生成するのでしょうか。いわゆる水素と酸素を化学反応させるとかで、酸素を生むのでしょうか。しかし大気には、酸素以外にも窒素などの成分が大半を占めており、地上と同じ大気になるには時間がかかるのではないでしょうか？

[5] mixiユーザー 10月02日 12:46

どうでしょうね。

地上では植物がその役目を担っていますが、二酸化炭素を還元して酸素を生成する装置は、当然、積まれているだろうと思います。

酸素、二酸化炭素以外の成分（主に窒素）については、フィルタリングして塵や有害物質を取り除けばOKですよね。

以上を考えると、「超巨大な空気清浄機＠酸素再生装置付き」というシロモノが載っているだろうと思われます。

（建造完了後、最初に空気を入れるときは100%外部より供給、その後は基本的に再生して使い、消耗分だけ定期的に補給する、という前提でおります）

[6] mixiユーザー 10月02日 14:36

＞建造完了後、最初に空気を入れるときは100%外部より供給
さんきちさん

もし仮に空気を圧縮コンテナで供給するとしても、コロニーの数は結構あります。
サイド1～サイド7としても、結構な量に相当しませんか？地球上の大気がなくなってしまうような・・・。
そもそも、地上の大気というのは、なくなった分は復活するのでしょうか？

っていうか、エネルギー及び質量保存の法則からして、地表から大気または建造資源を持ち出した場合には、地球の自重にも影響するのでしょうか。

＊UC当時には、エネルギーのほとんどを太陽光で発電して、マイクロウェーブ送電しているようですので、エネルギーの心配はないんですけどね。

[7] mixiユーザー 10月02日 18:13

地球から持ってこなくても、人工的に大気を作れるんじゃないでしょうか。
窒素、酸素、二酸化炭素があれば大気の成分としては成立するんで、それだけ人工的に作ればいいわけですよね。

問題は、おっしゃるとおり、その「素」をどこから持ってくるか、でしょうけどね。
月に窒化、酸化した鉱石を採取、還元して大気を作る工場がある・・・というご都合主義な設定はいかがでしょうか（笑）

[8] mixiユーザー 10月03日 13:22

確かに月からの資源とうのは考えられますね。
実際に、核融合炉のエネルギーとして、木星の「ヘリウム3」が使われているみたいですし、小惑星からの鉱物を採取する、または還元することで元素を取り出せるかもしれませんね。
↓
http://www.geocities.jp/amy_chemistry/chemistry31.html

でも1モルあたり32gの酸素が必要になります。島３号の円筒の大きさを30kmで直径6.5kmとして計算すると

=6,500/2*3.14*300,000/22.4=3,061,500,000立法メートル/22.4
=136,674,107mol

=136,674,107*32=4,373tの酸素が必要になります。

やはり壮大ですなぁ。

[9] mixiユーザー 10月03日 14:10

すごい！スペースコロニーってデザインとかも好きやねんけど、やっぱりこいった話は科学上の理屈はわからへんけど聞いててほんま面白いっ！

ちなみに暇な時、自分も、コロニーを１人で建築しています。
まだ途中経過なんですけどね　笑

[10] mixiユーザー 10月04日 09:36

>ちなみに暇な時、自分も、コロニーを１人で建築しています。
気になるぅ！プラモ？フルスクラッチ？それにしても、凄いものをお作りに。

ちなみにジオンのコロニー（サイド３）は、密閉型コロニーのためにガラス部分はなく、すべてが地面です。（標準のコロニーは120度づつに陸地とガラス面がある）
人口も他のコロニーの２倍が居住できること、ガラス面がないために防衛効率が高いこと、（ソーラレイが発射できること）などが特徴です。

しかし密閉型コロニーの場合には、核融合炉による人工太陽が不可欠だったといわれています。その為に、ミノフスキー物理学者をサイド３に呼んだとのことも。

尚、島3号のコロニーの羽根のように見える太陽光パネルは可動しません。固定式のようです。以前あれが動いて太陽光を取り込むのかと思えば違うようです。なんせあのような巨大構造部が可動するには、多くのエネルギーまたは強度が必要になるからのようです。

