最合理的太空城形狀是什麼？

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因為需要人工重力系統，很容易想到的就是《三體》中的星環城，具體現實的形狀參考《極樂空間》和《星際穿越》（好像半徑有點小）。

但在網上看到得票最高這說的，應該是筒狀……
What"s the most logical shape for my city in space (space station)?

基於現有的和近未來的技術，很明顯應該是環形的。隨便羅列幾條
1、相同材料下可以建造最大的空間。這方面最經濟。
2、利於人造重力。環形艙旋轉即可。
3、利於分段建造，分批發射，軌道組裝。設計和製造都相對容易。這樣的設計也利於維護和更換組件。
4、利於安全，可以分段做密封艙。就算其中一段壞了，可以迅速封閉，避免空氣全部流失。
5、可擴展性強。中間有個主軸，環形區域固定或者不固定的連接到主軸上。如果要擴展，加長主軸，然後再加上一個換就ok。且環可以做好幾層。半徑不同的環形可以不同角速度旋轉，等效重力可調。
6、便於設置出口和航天器泊口。大型的外來航天器可以直接停泊在主軸上，輕的直接停在環形艙也可以。
7、可以把主軸作為動力單元和重型能源設備單元。例如安裝主推進器和核電站。而環形艙上則安裝太陽能發電板。同時，也可以基於環形盤面作為骨架，鋪設太陽帆作為遠航的輔助動力。
8、如果把環形艙壁做成充氣的軟材料，則同樣的環形組件可以組裝成半徑不同的環形，這個好處太多。完全可以帶上N多個備用艙段，只需要把氣體抽出來，盡量壓縮然後放好就可以了。至於艙里的儀器，可以單獨存放，要用的時候安裝好就Ok了。同理，從地球上發射的時候也可以同時發射好幾個艙段上去。到了軌道上再重啟安裝。由於壓縮存放成本低，所以必然會帶一些備用艙，要是有些艙壞了沒法修，也可以換上。
9、環形還有利於鋪設大量的太陽能能源組件。同時如果在大型空間站上使用核動力能源，可以考慮安裝在主軸上。換裝也有利於鋪設電纜什麼的。
10、可以每幾個艙段為一個單元配獨立推進、生活設施。這些單元可獨立運作，執行一些簡單功能，也可以組合成大的環形空間站。如果空間站主體被毀，則各個單元自行解體然後獨立推進到附近的安全區域或者等待救援。同時完好的單元也可以組合成一字長蛇狀。看到科幻片里那種大型飛船的設計，基本就是天上會飛的輪船。單點被攻擊，整個飛船受影響極大，這樣很不科學。設計、維護、建造很麻煩，也不經濟。
11、主要的重型設備可以安裝在主軸上，這樣當環形空間站旋轉製造等效重力時，整體也只會受到很小的影響。人員、物資、能源可以通過主軸與環形連接部分傳輸。速度快，對技術要求低，可靠經濟。
12、被攻擊時可以快速散開，形成狼群般的大艦隊。當然，各個單元也得有各自的武器。如果是環形連接狀態，則防衛的時候也沒有明顯的死角，武器效能最高。
13、環形設計還利於太空農業。完全可以在最外層環形艙段設置農場，通過鋪設管道來輸送和交換空氣、水等物資。至於重力，對於這種設計來說已經不是問題了，所以基本不需要對農作物和動物有多少改變。同時分段設計可以彼此隔離或者打開，有利於控制疾病、瘟疫等。
14、環形設計，各個環旋轉時還非常有利於太空站本身的姿態穩定。這個請參考陀螺。
15、飛到小行星帶，這種設計還有利於自行捕捉小行星。只需要主軸兩端放射出纜繩，然後栓牢，就基本跑不了。然後可以用機器人或者人工去開採，然後用盒子沿著主軸縱方向上的纜繩運送到加工區域，連火箭什麼的都不用了。有點像現在還在構想中的太空天梯。但這個明顯比太空天體要簡單容易很多很多。利用小行星上面的金屬、水、其他礦物等等物質，以此為基礎可以自給自足。甚至可以不斷滾雪球般的擴大艦隊規模，以此為基礎變成太空游牧種族，脫離地球的控制。還可以捕捉個半徑一兩百米的小行星，沒事就拖在主軸後面。如果要獨立而地球軍又派來討逆軍，想想半徑一兩百米的鐵質小行星以80馬赫的速度撞擊地球的情形吧。地球人，你們完蛋了！綜合前面所述，人類遠航到附近的恆星也不是不可以，只需要足夠的時間罷了。游牧種族本來就是四處跑的。因為這個太空城有核動力推進、太陽帆、分段設計的超高冗餘度、關鍵是可以自給自足、迭代繁衍且沿途不斷擴張。
16、如果太空站非常多，彼此連接成戴森球也可以，跳過一級文明直接成為二級文明。只是這個不是近未來的技術，就不展開了。
17、考慮到人多了交通也是個問題，則這種環形設計可以在同一平面不同半徑的環之間、以及不同環面的環形之間架設纜繩、鋪設管道作為物資和人員溝通的渠道，比較方便快捷低成本。

