M-period-moving-average

M-period-moving-average

Bagaimana-adalah-kompensasi-biaya-untuk-stok-pilihan-ditentukan
Options-trading-flowchart
Pokemon-zamrud-online-trading


Loong-online-trading-quest Netgate-trading-online Insentif-stock-options-tax-treatment-employer Stock-options-vs-salary Stock-options-tax-reporting Pilihan-trading-selling-puts

Moving Average Forecasting Pendahuluan. Seperti yang Anda duga, kita melihat beberapa pendekatan yang paling primitif terhadap peramalan. Tapi mudah-mudahan ini setidaknya merupakan pengantar yang berharga untuk beberapa masalah komputasi yang terkait dengan penerapan prakiraan di spreadsheet. Dalam vena ini kita akan melanjutkan dengan memulai dari awal dan mulai bekerja dengan Moving Average prakiraan. Moving Average Forecasts. Semua orang terbiasa dengan perkiraan rata-rata bergerak terlepas dari apakah mereka yakin itu. Semua mahasiswa melakukannya setiap saat. Pikirkan nilai tes Anda di kursus di mana Anda akan menjalani empat tes selama semester ini. Mari kita asumsikan Anda mendapatkan 85 pada tes pertama Anda. Apa yang akan Anda perkirakan untuk skor tes kedua Anda Menurut Anda apa yang akan diprediksi guru Anda untuk skor tes Anda berikutnya Menurut Anda, apa yang diperkirakan prediksi teman Anda untuk skor tes Anda berikutnya Menurut Anda apa perkiraan orang tua Anda untuk skor tes berikutnya Anda? Semua blabbing yang mungkin Anda lakukan terhadap teman dan orang tua Anda, mereka dan gurumu sangat mengharapkan Anda untuk mendapatkan sesuatu di area yang baru Anda dapatkan. Nah, sekarang mari kita asumsikan bahwa meskipun promosi diri Anda ke teman Anda, Anda terlalu memperkirakan perkiraan Anda dan membayangkan bahwa Anda dapat belajar lebih sedikit untuk tes kedua dan Anda mendapatkan nilai 73. Sekarang, apa yang menarik dan tidak peduli? Mengantisipasi Anda akan mendapatkan pada tes ketiga Ada dua pendekatan yang sangat mungkin bagi mereka untuk mengembangkan perkiraan terlepas dari apakah mereka akan berbagi dengan Anda. Mereka mungkin berkata pada diri mereka sendiri, quotThis guy selalu meniup asap tentang kecerdasannya. Dia akan mendapatkan yang lain lagi jika dia beruntung. Mungkin orang tua akan berusaha lebih mendukung dan berkata, quotWell, sejauh ini Anda sudah mendapat nilai 85 dan angka 73, jadi mungkin Anda harus memikirkan tentang (85 73) 2 79. Saya tidak tahu, mungkin jika Anda kurang berpesta Dan werent mengibaskan musang seluruh tempat dan jika Anda mulai melakukan lebih banyak belajar Anda bisa mendapatkan skor yang lebih tinggi.quot Kedua perkiraan ini sebenarnya bergerak perkiraan rata-rata. Yang pertama hanya menggunakan skor terbaru untuk meramalkan kinerja masa depan Anda. Ini disebut perkiraan rata-rata bergerak menggunakan satu periode data. Yang kedua juga merupakan perkiraan rata-rata bergerak namun menggunakan dua periode data. Mari kita asumsikan bahwa semua orang yang terhilang dengan pikiran hebat ini telah membuat Anda kesal dan Anda memutuskan untuk melakukannya dengan baik pada tes ketiga karena alasan Anda sendiri dan untuk memberi nilai lebih tinggi di depan kuotasi Anda. Anda mengikuti tes dan nilai Anda sebenarnya adalah 89 Setiap orang, termasuk Anda sendiri, terkesan. Jadi sekarang Anda memiliki ujian akhir semester yang akan datang dan seperti biasa Anda merasa perlu memandu semua orang untuk membuat prediksi tentang bagaimana Anda akan melakukan tes terakhir. Nah, semoga anda melihat polanya. Nah, semoga anda bisa melihat polanya. Yang Anda percaya adalah Whistle paling akurat Sementara Kami Bekerja. Sekarang kita kembali ke perusahaan pembersih baru kita yang dimulai oleh saudara tirimu yang terasing bernama Whistle While We Work. Anda memiliki beberapa data penjualan terakhir yang ditunjukkan oleh bagian berikut dari spreadsheet. Kami pertama kali mempresentasikan data untuk perkiraan rata-rata pergerakan tiga periode. Entri untuk sel C6 harus Sekarang Anda dapat menyalin formula sel ini ke sel lain C7 sampai C11. Perhatikan bagaimana rata-rata pergerakan data historis terbaru namun menggunakan tiga periode paling terakhir yang tersedia untuk setiap prediksi. Anda juga harus memperhatikan bahwa kita benar-benar tidak perlu membuat ramalan untuk periode sebelumnya untuk mengembangkan prediksi terbaru kita. Ini jelas berbeda dengan model smoothing eksponensial. Ive menyertakan prediksi quotpast karena kami akan menggunakannya di halaman web berikutnya untuk mengukur validitas prediksi. Sekarang saya ingin menyajikan hasil yang analog untuk perkiraan rata-rata pergerakan dua periode. Entri untuk sel C5 harus Sekarang Anda dapat menyalin formula sel ini ke sel lain C6 sampai C11. Perhatikan bagaimana sekarang hanya dua data historis terbaru yang digunakan untuk setiap prediksi. Sekali lagi saya telah menyertakan