Kunstmatige zwaartekrachtEdit

Een NASA maanbasisconcept met een massadrijver (de lange structuur die zich uitstrekt naar de horizon en die deel uitmaakt van het plan om O’Neill Cylinders te bouwen)

De cilinders roteren om te zorgen voor kunstmatige zwaartekracht op hun binnenoppervlak. Bij de door O’Neill beschreven radius zouden de habitats ongeveer achtentwintig keer per uur moeten draaien om een standaard aardse zwaartekracht te simuleren; een hoeksnelheid van 2,8 graden per seconde. Onderzoek naar menselijke factoren in roterende referentiekaders wijst uit dat bij dergelijke lage rotatiesnelheden weinig mensen last zouden hebben van bewegingsziekte ten gevolge van corioliskrachten die inwerken op het binnenoor. Mensen zouden echter door hun hoofd te draaien spinward en antispinward richtingen kunnen waarnemen, en eventueel gevallen voorwerpen zouden enkele centimeters lijken te worden afgebogen. De centrale as van de habitat zou een gebied zonder zwaartekracht zijn, en het was de bedoeling dat daar recreatievoorzieningen zouden kunnen worden gevestigd.

Atmosfeer en stralingEdit

De habitat zou zuurstof hebben bij een partiële druk die ruwweg gelijk is aan die van de aardse lucht, 20% van de luchtdruk op zeeniveau van de aarde. Stikstof zou ook worden toegevoegd om nog eens 30% van de druk van de aarde toe te voegen. Deze atmosfeer van halve druk zou gas besparen en de benodigde sterkte en dikte van de wanden van de habitat verminderen.

Artist’s picture of the interior of an O’Neill cylinder, illuminated by reflected sunlight

Op deze schaal bieden de lucht in de cilinder en het omhulsel van de cilinder voldoende afscherming tegen kosmische straling. Het inwendige volume van een O’Neill-cilinder is groot genoeg om zijn eigen kleine weersystemen te ondersteunen, die kunnen worden gemanipuleerd door de interne atmosferische samenstelling of de hoeveelheid gereflecteerd zonlicht te veranderen.

ZonlichtEdit

Grote spiegels scharnieren aan de achterkant van elke raamstreep. De scharnierende rand van de ramen wijst naar de zon. Het doel van de spiegels is het zonlicht in de cilinders te weerkaatsen door de ramen. De nacht wordt gesimuleerd door de spiegels te openen, zodat het venster op de lege ruimte uitkijkt; hierdoor kan ook warmte naar de ruimte uitstralen. Overdag lijkt de gereflecteerde zon te bewegen als de spiegels bewegen, waardoor een natuurlijke progressie van de zonnehoeken ontstaat. Hoewel dit met het blote oog niet zichtbaar is, kan men waarnemen dat het beeld van de zon draait als gevolg van de draaiing van de cilinder. Het door de spiegels weerkaatste licht is gepolariseerd, hetgeen de bestuivende bijen in verwarring zou kunnen brengen.

Om licht in de habitat toe te laten, lopen grote ruiten over de lengte van de cilinder. Dit zouden geen enkelvoudige ruiten zijn, maar zouden uit vele kleine delen bestaan, om catastrofale schade te voorkomen, en zo kunnen de aluminium of stalen raamkozijnen de meeste spanningen van de luchtdruk van de habitat opvangen. Af en toe zou een meteoroïde een van deze ruiten kunnen breken. Dit zou enig verlies van de atmosfeer veroorzaken, maar berekeningen toonden aan dat dit geen noodsituatie zou zijn, vanwege het zeer grote volume van de habitat.

Attitude controlEdit

De habitat en zijn spiegels moeten voortdurend op de zon gericht zijn om zonne-energie op te vangen en het interieur van de habitat te verlichten. O’Neill en zijn studenten werkten zorgvuldig een methode uit om de kolonie continu 360 graden per omloopbaan te laten draaien zonder gebruik te maken van raketten (die reactiemassa zouden afwerpen).Ten eerste kan het tweetal habitats worden gerold door de cilinders als momentumwielen te laten werken. Als de rotatie van één habitat iets afwijkt, draaien de twee cilinders om elkaar heen. Zodra het vlak gevormd door de twee draaiassen loodrecht staat in de rolas op de baan, kan het paar cilinders worden gekanteld om op de zon te worden gericht door een kracht uit te oefenen tussen de twee naar de zon gerichte lagers. Door de cilinders van elkaar af te duwen zullen beide cilinders gyroscopisch voorrijzen en zal het systeem in de ene richting gieren, terwijl als je ze naar elkaar toe duwt, het systeem in de andere richting zal gieren. De tegengesteld draaiende habitats hebben geen netto gyroscopisch effect, en dus kan deze lichte precessie gedurende de hele omloopbaan van de habitat doorgaan, zodat hij op de zon gericht blijft. Dit is een nieuwe toepassing van gyroscopen met controlemoment.