暫時就想到這些。

我拿《月亮的距離》中ISE的宇宙空間站舉例子吧

這是建設中額ISE空間站

這是基本完成的ISE空間站。

這是n多年以後ISE建設的大型空間站。

看到題目第一個想到的就是Side3 高達的宇宙殖民地了

不多說，上圖！

以上圖片部分不是宇宙殖民地，而是來自於上個世紀人們對宇宙城市的幻想，但是概念和宇宙殖民地是差不多的

主要就是通過自轉形成的離心力作為城市的引力和動力來源

儘管太空城依然是設想中的產物，但需求決定結果，人類在太空中建立城市的一些基本需要會影響甚至決定它們的外觀形態。下面例舉我所認為對太空城形狀的重要影響因素和直接影響。

一，重力

人類和人類生產生活所需的一切動植物都是在重力環境下進化，其生命周期中重力是必不可少的因素，無重力環境下生長的植物會畸形生長，無重力環境下發育的動物必然機能紊亂兼骨質疏鬆。

在太空環境下，無論是現在還是未來，最簡單成本最低的模擬重力環境的方式就是用離心力代替重力——這一點決定了太空城需要有一個能做圓周自轉運動的結構。為了保證相對穩定的重力環境，最符合條件的便是環型和啞鈴型的結構，其它形狀譬如筒型車輪型等都是這兩種基本形狀的複雜化組合。
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此外，要想模擬出地球重力，太空城必須有足夠大的規模。倘若只有一個城市大小的太空城就想要達到一個G的重力，就必須轉得像個失控的電風扇，這種情況非常不利於與外界的物質交流。所以，太空城的自轉半徑應該儘可能地擴大，要想保持一個相對正常的角速度，我們需要建造的的不是一個「太空城」，而是「人造小行星」。

二，生產生活消耗

假設人類已經擁有了近乎沒有消耗的能量和物質循環系統（否則太空城基本沒戲），可以將太空城所有居民和設備產生的熱能、代謝物、排泄物（我真不想提到這個）等重新轉化為生產生活所需，實現理論上的「自給自足」。那麼就需要一個嚴格的分區制度。

物質的回收從來不是一個簡單的工作，舉垃圾回收利用為例，首先要分可回收、食物垃圾、有害物、其它，可回收部分又分為為廢紙、塑料、玻璃、金屬和（天然）織物五大類，其後還要根據物質性質詳細層層分離才能進入回收程序，其過程消耗大量能源和材料——更何況是分子層面的完全回收。

那麼，對有可能產生廢料和能量消耗的城市部分進行分區就可以大大省去回收的成本和無意義浪費。比如「低收入生活區」以有機廢料、水、生活塑料的回收為主；「一類重工業區」以金屬、高分子化合物等；「二類重工業區」如何如何……（這部分抓瞎）
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另一方面，就算再完美的能量和物質循環系統也不會像幻想中的永動機一樣沒有消耗，所以從外界補充一些物資依然是必要的，這就需要一個長足有效的物資輸送渠道。不論傳送、跨空間轉移等幻想技術的話，建設太空港就是一個很好的方式。

此處我先反對一下將自轉軸心建設為太空港的思路：飛船在太空中有極高的運動速度，相對靜止的太空港對它們來說無異於現代讓戰鬥機降落在直升機機坪上艱難。現代宇宙飛行器是怎麼解決的？把貴重的部分用降落傘扔下去，其它的就自己銷毀吧。

但能建造出太空城的文明怎麼能用如此原始的手法呢？你們看，發射衛星時都要建在赤道附近以利用地球的自轉速度，為什麼不能反向利用自轉讓飛船安全降落？

所以最好的解決辦法無疑是將飛船降落或物資空投到太空城的自轉軌道上，用自轉速度抵消一部分初速度，也就是在自轉半徑上建設太空港！

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先上課，留坑待更

可以是這些個形狀:
環形,甜甜圈型.內壁的外側可以住人.
桶形.整個筒壁內側都可以住人.兩端開口進出.大規模太空城可以用桶形,但是冗餘差些,中間應該有隔斷會好些.
實心.挑個小行星當做太空城的核心,好處是資源易得,從中間挖就是了.垃圾處理也很簡單:就地填埋,用於提供核心的萬有引力(雖然很微弱).空心球不會有人搞的,既生瑜何生亮啊.

個人看好球形.環形的不夠大器,桶形的夠大器但是感覺只是個空中樓閣,它可以存在於終極階段,一開始是造不出來的.球形的好處顯而易見:資源易得(外太空能量易得,資源難得).月球太大了不好開發,找個不那麼大的小行星,整個表面用穹頂包裹著,開採核心處資源材料,垃圾什麼的就丟到中間也用不著垃圾處理了,提供重力.用個若干年價值不大就廢棄,找一顆大的多的小行星沾到一起(重力盡量的小,軟著陸),然後在大的小行星上做同樣的事情.

形狀是桶最好，人工重力最好不要等於地球，應該介於月球和地球之間，這樣太空中待久了，在地球可以適應，在月球也可以適應，而且太空城的結構強度不需要太大

讓我想起eve里的薩沙共和國空間站不過直接掏空個行星，依星而建才是正辦。

環形的面積有限。要擴到更大，就是桶形了。
球形不考慮，因為不同位置重力的差別太大了。