prediksi quotpast untuk tujuan ilustrasi dan untuk nanti digunakan dalam validasi perkiraan. Beberapa hal lain yang penting diperhatikan. Untuk perkiraan rata-rata pergerakan m-m, hanya m data terakhir yang digunakan untuk membuat prediksi. Tidak ada hal lain yang diperlukan. Untuk perkiraan rata-rata pergerakan m-period, saat membuat prediksi quotpast predictquote, perhatikan bahwa prediksi pertama terjadi pada periode m 1. Kedua masalah ini akan sangat signifikan saat kita mengembangkan kode kita. Mengembangkan Fungsi Bergerak Rata-rata. Sekarang kita perlu mengembangkan kode ramalan rata-rata bergerak yang bisa digunakan lebih fleksibel. Kode berikut. Perhatikan bahwa masukan adalah untuk jumlah periode yang ingin Anda gunakan dalam perkiraan dan rangkaian nilai historis. Anda bisa menyimpannya dalam buku kerja apa pun yang Anda inginkan. Fungsi MovingAverage (Historis, NumberOfPeriods) Sebagai Single Declaring dan variabel inisialisasi Dim Item Sebagai Variant Dim Counter Sebagai Akumulasi Dim Integer Sebagai Single Dim HistoricalSize As Integer Inisialisasi variabel Counter 1 Akumulasi 0 Menentukan ukuran array historis HistoricalSize Historical.Count Untuk Counter 1 To NumberOfPeriods Mengumpulkan jumlah yang sesuai dari nilai yang teramati terakhir yang terakhir Akumulasi Akumulasi Historis (HistoricalSize - NumberOfPeriods Counter) MovingAverage Accumulation NumberOfPeriods Kode akan dijelaskan di kelas. Anda ingin memposisikan fungsi pada spreadsheet sehingga hasil perhitungan muncul di tempat yang seharusnya seperti berikut. Orang bersejarah tidak memiliki kebutuhan akan jam, namun seiring peradaban berevolusi, semuanya berubah. Catatan sejarah mengungkapkan bahwa sekitar 5000 sampai 6000 tahun yang lalu peradaban besar di Timur Tengah dan Afrika Utara mulai membuat jam untuk menambah kalender mereka. Dengan birokrasi, agama formal, dan aktivitas sosial yang berkembang lainnya, budaya ini tampaknya menemukan kebutuhan untuk mengatur waktu mereka dengan lebih efisien. Jam adalah instrumen untuk mengukur waktu dan untuk mengukur interval waktu kurang dari satu hari - berlawanan dengan kalender. Yang digunakan untuk tujuan teknis, dengan akurasi sangat tinggi, biasanya disebut chronometer. Jam portabel disebut jam tangan. Jam dalam bentuk modern yang paling umum (yang digunakan setidaknya pada abad ke-14) menampilkan jam, menit dan, kadang-kadang, detik yang lewat selama periode dua belas atau dua puluh empat jam. Salah satu pendorong utama metode penemuan untuk mencatat waktu adalah petani perlu menentukan waktu terbaik untuk menanam. Arkeolog telah menemukan tulang dengan prasasti yang diyakini telah digunakan untuk melacak siklus lunar. Jam adalah salah satu penemuan manusia tertua, yang membutuhkan proses fisik yang akan berlanjut pada tingkat yang diketahui dan cara untuk mengukur berapa lama proses itu berjalan. Seiring musim dan fase bulan dapat digunakan untuk mengukur perjalanan waktu yang lebih lama, proses yang lebih pendek harus digunakan untuk mengukur jarak tempuh berjam-jam dan menit. Jam Kiamat adalah wajah jam simbolis, yang merupakan penghitungan mundur kemungkinan bencana global (misalnya perang nuklir atau perubahan iklim). Ini telah dipelihara sejak 1947 oleh anggota Dewan Ilmu Pengetahuan dan Keamanan dari Buletin Ilmuwan Atom, yang pada gilirannya dinasihati oleh Dewan Pengatur dan Dewan Sponsor, termasuk 18 pemenang Nobel. Semakin dekat mereka mengatur Jam sampai tengah malam, semakin dekat para ilmuwan meyakini bahwa dunia adalah bencana global. Awalnya, Jam, yang tergantung di dinding di kantor Buletin di University of Chicago, merupakan analogi untuk ancaman perang nuklir global. Namun, sejak 2007, hal itu juga mencerminkan perubahan iklim dan perkembangan baru dalam ilmu pengetahuan dan teknologi kehidupan. Dapat menimbulkan kerugian yang tidak dapat dibatalkan kepada umat manusia Pengaturan terbaru yang diumumkan secara resmi - tiga menit sampai tengah malam (23:57) - dibuat pada bulan Januari 2016 karena perubahan iklim yang tidak terkendali, modernisasi senjata nuklir global, dan persenjataan persenjataan nuklir yang outsized. Baca lebih banyak. Jam Kiamat Ditetapkan pada 3 Menit ke Penemuan Tengah Malam - 26 Januari 2016 Jam Doomsday, sebuah penghitungan simbolis ke ujung dunia, berdiri pada tiga menit sampai tengah malam, para ilmuwan mengumumkan pada hari Selasa. Ancaman nuklir dan perubahan iklim menimbulkan ancaman kuat bagi planet ini dan sebuah jam kiamat simbolis akan berlangsung pada tiga menit sampai tengah malam, Buletin Ilmuwan Atom mengatakan pada hari Selasa. Iklim mengatur ulang Jam Kiamat BBC - 17 Januari 2007 Para ahli yang menilai bahaya yang ditimbulkan pada peradaban telah menambahkan perubahan iklim pada prospek pemusnahan nuklir sebagai ancaman