メガスケールエンジニアリング

メガスケールエンジニアリング（またはマクロエンジニアリング）^[1]は、巨大な規模の構造物の建設に関わる探査エンジニアリングの一種です。 ^[2] 通常、これらの構造物の長さは少なくとも1,000 km（620マイル）です。言い換えれば、少なくとも1メガメートルであるため、この名前が付けられています。このような大規模な構造物はメガストラクチャーと呼ばれます。

メガスケール工学は、大規模な構造物に加えて、惑星全体を人間が居住可能な環境に変えることも含むと定義されており、このプロセスはテラフォーミングまたは惑星工学として知られています。これには、表面条件の変換、惑星軌道の変更、エネルギーバランスを変更することを目的とした軌道上の構造物も含まれる場合があります。

天体工学は、メガスケール工学を恒星規模以上の巨大構造物へと拡張したもので、 ^[3]ダイソン球、^[4] リングワールド、オルダーソンディスクなどがある。

ダイソン球、ダイソン群、マトリョーシカ脳などのいくつかのメガスケール構造のコンセプトは、宇宙ベースの太陽光発電衛星上に構築される可能性があります。その他の惑星工学や恒星間輸送のコンセプトには、電力や建設のために、宇宙ベースの太陽光発電衛星とそれに付随する宇宙物流インフラストラクチャが必要になる可能性があります。

メガスケールの工学は、 SF映画やSF小説の筋書きでしばしば重要な役割を果たす。宇宙空間の微小重力環境は、こうした構造物の工学にいくつかの潜在的な利点をもたらす。これには、構造物への負荷を最小限に抑えること、小惑星の形で大量の原材料を利用できること、太陽からの十分なエネルギー供給などが含まれる。しかし、これらの利点を活用する能力はまだないため、SFのテーマの素材を提供している。

かなりの数の巨大構造物が、探究的な工学として紙の上で設計されてきました。しかし、巨大構造物を構成するものの分類があいまいなため、既存および計画中の巨大構造物のリストは複雑になっています。厳密な定義によれば、現在巨大構造物は存在しません (真剣に検討されている唯一の巨大構造物プロジェクトは宇宙エレベーターです)。より緩い定義によれば、万里の長城(6.7 百万メートルまたは 4,200 マイル) は巨大構造物に含まれます。

概念的および既存のメガストラクチャーのより完全なリスト、およびメガストラクチャーの基準に関する説明については、「メガストラクチャー」を参照してください。

提案されているすべての巨大構造物のうち、軌道エレベーター、^[5]ロフストロムロケットループ、火星または月の宇宙エレベーターのコンセプトだけが、従来の工学技術を使用して構築でき、現在の材料科学の範囲内にあります。カーボンナノチューブは、技術的に難しい地球ベースの宇宙エレベーターに必要な引張強度を備えている可能性がありますが、必要な長さのナノチューブの作成は実験室での作業であり、適切なケーブル規模の技術はまだまったく示されていません。

宇宙エレベーターよりも大規模な構造物の組み立てには、新しい工学技術、新しい材料、新しいテクノロジーの組み合わせが必要になる可能性が高い。このような大規模な建設プロジェクトでは、適切な規模の「建設作業員」を確保するために、自己複製機械の使用が必要になる可能性がある。ナノテクノロジーの使用により、自己複製アセンブラーと、このようなプロジェクトに必要な特殊な材料の両方が提供される可能性がある。ただし、ナノテクノロジーは、現時点では、推測に基づく探索的エンジニアリングの別の分野である。

参照

参考文献

^ Ćirković, Milan M. (2006). 「銀河系におけるマクロエンジニアリング：宇宙生物学の新たな課題」。Viorel Badescu、Richard Brook Cathcart、Roelof D. Schuiling (編)。マクロエンジニアリング：未来への挑戦。第54巻。Springer。pp. 281–300。doi :10.1007/1-4020-4604-9_13。ISBN 1-4020-3739-2. ISSN 0921-092X。
^ フランク・アダム（2020年12月31日）。「地球外生命体の探索に新たなフロンティアが開かれつつある。宇宙の他の場所で生命が見つかっていない理由は単純だ。今まで真剣に探さなかったからだ」。ワシントンポスト。 2021年1月1日閲覧。
^ Timofeev, MY ; Kardashev, NS; Promyslov, VG (2000 年 6 月)。「IRAS データベースによるDyson 球の証拠の検索」。Acta Astronautica。46 ( 10–12): 655–659。Bibcode :2000AcAau..46..655T。doi :10.1016/S0094-5765(00)00028-X。
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^ McInnes, Colin R. (2005 年 3 月 ～ 4 月)。「軌道タワーに沿って移動する粒子のダイナミクス」。Journal of Guidance , Control, and Dynamics。28 (2): 380–382。Bibcode : 2005JGCD ...28..380M。doi :10.2514/1.13505。

[1] Ćirković, Milan M. (2006). 「銀河系におけるマクロエンジニアリング：宇宙生物学の新たな課題」。Viorel Badescu、Richard Brook Cathcart、Roelof D. Schuiling (編)。マクロエンジニアリング：未来への挑戦。第54巻。Springer。pp. 281–300。doi :10.1007/1-4020-4604-9_13。ISBN 1-4020-3739-2. ISSN 0921-092X。

[WP-20201231-2] フランク・アダム（2020年12月31日）。「地球外生命体の探索に新たなフロンティアが開かれつつある。宇宙の他の場所で生命が見つかっていない理由は単純だ。今まで真剣に探さなかったからだ」。ワシントンポスト。 2021年1月1日閲覧。

[3] ^ Timofeev, MY ; Kardashev, NS; Promyslov, VG (2000 年 6 月)。「IRAS データベースによるDyson 球の証拠の検索」。Acta Astronautica。46 ( 10–12): 655–659。Bibcode :2000AcAau..46..655T。doi :10.1016/S0094-5765(00)00028-X。

[4] Galántai, Z. 「Long Futures and Type IV Civilizations」（PDF）。Periodica Polytechnica、社会および経営科学。12 （1）：83–89。 2005年4月29日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2009年5月30日閲覧。

[5] ^ McInnes, Colin R. (2005 年 3 月 ～ 4 月)。「軌道タワーに沿って移動する粒子のダイナミクス」。Journal of Guidance , Control, and Dynamics。28 (2): 380–382。Bibcode : 2005JGCD ...28..380M。doi :10.2514/1.13505。