スペースコロニーを作ってみました。 youtu.be/NwxL2NaM5d0 #ガンプラ　#ガンダム　#スペースコロニー #ジオラマ pic.twitter.com/P0imwAuwEy

人類同士の戦争を終わらせるまでに、進化が行き渡ったとき、初めてスペースコロニーを作るのに条件が整う。 #スペースコロニー

その設定や世界観が共通の拙作小説が「宇宙時代の葬儀屋ハンドブック」「メタリック・ライダー」シリーズ、そして「宇宙(そら)に咲く華」と。 スペースコロニーが現実のものとなった時に起きるであろう色々な問題提起が根底にある。 #スペースコロニー　#SF小説　#SF　#宇宙

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（注意！） ちなみに、上のハナシは、すべて、「コロニーの回転軸に垂直な平面上だけで運動する場合の計算結果」です！ いろんな方向への運動の計算（および計算結果の説明や視覚化）は、かなりメンドくさい……。 興味のある人は、ぜひ、自分で計算してみてね♪

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（おまけ 3） たとえば、地球と同じ大きさの空洞を持つ球殻惑星の場合、自転周期が 84.5 分のとき、空洞内の赤道上で、「重力」の強さが、地球表面と同じになります。ただし、球殻惑星の内部では、緯度によって、「重力」の強さが変わるコトに、注意が必要です。

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（おまけ 2） 球殻惑星の内部空間は、万有引力＝重力がゼロになるコトは、良く知られています。でも、球殻惑星が自転している場合、スペースコロニーと同様に、遠心力が「擬似重力」となります。そこでの物体の運動も、コロニーと同様に、計算できるのです。

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（おまけ 1） ところで、コロニー内の物体の運動の計算は、内部が空洞の惑星（以下、「球殻惑星」と呼ぶコトにします）の、空洞内の物体の運動についても、そのまま、応用できます。たとえば、地球空洞説の地底人から見た、物体の運動の軌跡が、計算できます。

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（12/12） ただし、コロニーが、地球や月を周回していても、その軌道周期より十分に短い時間内ならば、ココでの計算結果は、多少の誤差の範囲内で、そのまま成り立ちます（正確に言うと、経過時間が与えられたときに、生じうる誤差の最大値が、計算できます）。

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（11/12） 実は、以上の計算結果には、重大な問題があります。それは、コロニー自体の軌道運動を、無視しているコトです。もし、コロニーが、地球や月を周回する軌道上を運動している場合、その影響は、とても複雑です（影響の例↓）。 twitter.com/ARISAandLitoco…

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（10/12） たとえば、エレベータで上昇する場合、上昇速度が一定なら、コリオリ力も一定です。でも、遠心力は、上昇するほど小さくなります。そのため、図のように、上昇するほど、「重力」は小さくなり、床面の傾きは大きくなっていくように、感じるでしょう。 pic.twitter.com/Y2GUUGo9Lt

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（9/12） コロニー内では、エレベータの乗員は、遠心力とコリオリ力の合力を、「重力」と感じます。コリオリ力は、移動方向に対して横向きにはたらくので、エレベータが上昇・下降すると、乗員は、「エレベータの床が、傾いた」と感じるハズです（図を参照）。 pic.twitter.com/eh6i8tuIMO

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（8/12） また、エレベータなどで、垂直方向に移動すると、移動中、ずっと、横向きの力＝コリオリ力が加わります。地球上では、上昇を始める瞬間と、停止する瞬間にだけ、力が加わりますけど、コロニー内では、上昇・下降中、ずっと、横向きの力が加わります。

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（7/12） 「摩擦力＝摩擦係数×垂直抗力の大きさ」なので、車のグリップ力は、重力の大きさに比例すると考えられます。車が進む向きによって、走行中に、グリップがコレだけ変化するとしたら、コロニー内での車の運転は、かなり危険な行為になるかも知れません。

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（6/12） もちろん、自分自身が運動した場合も、地球上とは異なるコトが、起こります。たとえば、車に乗って時速 50km で走る場合、コロニーの回転方向に進むと、感じる重力は 15.7％ だけ増加し、逆向きに進むと、感じる重力が 15.7％ だけ減少します。

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（5.5/12） （ちなみに、以上の計算では、空気の影響は、無視しています。コロニー内の物体の運動における空気の影響は、地球上よりも、かなり複雑です。たぶん、解析的に解くコトは、ムリだと思いますけど、興味のある人は、ぜひ、挑戦してみて下さい♪）

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（5/12） また、「真上」に向かって銃を撃つと、銃弾は、この図のような軌跡を描きます。超遠距離から狙撃される心配はないかな（コロニー内は銃器持込禁止でしょうし）。でも、100m 程度の距離だと、銃弾の軌道は、地球上とほぼ同じなので、かなり危険かも。 pic.twitter.com/EKMuN8lHAp

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（4/12） 同じく、投手が、まったく同じボールを投げても、この図のように、コロニーの回転方向と同じ向きに投げると、とんでもなく落ちるフォークボールに見え、コロニーの回転方向と逆向きに投げると、上向きにホップするボールに見えるかも知れません。 pic.twitter.com/HoYDIeZapk

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（3/12） さらに、「地上」から、さまざまな角度で発射された物体の軌跡は、たとえば、この図のようになります。コロニー内で野球をする場合、同じ打球速度・打球角度でも、球場の向きによって、本塁打になったり、外野フライになったりするかも知れません。 pic.twitter.com/CFwf3z1sk2