terbesar bagi manusia. Akibatnya, kelompok tersebut telah memindahkan tangan menit pada Jam Doomsday yang terkenal dua menit lebih dekat sampai tengah malam. Arloji konsep, yang dirancang oleh Buletin Ilmuwan Atom, sekarang berdiri pada lima menit per jam. Jam pertama kali ditampilkan oleh majalah tersebut 60 tahun yang lalu, tak lama setelah AS menjatuhkan bom A-nya di Jepang. Tidak sejak hari-hari tergelap dalam Perang Dingin memiliki Buletin, yang mencakup masalah keamanan global, merasa perlu meletakkan tangan begitu dekat sampai tengah malam. Sebuah jam pasir yang dipenuhi pasir halus, dituangkan melalui lubang kecil, dengan kecepatan konstan, menunjukkan jalan yang telah ditentukan sebelumnya. Kaca jam pada dasarnya adalah 2 gelembung kaca dengan kayu tengah sempit yang digunakan untuk menutup pasir. Pasir diukur dan disegel dan gelas jam dibalik-ulang. Jenis jam ini adalah yang pertama yang tidak tergantung pada cuaca. Ini digunakan untuk jangka waktu pendek seperti pidato, khotbah, jam tangan, memasak, dan di laut untuk menghitung posisi seseorang. Untuk menghitung kecepatan di laut, seseorang akan melempar sepotong kayu ke laut yang diikat dengan tali yang diikat. Ketika sebuah simpul berlari melalui jari-jari dalam 12 menit yang diukur dengan kaca jam, itu menunjukkan bahwa kapal itu melaju dengan kecepatan 1 mil laut per jam. Simpulnya sangat lebar dan satu lagi menghitung simpulnya. Makanya ungkapan knot satu jam. Pusat kaca jam akan tersumbat. Kursus pasir meluncur di tengah dan membuat bukaannya lebih lebar. Kaca jam harus berada di permukaan yang datar agar bisa bekerja dengan baik. Jam matahari adalah alat yang mengukur waktu dengan posisi Matahari. Dalam desain umum seperti jam matahari horisontal, matahari menghasilkan bayangan dari gayanya (batang tipis atau tajam, lurus) ke permukaan datar yang ditandai dengan garis yang menunjukkan jam-jam dalam sehari. Saat matahari bergerak melintasi langit, tepi bayangan semakin selaras dengan garis jam yang berbeda di piring. Desain seperti itu bergantung pada gaya yang selaras dengan poros rotasi Bumi. Oleh karena itu, jika jam matahari seperti itu untuk memberi tahu waktu yang tepat, gaya harus mengarah ke arah utara yang benar (bukan kutub selatan atau selatan) dan sudut gaya dengan horisontal harus sama dengan sundial lintang geografis. Sundials dapat dikategorikan dalam beberapa cara: pertama, beberapa sundials menggunakan garis cahaya untuk menunjukkan waktu, di mana orang lain menggunakan tepi bayangan. Dalam kasus sebelumnya, titik cahaya dapat terbentuk dengan membiarkan sinar matahari menembus lubang kecil atau memantulkannya dari cermin melingkar kecil. Cahaya cahaya dapat terbentuk dengan membiarkan sinar menembus celah tipis atau memfokuskannya melalui silinder. lensa. Dalam kasus lain, objek bayangan - gnome sundial - mungkin berupa batang tipis, atau benda dengan ujung tajam atau ujung lurus. Kedua, sundials menggunakan banyak jenis gnomon. Gnomon dapat diperbaiki atau dipindahkan sesuai dengan musim yang mungkin diorientasikan secara vertikal, horizontal, selaras dengan sumbu Bumi, atau berorientasi pada arah yang sama sekali berbeda yang ditentukan oleh matematika. Ketiga, sundials mungkin menggunakan banyak jenis permukaan untuk menerima titik atau garis cahaya, ujung bayangan atau bayangan. Pesawat adalah permukaan yang paling umum, namun bola parsial, silinder, kerucut dan bentuk yang lebih rumit telah digunakan untuk akurasi yang lebih besar atau estetika yang menarik. Keempat, sundials berbeda dalam portabilitas dan kebutuhan orientasi mereka. Pemasangan banyak panggilan memerlukan mengetahui garis lintang lokal, arah vertikal yang tepat (misalnya dengan tingkat atau plumb-bob), dan arah ke Utara yang benar. Sebaliknya, panggilan lain adalah self-aligning misalnya, dua tombol yang beroperasi pada prinsip yang berbeda, seperti dial horizontal dan analemmatik, dapat dipasang bersamaan pada satu piring, sehingga waktu mereka hanya sesuai bila plat sejajar dengan benar. Sundial menunjukkan waktu matahari lokal, kecuali jika dikoreksi. Untuk mendapatkan waktu jam standar, tiga jenis koreksi harus dilakukan. Pertama, waktu matahari perlu dikoreksi untuk bujur kerabat sundial terhadap bujur di mana zona waktu resmi didefinisikan. Misalnya, jam matahari terbenam yang terletak di sebelah barat Greenwich, Inggris namun dalam zona waktu yang sama, menunjukkan waktu lebih lama dari pada waktu resmi akan menunjukkan siang hari setelah siang hari resmi berlalu, karena matahari lewat di atas kepala kemudian, sejak jam matahari terbit di barat. Koreksi ini sering dilakukan dengan memutar garis jam dengan sudut yang menyamai perbedaan bujur. Kedua, praktik daylight saving time menggeser waktu resmi dari waktu matahari hingga satu jam atau, dalam