Gravité artificielleEdit
Les cylindres tournent pour fournir une gravité artificielle sur leur surface interne. Au rayon décrit par O’Neill, les habitats devraient tourner environ vingt-huit fois par heure pour simuler une gravité terrestre standard ; une vitesse angulaire de 2,8 degrés par seconde. Les recherches sur les facteurs humains dans les cadres de référence rotatifs indiquent qu’à des vitesses de rotation aussi faibles, peu de personnes souffriraient du mal des transports en raison des forces de Coriolis agissant sur l’oreille interne. Cependant, les gens seraient capables de détecter les directions de rotation et de rotation inverse en tournant la tête, et tout objet tombé semblerait être dévié de quelques centimètres. L’axe central de l’habitat serait une région de gravité zéro, et il était envisagé d’y installer des installations de loisirs.
Atmosphère et rayonnementEdit
L’habitat était prévu pour avoir de l’oxygène à des pressions partielles à peu près similaires à l’air terrestre, soit 20% de la pression atmosphérique terrestre au niveau de la mer. De l’azote serait également inclus pour ajouter 30% supplémentaires de la pression terrestre. Cette atmosphère à demi-pression permettrait d’économiser du gaz et de réduire la résistance et l’épaisseur nécessaires des parois de l’habitat.
À cette échelle, l’air à l’intérieur du cylindre et l’enveloppe du cylindre fournissent une protection adéquate contre les rayons cosmiques. Le volume interne d’un cylindre O’Neill est assez grand pour soutenir ses propres petits systèmes météorologiques, qui peuvent être manipulés en modifiant la composition atmosphérique interne ou la quantité de lumière solaire réfléchie.
La lumière solaireEdit
De grands miroirs sont articulés à l’arrière de chaque bande de fenêtre. Le bord non articulé des fenêtres est dirigé vers le Soleil. Le but des miroirs est de réfléchir la lumière du soleil dans les cylindres à travers les fenêtres. La nuit est simulée en ouvrant les miroirs, ce qui permet aux fenêtres de voir l’espace vide ; cela permet également à la chaleur de rayonner dans l’espace. Pendant la journée, le Soleil réfléchi semble se déplacer en même temps que les miroirs, créant ainsi une progression naturelle des angles du Soleil. Bien que non visible à l’œil nu, on peut observer que l’image du Soleil tourne en raison de la rotation du cylindre. La lumière réfléchie par les miroirs est polarisée, ce qui pourrait confondre les abeilles pollinisatrices.
Pour permettre à la lumière de pénétrer dans l’habitat, de grandes fenêtres courent le long du cylindre. Il ne s’agirait pas de vitres uniques, mais de nombreuses petites sections, pour éviter les dommages catastrophiques, et ainsi les cadres de fenêtres en aluminium ou en acier peuvent supporter la plupart des contraintes de la pression de l’air de l’habitat. Occasionnellement, un météorite pourrait briser l’une de ces vitres. Cela provoquerait une certaine perte d’atmosphère, mais les calculs ont montré que ce ne serait pas une urgence, en raison du très grand volume de l’habitat.
Contrôle d’attitudeEdit
L’habitat et ses miroirs doivent être perpétuellement orientés vers le Soleil pour recueillir l’énergie solaire et éclairer l’intérieur de l’habitat. O’Neill et ses étudiants ont soigneusement mis au point une méthode permettant de faire tourner la colonie en continu sur 360 degrés par orbite sans utiliser de fusées (ce qui entraînerait une perte de masse de réaction).Tout d’abord, la paire d’habitats peut être roulée en faisant fonctionner les cylindres comme des roues d’inertie. Si la rotation de l’un des habitats est légèrement décalée, les deux cylindres tourneront l’un autour de l’autre. Une fois que le plan formé par les deux axes de rotation est perpendiculaire à l’orbite dans l’axe de roulis, la paire de cylindres peut être orientée vers le Soleil en exerçant une force entre les deux paliers solaires. En éloignant les cylindres l’un de l’autre, les deux cylindres subissent une précession gyroscopique et le système fait un mouvement de lacet dans une direction, tandis qu’en les rapprochant l’un de l’autre, le système fait un mouvement de lacet dans l’autre direction. Les habitats contrarotatifs n’ont pas d’effet gyroscopique net, et cette légère précession peut donc se poursuivre tout au long de l’orbite de l’habitat, qui reste orienté vers le Soleil. Il s’agit d’une nouvelle application des gyroscopes à moment de contrôle.