ちなみに画像の島3号コロニーの円筒状じゃないところの「輪っか」の部分は、農業用ブロックらしく、二酸化炭素を2倍以上に高めて生産性がかなり高くなっているブロックのようです。

[11] mixiユーザー 10月07日 23:18

話題に乗り遅れております。。。
コロニー私も作ってみたいです

植物栽培などで人工光源に好んで使われるのは高圧ナトリウムランプです。
植物を栽培して炭素循環を成立されているなら、
農業用ブロックでは、使用されているかもしれません。
(もっとも、密閉空間では発生熱量が問題となり、空調整備が必須となるため、低コスト化をめざし、エネルギー効率が高く、発生熱量の少ない発光ダイオードの効率化・併用化が期待されています。）

居住区に関しても、人工光源を用いる限り、熱処理が頭痛の種でしょうね…。
(採光式でも熱処理は必要ですが、発光用エネルギーを使わない分、やはり現実的ですね…）

また、植物を栽培して炭素循環を確立させたとしても、人工構造物から有害物質の流出などが実在するため、浄化フィルターは必須だと思います。

空調整備費で年間どれ位するんでしょう?…怖い話です(^-^;)

[12] mixiユーザー 10月09日 09:59

確かに熱処理は大変ですよね。しかもコロニーの1/3はガラス面としているから
太陽光を取り入れているしたら、吸熱はある程度するだろうが、廃熱となると・・。

実は廃熱（排熱）で、こんなことができないかと思っていますが・・・。

エアコンの排熱（廃熱）は、当然ですが暑いですよね？
あの熱を電気に返れないでしょうか？UCにおいては電気は太陽光でつくるので
ある程度は無尽蔵にあると思われますが、熱の処理についてはいささか問題も。

人口に比例して熱問題は、かなり重要になるのではないでしょうか？

[13] mixiユーザー 10月11日 22:07

コロニー議論に参加させていただきます。
熱についてですが、日光の当たる部分と当たらない箇所で高い温度差が生じてコロニーが歪んでしまうのでは？
やはりそのためのタイルなどのセラミック素材の使用なのでしょうね。

密閉型コロニーではミノフスキー物理学応用による人工太陽の使用を聞いたことがありますが、これって熱も半端ないような気がします。
ＰＣの放熱でさえ室温を上昇させるのに人工太陽なんて設置したら蒸されてしまいそうですね。

[14] mixiユーザー 10月12日 09:52

>密閉型コロニーではミノフスキー物理学応用による人工太陽
たぶん、人工太陽は、ダイオード系を応用したものだとどうでしょうか？

発熱量は「白熱電球＞蛍光灯＞ダイオード」だと思いますので、室内で蛍光灯を
つけるようなものだと思いますね。

>日光の当たる部分と当たらない箇所で高い温度差が生じてコロニーが歪んでしまう
確かにそうですよね。円筒部は回転しているのである程度の寒暖は大丈夫だとは思いますが、その他の部分は大変かもしれませんね。
鉄で出来ている東京タワーは、数10cmの収縮があるようですからね。
333mで10cmっていうと、長さ30kmとしたら、30,000mで1,000cmですから10m？

でもこれは、カーボンナノチューブで解決するかもしれませんけどね。

[15] mixiユーザー 12月26日 09:24

先日読んだコロニー計画の本によると、増えすぎた人口を宇宙に移民させるために、コロニーを建設していると「割に合わない」という説なんですよね。
確かに、コロニー建設には、莫大なエネルギーがかかるということもあるんですけどね。
事実、コロニーの1バンチには1,000万人規模しか生活できないわけだし、それがあの規模なんですからね。高層マンションを海上にフロート化した方が割安ですもんね。まぁそうすれば「エレズム」なんかは起こらないんだろうけど・・・。

コロニー建設よりも、月に移民した方が割安？でも月だと重力が1/6のままだからなのかな？

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