kasus yang jarang terjadi, dengan jumlah lain. Koreksi ini biasanya dilakukan dengan penomoran garis-jam dengan dua set angka. Ketiga, orbit Bumi tidak melingkar sempurna dan sumbu rotasinya tidak tegak lurus terhadap orbitnya, yang bersama-sama menghasilkan variasi kecil pada waktu sundial sepanjang tahun. Koreksi ini - yang mungkin sama besarnya dengan 15 menit dijelaskan oleh persamaan waktu. Desain sundial yang lebih canggih diperlukan untuk menggabungkan koreksi ini secara otomatis, plakat kecil dapat ditempelkan pada jam matahari dengan memberikan offset pada berbagai waktu dalam setahun. Penanda jam matahari, gnomon disetel sejajar dengan sumbu Bumi dan mengarah ke kutub langit. Sudutnya tergantung pada garis lintang. Bayangan gnomon jatuh pada sebuah tombol, memungkinkan waktu untuk dibaca. Prinsip sundials dapat dipahami dengan mudah dari model gerak Suns kuno. Ilmu pengetahuan telah menetapkan bahwa Bumi berputar pada porosnya, dan berputar dalam orbit elips tentang Matahari, namun pengamatan astronomi teliti dan eksperimen fisika diminta untuk menetapkan ini. Untuk tujuan navigasi dan sundial, ini adalah perkiraan yang sangat baik untuk mengasumsikan bahwa Matahari berputar mengelilingi Bumi diam di angkasa surgawi, yang berputar setiap 23 jam dan 56 menit tentang sumbu langit, garis yang menghubungkan kutub langit. Karena sumbu langit sejajar dengan sumbu yang mengelilingi Bumi, sudutnya dengan horizontal lokal sama dengan lintang geografis setempat. Berbeda dengan bintang tetap, Matahari mengubah posisinya di bidang langit, mengalami penurunan positif di musim panas, dengan deklinasi negatif di musim dingin, dan memiliki keteguhan nol sama sekali (yaitu berada di khatulistiwa selestial) di ekuinoks. Jalan Matahari di angkasa angkasa dikenal sebagai ekliptika, yang melewati dua belas rasi bintang zodiak dalam kurun waktu satu tahun. Model gerakan Suns ini membantu memahami prinsip-prinsip sundials. Jika gnomon bayangan itu selaras dengan kutub langit, bayangannya akan berputar dengan kecepatan konstan, dan rotasi ini tidak akan berubah seiring musim. Ini mungkin adalah desain yang paling sering terlihat dan, dalam kasus seperti itu, rangkaian jam yang sama dapat digunakan sepanjang tahun. Garis jam akan diberi jarak seragam jika permukaan yang menerima bayangan tegak lurus (seperti pada jam matahari ekuator) atau simetris melingkar tentang gnomon (seperti pada bola armillary). Dalam kasus lain, garis jam tidak diberi spasi secara merata, meski bayangannya berputar secara seragam. Jika gnomon tidak selaras dengan kutub langit, bayangannya tidak akan berputar secara seragam, dan garis jam harus dikoreksi dengan benar. Sinar cahaya yang meraba ujung gnomon, atau yang melewati lubang kecil, atau yang bercermin dari cermin kecil, menelusuri kerucut yang sejajar dengan kutub langit. Titik terang atau ujung bawah yang sesuai, jika jatuh ke permukaan yang datar, akan menelusuri bagian berbentuk kerucut, seperti lingkaran hiperbola, elips atau (di Kutub Utara atau Selatan) sebuah lingkaran. Bagian kerucut ini adalah persimpangan kerucut sinar cahaya dengan permukaan datar. Bagian kerucut dan kerucut ini berubah seiring musim, saat deklinasi Matahari berubah, sundial yang mengikuti gerakan bercahaya atau tipu tip sering kali memiliki garis waktu berbeda untuk waktu yang berbeda sepanjang tahun, seperti yang terlihat pada panggul gembala. , Cincin jam matahari, dan gnomon vertikal seperti obelisk. Sebagai alternatif, sundials dapat mengubah sudut dan atau posisi gnomon relatif terhadap garis jam, seperti pada dial analemmatik atau tombol Lambert. Lanjutan Batu berukir yang ditemukan menandai makam Zaman Perunggu di Ukraina adalah jam matahari tertua dari jenisnya yang pernah ditemukan, sebuah studi baru mengungkapkan. Jam matahari mungkin menandai tempat peristirahatan terakhir seorang pemuda yang dikorbankan atau ditandai sebagai utusan kepada para dewa atau leluhur, kata peneliti studi Larisa Vodolazhskaya dari Pusat Penelitian Archaeoastronomical di Southern Federal University di Rusia. Vodolazhskaya menganalisis geometri batu ukuran ban dan ukirannya, yang memastikan bahwa batu tersebut akan menandai waktu dengan menggunakan sistem garis sejajar dan pola elips depresi melingkar. Pola elips membuat ukiran anemik analemmatik. Jamuan tradisional menandai waktu dengan menggunakan gnomon, sebuah vertikal tetap yang menghasilkan bayangan. Sebuah jam matahari analemmatik memiliki gnomon yang harus bergerak setiap hari dalam setahun untuk menyesuaikan diri dengan perubahan posisi matahari di langit. Jam dalam Peradaban Kuno Di Cina, lilin dan batang kemenyan yang terbakar pada perkiraan kecepatan yang dapat diprediksi juga digunakan untuk memperkirakan berlalunya waktu. Gambar di atas alat berbentuk naga