¿Habría un límite de tamaño para la extensión de una estación espacial que orbita la Tierra (o cualquier otro planeta)?

Hay algunos problemas por los que preocuparse:

1. Estrés de marea, a lo que alude Roy McCammon. Un concepto clave aquí es el límite de Roche – Wikipedia. Tenga en cuenta que el límite depende de la densidad, y una estación espacial probablemente tendría una densidad bastante baja, ya que contendría principalmente aire. Una estación en órbita dentro del límite necesitaría suficiente resistencia estructural para soportar el esfuerzo de las mareas. Sin embargo, el ítem 3 a continuación es probablemente un problema mayor si se desea la gravedad interna. Incluso en órbita terrestre baja, el estrés de las mareas equivaldría a una pequeña fracción de 1 g.
2. Presión del aire. Un recipiente a presión realmente grande tiene que ser realmente fuerte. En la práctica, como una aeronave rígida de estilo antiguo: Wikipedia, habría varios recipientes a presión. La masa necesaria para el recipiente a presión es directamente proporcional a su tamaño multiplicado por la presión, por lo que incluso se podrían construir unos muy grandes. Pero serían objetivos tentadores para los terroristas. Y Han Solo.
3. Gravedad artificial. Si toda la estación gira para proporcionar peso a los humanos, la estructura debe ser lo suficientemente fuerte como para soportar todo ese peso. Como construir un volante gigante, esto se vuelve difícil. No tengo muchos números, pero digamos que el borde de la estación tiene una masa de un millón de toneladas y se está girando para proporcionar 1 g. Luego, la estructura debe incluir cables lo suficientemente gruesos como para contener un total de un millón de toneladas de peso, y deben ser tan largos como el radio de la estación. Si duplica el tamaño y la masa de la estación, entonces los cables deben tener el doble de fuerza y el doble de longitud, por lo que necesita cuatro veces más cable. Con los materiales ahora disponibles, un volante de 1 g de un tamaño de cien km podría mantenerse unido sin muchos problemas, por lo que este no será un problema importante por el momento. Una vez más, la solución práctica es construir varios volantes más pequeños.

“¿A qué distancia tendrían que orbitar para evitar que la gravedad del planeta en órbita tirara de su masa?”

Así no es como funcionan las órbitas. Es solo que todo se derrumba, y también se mueve lateralmente lo suficientemente rápido como para que el objeto termine perdiendo la atmósfera.

“¿Cómo les iría realmente en el mundo real? ¿Qué sería demasiado grande , en todo caso?

Las principales preocupaciones con el tamaño:

• Tensión de marea en el marco. La gravedad está tirando de todo un poco diferente, lo que resulta en la necesidad de un marco. Relativamente menor.
• La potencia, la calefacción / refrigeración y el soporte vital para una estructura más grande se vuelven cada vez más complejos con el tamaño.
• Construyendo la cosa. Cuanto más grande es un objeto espacial, más energía necesita para llevar los materiales al lugar correcto.

Ahora, el segundo y el tercer punto dependen del nivel de tecnología que tenga.

“¿Qué sería demasiado grande , en todo caso?”

Eso depende de para qué se esté utilizando. No almacena su automóvil en una percha de avión, lo coloca en un garaje, que es del tamaño adecuado para un automóvil. Del mismo modo, una estación espacial que es solo una pequeña estación de investigación no sería mucho más grande que la ISS, pero una estación de anclaje para un elevador espacial de alto tráfico sería absolutamente enorme, probablemente del tamaño de un aeropuerto, incluidas las pistas de aterrizaje.

Esta respuesta muestra un profundo malentendido de la física orbital.

La gravedad ya está presionando fuertemente a la ISS, está constantemente en caída libre hacia la tierra. Simplemente sucede que la velocidad orbital de la EEI es tan rápida que la tierra se curva debajo de ella, creando esencialmente una caída interminable.

En cuanto a la gravedad, supongo que una nave se volvería demasiado grande si comenzara a influir notablemente en el peso de la masa en la Tierra debido a su propia gravedad, aunque sería una nave bastante masiva.

El siguiente sería gente flotando hasta los puntos donde tanto la gravedad de la Tierra como la gravedad de la nave tirarían de ellos con la misma fuerza. También podría esperar olas de marea en algún momento, y no me refiero al océano, sino a la ondulación real de la tierra debido a la influencia gravitacional como se observa en algunas lunas de nuestro sistema solar. El siguiente paso sería simplemente que la Tierra se desgarrara de la nave ahora más probable del tamaño de una estrella.

Por otra parte, podría estar hablando toro, no soy un experto en gravedad.
Incluso podría decir que no entiendo la gravedad de la pregunta.

No estoy seguro de lo que quiere decir en su última pregunta: “la gravedad del planeta en órbita tirando de su masa” es cómo una estación permanece en órbita alrededor de ese planeta en primer lugar.

“Demasiado grande” es probablemente una cuestión de materiales más que cualquier otra cosa: ¿cuánto material estructural, aire, agua, etc., puede esperar razonablemente poner en órbita terrestre? Se han propuesto “estaciones espaciales” (en realidad, hábitats en órbita) que tendrían millas de largo, básicamente un mini-mundo en un cilindro, girando sobre su eje largo para crear “gravedad” en su interior. Una forma de hacerlo sería mover un asteroide de hierro y níquel a la órbita, usar energía solar para derretirlo de modo que tenga una gran cantidad de metal fundido, y luego “inflarlo” mediante cargas moldeadas en un hueco, aproximadamente. carcasa cilíndrica Importe tierra y aire (posiblemente de la Luna, en lugar de luchar contra la gravedad de la Tierra), ¡y listo!

Bueno en realidad no. Estamos en órbita alrededor de la luna, eso es grande.

En teoría, entonces, podemos convertirlo cómodamente en una estación espacial gigante siempre que no nos metamos en masa. Podemos convertirlo en una versión lunar o Coruscant con cúpulas y ciudades subterráneas. Podría ser un lugar fabuloso en cien años.

La parte de una estación espacial que está más lejos de la Tierra, quiere orbitar a una velocidad diferente de la parte más cercana a la Tierra. Esto causa cierto estrés que la estructura debe soportar. Eso no es un problema para ningún proyecto a escala humana. Por ejemplo, si pudieras orbitar el edificio Empire State, se mantendría unido. Pero una estación espacial del tamaño de una luna en órbita terrestre baja podría desmoronarse.