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四季的模拟反而是非常好构思的一件事
首先必须明白的是四季的本质是什么:四季源于地球的赤道面和黄道面并非平行,地球在运动过程中夹角不断改变,导致太阳直射点不断移动所产生。
以地球的视角来说,默认地球表面为平面,太阳光为平行光线,由于黄赤交角不断改变,准确的说是夏季更接近直角、冬季更接近锐角,因此单位面积所能得到的来自太阳光的能量不同,从而产生了四季。即四季的本质在于恒星能仅能通过光传播到地球,对光能接受率的不同形成四季。
了解了本质之后我们就可以很轻易的设置四季。如:依靠某一固定光源模拟恒星,那么在默认光源本身是模拟恒星,光向四周发散的前提下,在光源背后安装一面凹面镜以回收光能是非常经济且合理的选择。通过调节凹面镜的焦点,可以非常轻松的调节单位面积所能得到的光能,从而模拟四季的产生。
但是如果结合昼夜交替的话问题会变得复杂很多。
首先,夜半球是完全无法获得恒星提供的能量的,在人造宇宙环境中这样无异于浪费能源。然而,为了保证人类的正常作息,如此浪费也并非无法接受。
那么问题改变为如何实现昼夜交替。以我的思路来说,这会转化为一个纯光学问题,即如何做到保证光线可调节。那么思路有两条。
第一,透镜假说:即在居住地和人造恒星间有一面可变透镜。白天调节为凸透镜以聚集能量。到夜晚则可以调整为凹透镜以分散光能,这个假说的问题在于,该透镜必须要在晨昏之间进行巨大形变,且无法做到完全的黑夜,如此形变会导致透镜或透镜组缺乏可维护性。
第二,凹面镜假说:在此假说中,聚居地的运转轨道为椭圆,焦点一为人造恒星,焦点二为凹面镜。在聚居地的运转过程中势必会有一段时间处于凹面镜和恒星的连线上,因此位于凹面镜的反射盲区且被遮挡,从而产生黑夜。该假说的缺点在于黑夜可能过短,但是该问题可以解决。可设置该凹面镜为引力源,聚居地在逃逸速度之下运行,以离心力提供重力,人造恒星不作为引力源且围绕凹面镜运动,这样可适当延长黑夜时间,若设置凹面镜转动死角,则黑夜可以再度延长。
以上两种假说共同的缺点在于,与引力源或者按po所说通天塔之间不能有直接连接,仅能通过引力产生作用,以上。