China kuno dibangun dengan seutas lonceng yang diikat pada dupa bakar yang dipasang secara horizontal. Ketika dupa yang terbakar membakar dan memecahkan benang, lonceng jatuh pada interval yang telah ditentukan untuk memberi peringatan. Orang Sumeria menggunakan jam matahari. Mereka membagi hari menjadi 12 bagian dan masing-masing bagiannya sekitar 2 jam. Mereka mengukur panjang bayangan untuk menentukan berapa lama waktu berlalu. Tidak ada yang benar-benar yakin mengapa orang Sumeria mencatat waktu mungkin itu untuk tujuan keagamaan. Sundial tergantung pada cuaca yang tidak berguna pada hari yang mendung dan bayangan musim dingin dan musim panas tidak sesuai dengan tanda-tanda itu. Agar jam matahari bisa bekerja dengan benar, itu harus diposisikan dengan benar. Orang-orang Mesir, pada tahun 2100 SM, telah menemukan cara untuk membagi hari menjadi 24 jam menggunakan jam matahari atau jam bayangan untuk mengukur waktu dalam sehari. The Sundial menunjukkan waktu siang hari dengan memposisikan bayangan beberapa objek di mana sinar matahari turun. Jam bayangan terdiri dari dasar lurus dengan lapisan atas yang terangkat pada salah satu ujungnya. Skala dengan pembagian waktu tertulis di basis. Jam diatur ke timur-barat dan dibalik pada tengah hari. Orang Mesir juga membagi hari menjadi 12 bagian juga. Mereka menggunakan kolom granit besar yang disebut Cleopatra Needles, trio obelisk, untuk mencatat periode waktu. Mereka memiliki 12 tanda di atas tanah yang menyamai 12 bagian hari itu. Saat matahari menyentuh bagian atas, bayangan dibuat dan panjang dan posisi bayangan memberi tahu orang Mesir berapa banyak cahaya matahari yang tersisa. Mereka menemukan benda portabel yang disebut jam matahari. Ini berisi 3 bagian: sebuah dial melingkar, jarum dan gaya (gnomon) untuk menjaga agar jarum tetap terpasang. Jarum Cleopatras tidak nyaman dan tidak praktis untuk rata-rata orang. Merkhet, alat astronomi tertua yang diketahui, adalah perkembangan Mesir sekitar 600 SM. Sepasang merkhets digunakan untuk membentuk garis utara-selatan dengan melapisi mereka dengan Bintang Kutub. Mereka kemudian bisa digunakan untuk menandai jam malam hari dengan menentukan kapan beberapa bintang lain melintasi garis meridian. Merkhet, yang dikenal sebagai alat pengenal adalah alat penampakan yang terbuat dari tulang rusuk bagian tengah daun palem dan serupa fungsinya dengan astrolobe. Merkhet digunakan untuk menyelaraskan fondasi piramida dan kuil matahari dengan titik kardinal, dan biasanya benar dalam waktu kurang dari setengah derajat. Penemuan sebuah jam bersejarah yang bersejarah yang dimulai pada 6500 tahun - AP - 10 April 2001 Misi arkeologi bersama Universitas Dallas membuat penemuan besar di wilayah Nabta 100 km barat Abu Simbel. Penemuan ini berhubungan dengan zaman prasejarah, peralatan, kapal tanah liat, dan kerangka. Daerah Nabta adalah salah satu daerah yang paling penting untuk penggalian arkeologi yang terkait dengan zaman prasejarah. Ukurannya 5.000 meter persegi dan mencakup sisa-sisa toko, sumur dan rumah. Misi tersebut juga menemukan makam dimana di salah satu dari mereka terdapat 30 kerangka dan beberapa gelang yang terbuat dari gigi hewan dan banyak kapal tanah liat. Yang terpenting adalah apa yang dianggap sebagai jam pertama. Bentuknya berbentuk lingkaran yang terbuat dari batu yang diameternya 4 meter. Ada 6 batu di dekat pusat dan disusun dalam dua garis yang membentang ke timur dan barat. Waktu diukur dengan jam ini melalui keteduhan batu di bagian tengah yang jatuh di atas batu lingkaran. Arkeolog menemukan bulks batu ditempatkan dalam korespondensi dengan posisi bintang untuk mengetahui waktu musim yang berbeda terutama musim hujan. Mereka juga menemukan sebuah makam seekor sapi yang mengindikasikan permulaan penyembahan sapi yang kemudian diidentifikasikan dengan dukun penghuninya, Hathor. Jam 12 jam adalah konvensi ketepatan waktu dimana 24 jam terbagi menjadi dua periode yang disebut ante meridiem (a.m. from Latin, secara harfiah sebelum tengah hari) dan pasca meridiem (p.m. setelah tengah hari). Setiap periode terdiri dari 12 jam bernomor 12 (bertindak sebagai nol), 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11. Periode a.m. berlangsung dari tengah malam sampai siang, sedangkan p.m. Periode berjalan dari siang sampai tengah malam. Konvensi yang paling umum adalah menetapkan pukul 12 pagi sampai tengah malam (di awal hari) dan 12:00 Ke siang hari, menentukan baik setengah hari untuk memiliki akhir yang tertutup (inklusif) dan buka (eksklusif) akhir. 