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（2.5/12） （ちなみに、ココでは、すべて、ガンダム世界における平均的なコロニーを想定して、計算しています。ガンダム世界のコロニーのデータは、「機動戦士ガンダム THE ORIGIN 公式サイト」の記述(↓) gundam-the-origin.net/world/kouza03.… を参照しました）

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（2/12） コレは、コロニー内では、地球上よりも、「コリオリ力」の影響を、とても強く受けるために起きる現象です。コリオリ力は、コロニーの回転や地球の自転に由来する力で、運動している物体にだけ、はたらきます。静止している物体には、はたらきません。

【#スペースコロニー 内の物体の運動】（1/12） 良く知られているように、スペースコロニー内の物体は、地球上とは、少し異なる運動をします。たとえば、これらの図のように、ある高さの地点から静かに（初速度ゼロで）落下した物体は、真っ直ぐには落ちません。 pic.twitter.com/fslJcbeJ2I

【#スペースコロニー の温度】（おまけ 2） ちなみに、「地面」の温度が一定（17℃）の場合の、コロニー内の気圧も、同時に、簡単に計算できます。結果はこのグラフのようになります。 pic.twitter.com/lmsoC3CF2f

【#スペースコロニー の温度】（おまけ 1） ちなみに、「地面」の温度が一定（17℃）の場合、コロニー内の気温は、「地面」からの高さによって変化します。コレは、簡単に計算できて、結果はこのグラフのようになります。 pic.twitter.com/VTQ7PmdKKf

【#スペースコロニー の温度】（9/9） 結局、「コロニーの温度がどうなるかは、コロニーの設計によって、いくらでも、大きく変わりうる」という結論になります。 でも、「平均温度は、17℃ ～ －96℃ のあいだ」というのは、おおざっぱな概算の結果として、1 つの目安にはなるハズです。

【#スペースコロニー の温度】（8.5/9） （「開放型」コロニーの場合、設計によっては、コロニー内部も、大きな温度変化に晒される可能性があります。場所による温度差も、昼間と夜間の温度変化も、かなり大きくなるかも知れません。もちろん、そうならないように、設計すると思いますけど……）

【#スペースコロニー の温度】（8/9） ただし、「開放型」コロニー、つまり、鏡を使って、コロニー内部に太陽光を入射して、直接、「地面」を温める場合は、また別の複雑な計算が必要になります。 さらに、人間活動などによって、コロニー内部で発生する熱も、計算に入れる必要があるかも知れません。

【#スペースコロニー の温度】（7.5/9） （コロニーのフタ部分（円柱の底面にあたるトコロ）近辺の熱収支・熱移動がどうなるかは、とても難しくて、さまざまな可能性が考えられると思いますけど、ココでは、スゴい技術で、うまい具合に安定的な熱設計がされている――というコトにしました(苦笑)）

【#スペースコロニー の温度】（7/9） もちろん、コロニー外壁の厚さや材質で、結果は大きく変わります。でも、強度や宇宙線対策のために十分な設計であるならば、「地面」の温度変化は、地球よりも遥かに小さく、さらに、「地面」が、水を含んだ土で覆われていれば、もっと小さくなるハズです。

【#スペースコロニー の温度】（6/9） でも、人が居住するコロニー内部では、温度変化は、ほとんど生じないと思われます。たとえば、コロニー外壁の厚さが数メートル以上の場合、コロニー外壁の内側＝「地面」の温度変化は、大きく見積もっても、0.1℃ にさえ満たないでしょう。

【#スペースコロニー の温度】（5/9） 実際には、太陽光が当たる側と当たらない側で、温度差が生じます。コロニー外壁の「外側」は、コロニーの回転にともなって、かなり大きな温度変化が生じるコトになると思われます。条件によっては、100℃ 以上の温度変化に晒されるかも知れません。

【#スペースコロニー の温度】（4/9） 太陽光とコロニーの回転軸が常に平行というのは、人間の住む環境を作るには、あまりに非現実的な設定です。以下では、太陽光とコロニーの回転軸が常に垂直の場合を、考えましょう。この場合の計算結果である 17℃ は、あくまで、「平均温度」です。

【#スペースコロニー の温度】（3/9） 17℃ は、太陽光とコロニーの回転軸が常に垂直の場合、－96℃ は、太陽光とコロニーの回転軸が常に平行の場合を、それぞれ計算した結果です。 それ以外の場合、コロニーの平均温度は、17℃ ～ －96℃ のあいだの値になります。 pic.twitter.com/BppckctrBQ

【#スペースコロニー の温度】（2/9） 最も簡単化した計算では、ガンダム世界の平均的な「密閉型」コロニーの場合、平均温度は、太陽光の当たり方によって、最高で 17℃ 程度、最低で －96 ℃ 程度になります。 ガンダム世界のコロニーのデータは、コレを参照(↓)。 gundam-the-origin.net/world/kouza03.…

【#スペースコロニー の温度】（1/9） コロニーが太陽から受け取る熱エネルギーは、「太陽定数」として詳しく測定されています。他方、コロニーが放出する熱エネルギーは、「シュテファン＝ボルツマンの法則」で求められます。両者の熱収支が平衡する温度を、計算するコトができます。

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