12 siang dan 12 tengah malam dapat lebih jelas mengungkapkan kali ini (kecuali bahwa untuk tengah malam orang mungkin perlu juga menentukan apakah itu tengah malam di awal atau akhir hari yang bersangkutan). Jam 12 jam itu berasal dari Mesir. Namun, panjang jam mereka bervariasi musiman, selalu dengan 12 jam dari matahari terbit sampai terbenam dan 12 jam dari matahari terbenam hingga matahari terbit, jam mulai dan berakhir setiap setengah hari (empat jam setiap hari) menjadi jam senja. Jam matahari Mesir untuk penggunaan siang hari dan jam air Mesir untuk penggunaan malam hari ditemukan di makam Firaun Amenhotep I, keduanya berkencan dengan c. 1500 SM, membagi periode ini menjadi 12 jam masing-masing. Orang Romawi juga menggunakan jam 12 jam: hari dibagi menjadi 12 jam yang sama (dengan panjang bervariasi sepanjang tahun) dan malam dibagi menjadi tiga jam. Orang Romawi mencatat jam pagi awalnya secara terbalik. Misalnya, 3 atau 3 jam ante meridiem berarti tiga jam sebelum siang hari, dibandingkan dengan makna modern tiga jam setelah tengah malam. Orang Romawi membagi waktu menjadi siang dan malam. Menurut penulis Pliny, para penghalang mengumumkan terbitnya matahari. Pada 30 SM, mereka mencuri Cleopatras Needle namun tidak dapat beradaptasi. Al-Battani menyadari bahwa gnomon (pointer) harus menunjuk ke arah Bintang Utara dan panjang dan ukuran gnomon bervariasi dengan jarak dari khatulistiwa. Dalam pencarian akurasi sepanjang tahun, sundials berevolusi dari piring horisontal atau vertikal datar ke bentuk yang lebih rumit. Salah satu versinya adalah tombol hemispherical, sebuah depresi berbentuk mangkuk yang dipotong menjadi satu blok batu, membawa gnomon vertikal tengah dan dicetak dengan set garis jam untuk musim yang berbeda. Hemicycle, dikatakan telah ditemukan sekitar 300B.C. Melepaskan separuh belahan bumi yang tidak berguna untuk memberi kesan setengah mangkuk dipotong ke tepi blok kuadrat. Dengan 30B.C. Vitruvius bisa menggambarkan 13 gaya sundarian yang berbeda yang digunakan di Yunani, Asia Minor, dan Italia. Jam Air Jam air adalah salah satu pencatat waktu paling awal yang tidak bergantung pada pengamatan benda angkasa. Jam air digunakan di Babel kuno, Mesopotami, Cina, Korea, Mesir, Yunani, India, Arab, Muslim dan peradaban. Salah satu jam air tertua ditemukan di makam Amenhotep I, dikuburkan sekitar tahun 1500 SM. Kemudian mereka diberi nama clepsydras (pencuri air) oleh orang Yunani, yang mulai menggunakannya sekitar 325 SM. Ini adalah kapal batu dengan sisi miring yang memungkinkan air menetes pada tingkat yang hampir konstan dari lubang kecil di dekat bagian bawahnya. Clepsydras Mesir lainnya adalah wadah berbentuk silinder atau berbentuk mangkuk yang dirancang untuk diisi perlahan dengan air yang masuk dengan kecepatan konstan. Tanda di permukaan bagian dalam mengukur jarak jam saat permukaan air mencapai mereka. Jam ini digunakan untuk menentukan jam di malam hari, tapi mungkin juga sudah digunakan di siang hari. Versi lain terdiri dari mangkuk logam dengan lubang di bagian bawah saat diletakkan di dalam wadah air yang mangkuk akan terisi dan tenggelam dalam waktu tertentu. Ini masih digunakan di Afrika Utara abad ini. Kebutuhan untuk melacak malam hari menyebabkan penemuan jam air pada 1500 SM, orang Mesir. Jam ini menggunakan tetesan air yang stabil dari bejana untuk menggerakkan perangkat mekanis yang memberitahukan waktu. Itu pada dasarnya ember air dengan lubang di bagian bawah. Jam air menunjukkan perjalanan waktu tapi tidak menghabiskan waktu dalam sehari. Orang-orang Mesir adalah orang-orang yang paling mungkin telah menemukan mereka tapi orang-orang Yunani memiliki yang paling maju. Sejarawan Vitruvius melaporkan bahwa orang-orang Mesir kuno menggunakan clepsydra, sebuah mekanisme waktu yang menggunakan air yang mengalir. Herodotus telah menyebutkan perangkat penjaga waktu Mesir kuno yang didasarkan pada merkuri. Pada abad ke 9 Masehi, seorang pencatat waktu mekanis telah dikembangkan yang kekurangan hanya mekanisme pelarian. Pada 250 SM, Archimedes membangun jam air yang lebih rumit dan menambahkan roda gigi dan menunjukkan planet dan orbit bulan. Agar jam air bekerja dengan benar, seseorang harus mengamatinya untuk memastikan tidak ada kerikil di mangkuk untuk menambah waktu bicara. Jam ini tidak pernah tepat setiap jam memiliki kecepatan tersendiri. Dan mereka tidak bisa digunakan di musim dingin. Jam ini digunakan selama hampir 3.000 tahun dan tumbuh lebih dan lebih canggih. Jam air dirancang dengan lonceng dering, boneka bergerak dan burung bernyanyi mekanis. Jam air mekanis yang lebih rumit dan mengesankan dikembangkan antara 100 SM. Dan 500 A.D oleh ahli horos dan astronom Yunani dan Romawi. Kompleksitas tambahan ditujukan untuk membuat aliran lebih konstan dengan mengatur tekanan, dan pada memberikan tampilan yang lebih bagus dari berlalunya waktu. Beberapa jam air membunyikan bel dan gong, yang lain membuka pintu dan jendela untuk menunjukkan tokoh-tokoh kecil orang, atau memindahkan petunjuk, cepat, dan model astrologi alam semesta. Astronom Yunani, Andronikos, mengawasi pembangunan Menara Angin di Athena pada abad ke-1 SM. Struktur segi delapan ini menunjukkan para ilmuwan dan pembeli pasar baik jam matahari dan indikator jam mekanis. Ini menampilkan clepsydra mekanis 24 jam dan indikator untuk delapan angin dari mana menara mendapatkan namanya, dan ini menampilkan musim dan tanggal dan periode astrologi. Bangsa Romawi juga mengembangkan clepsydras mekanis, meskipun kompleksitasnya sedikit mengalami perbaikan dari metode yang lebih sederhana untuk menentukan berlalunya waktu. Di Timur Jauh, pembuatan jam astronomikalastrologi mekanis yang dikembangkan dari tahun 200 sampai 1300 A.D. Clepsydras Cina abad ke-19 membawa berbagai mekanisme yang menggambarkan fenomena astronomi. Salah satu menara jam yang paling rumit dibangun oleh Su Sung dan rekan-rekannya pada tahun 1088 M. Mekanisme Su Sungs memasukkan pelarian berbasis air yang ditemukan sekitar 725 M. Menara jam Su Sung, setinggi 30 kaki, memiliki ruang armillary yang terbuat dari baja perunggu. Untuk pengamatan, bola langit sela yang berputar secara otomatis, dan lima panel depan dengan pintu yang memungkinkan tampilan perubahan mannikin yang membunyikan bel atau gong, dan memegang tablet yang menunjukkan jam atau waktu spesial lainnya hari ini. Jam Mekanik Awal Jam pertama yang menggunakan gravitasi menarik beban yang bergerak gigi, yang menggerakkan tangan jam. Masalah dengan perangkat ini adalah seseorang harus terus-menerus mengatur ulang bobotnya. Jam abad ke-14 menunjukkan empat elemen kunci yang umum terjadi pada semua jam di abad-abad berikutnya, setidaknya sampai era digital: kekuatan, dipasok oleh penurunan berat, kemudian oleh pegas melingkar pelarian, tindakan berulang berulang yang memungkinkan kekuatan untuk Melarikan diri dalam semburan kecil daripada menguras sekaligus naik kereta api, satu set roda gigi saling terkait yang mengendalikan kecepatan putaran roda yang dihubungkan antara catu daya dan indikator indikator, seperti panggil, tangan, dan lonceng Tidak ada jam Bertahan dari Eropa abad pertengahan namun berbagai menyebutkan dalam catatan gereja mengungkapkan beberapa sejarah awal jam. Lembaga-lembaga keagamaan abad pertengahan mewajibkan jam untuk mengukur dan menunjukkan berlalunya waktu karena, selama berabad-abad, jadwal doa dan jadwal harian harus diatur secara ketat. Hal ini dilakukan dengan berbagai jenis perangkat pencatat waktu dan perekaman, seperti jam air, jam matahari dan lilin bertanda, yang mungkin digunakan dalam kombinasi. Waktu dan durasi penting disiarkan oleh lonceng, dibunyikan dengan tangan atau beberapa alat mekanis seperti jatuhnya berat atau pemukul berputar. Kata horologia (dari bahasa Yunani hora, jam, dan legein, untuk diceritakan) digunakan untuk menggambarkan semua perangkat ini namun penggunaan kata ini (masih digunakan dalam beberapa bahasa roman) untuk semua pencatat waktu menyembunyikan dari kita sifat sebenarnya dari mekanisme . Sebagai contoh, ada catatan bahwa di 1176 Sens Cathedral memasang horologe namun mekanisme yang digunakan tidak diketahui. Pada 1198, saat kebakaran di biara St. Edmundsbury (sekarang Bury St Edmunds) para biarawan berlari ke jam untuk mengambil air, menunjukkan bahwa jam air mereka memiliki waduk yang cukup besar untuk membantu memadamkan api sesekali. Jam-jam awal ini mungkin tidak Telah menggunakan tangan atau cepat tapi mengatakannya dengan sinyal yang terdengar. Kata jam (dari kata Latin untuk bel) yang secara bertahap menggantikan horologe menunjukkan bahwa itu adalah suara lonceng yang juga menandai jam mekanis prototipe yang muncul pada abad ke-13. Antara 1280 dan 1320 ada peningkatan jumlah rujukan ke jam dan horolog dalam catatan gereja, dan ini mungkin menunjukkan bahwa jenis mekanisme jam baru telah dirancang. Mekanisme jam yang ada yang menggunakan daya air diadaptasi untuk mengambil daya penggerak dari bobot yang terjatuh. Kekuatan ini dikendalikan oleh beberapa bentuk mekanisme osilasi, mungkin berasal dari bel yang ada atau perangkat alarm. Pengambilan kekuasaan yang terkontrol ini - pelarian - menandai dimulainya jam mekanis sejati. Jam mekanis ini dimaksudkan untuk dua tujuan utama: untuk memberi sinyal dan pemberitahuan (misalnya waktu layanan dan acara publik), dan untuk pemodelan sistem tata surya. Tujuan awalnya adalah administratif, yang terakhir muncul secara alami mengingat ketertarikan ilmiah pada astronomi, sains, astrologi, dan bagaimana mata pelajaran ini terintegrasi dengan filsafat religius pada masa itu. Astrolabe digunakan oleh para astronom dan astrolog, dan wajar saja untuk meluangkan perjalanan ke pelat berputar untuk menghasilkan model kerja tata surya. Jam sederhana yang ditujukan terutama untuk pemberitahuan dipasang di menara, dan tidak selalu membutuhkan panggilan atau tangan. Mereka akan mengumumkan jam atau interval kanonik antara waktu doa yang ditentukan. Jam ramal bervariasi panjangnya seiring waktu matahari terbit dan terbenam bergeser. Jam astronomi yang lebih canggih pasti akan memiliki sentuhan atau tangan bergerak, dan akan menunjukkan waktu dalam berbagai sistem waktu, termasuk jam Italia, jam kanonik, dan waktu yang diukur oleh para astronom saat itu. Kedua gaya jam mulai memperoleh fitur mewah seperti automata. Pada 1283 sebuah jam besar dipasang di Dunstable Priory lokasinya di atas layar rood menunjukkan bahwa itu bukan jam air. Pada tahun 1292, Katedral Canterbury memasang horloge yang hebat. Selama 30 tahun ke depan ada beberapa catatan singkat tentang jam di sejumlah institusi gerejawi di Inggris, Italia, dan Prancis. Pada 1322 sebuah jam baru dipasang di Norwich, sebuah penggantian mahal untuk sebuah jam sebelumnya yang terpasang pada tahun 1273. Ini memiliki sebuah tombol astronomis berukuran besar (2 meter) dengan automata dan lonceng. Biaya instalasi termasuk pekerjaan penuh waktu dari dua teknisi selama dua tahun. Perkembangan besar pertama dalam konstruksi jam terjadi di Eropa pada abad ke-14. Ditemukan bahwa kecepatan berat jatuh dapat dikendalikan dengan menggunakan bar horizontal berosilasi yang terpasang pada poros vertikal dengan dua tonjolan di atasnya yang bertingkah seperti pelarian, (tebing seperti pegunungan). Ketika tonjolan-tonjolan itu dihubungkan dengan gigi gigi yang digerakkan oleh berat, sebentar pun ia menghentikan roda dan berat yang berputar. Jam mekanis tertua ini masih bisa dilihat di Prancis dan Inggris. Katedral Strasbourg adalah menara jam pertama yang dibangun (1352-54) dan masih berfungsi sampai sekarang. Seiring pertumbuhan Eropa, setiap kota harus menemukan cara untuk memberi tahu waktu bahwa ada penekanan pada produktivitas dan pekerjaan. Menjelang akhir abad ke-14, musim semi mulai mengganti beban di beberapa jam. Kemajuan ini memungkinkan untuk jam yang bisa dilakukan. Satu masalah dengan jam pegas adalah mekanisme pelarian harus selalu dioperasikan dengan kekuatan konstan. Masalahnya adalah saat musim semi meluncur, ia kehilangan kekuatan. Untuk mengatasi hal ini, stackfreed diperkenalkan. Ini adalah pegas tambahan yang bekerja melawan gerakan saat jam tangan benar-benar luka. Jam yang digerakkan oleh musim semi dikembangkan pada abad ke-15, dan ini membuat banyak masalah baru bagi para jam, seperti bagaimana mengkompensasi perubahan tenaga yang dipasok saat pegas ditarik. Catatan pertama sebuah tangan menit pada sebuah jam adalah 1475, dalam Almanus Manuskrip Brother Paul. Pada tahun 1504, potongan waktu portabel pertama ditemukan di Nuremberg, Jerman oleh Peter Henlein. Mengganti berat drive berat memungkinkan jam dan jam tangan yang lebih kecil (dan portabel). Meskipun mereka melambat saat anak tangga terbelenggu, mereka populer di kalangan individu kaya karena ukuran mereka dan fakta bahwa mereka dapat diletakkan di atas rak atau meja, bukan tergantung dari dinding. Kemajuan desain ini merupakan prekursor untuk ketepatan waktu yang benar-benar akurat. Pada tahun 1577, tangan pertama ditemukan oleh Jost Burgi untuk Tycho Brahe, dia adalah seorang astronom yang membutuhkan jam akurat untuk melacak bintang. Selama abad ke-15 dan ke-16, pembuatan jam berkembang, terutama di kota-kota pengerjaan logam di Nuremberg dan Augsburg, dan di Prancis, Blois. Beberapa jam meja yang lebih mendasar hanya memiliki satu tangan pengaman waktu, dengan tombol antara penanda jam dibagi menjadi empat bagian yang sama sehingga jam dapat dibaca sampai 15 menit terdekat. Jam lainnya adalah pameran keahlian dan keterampilan, menggabungkan indikator astronomi dan gerakan musik. Pelarian cross-beat dikembangkan pada tahun 1585 oleh Jobst Burgi, yang juga mengembangkan remontoire. Jam Burgis yang akurat membantu Tycho Brahe dan Johannes Kepler untuk mengamati kejadian astronomi dengan presisi yang jauh lebih tinggi daripada sebelumnya. Rekaman pertama dari tangan kedua pada sebuah jam kira-kira pukul 1560, tepat pada jam dalam koleksi Fremersdorf. Namun, jam ini tidak mungkin akurat, dan tangan kedua mungkin untuk menunjukkan bahwa jam itu bekerja. Perkembangan selanjutnya dalam akurasi terjadi setelah 1657 dengan penemuan jam pendulum. Pada 1656, pendulum dimasukkan ke dalam jam, yang menghasilkan jam yang lebih baik dan lebih akurat. Meski cukup akurat, akurasi jam secara dramatis meningkat dengan diperkenalkannya bandul. Galileo memiliki ide untuk menggunakan bob berayun untuk mendorong gerak perangkat yang memberi tahu sebelumnya di abad ke-17. Although Galileo Galilei, sometimes credited with inventing the pendulum, studied its motion as early as 1582, Galileos design for a clock was not built before his death. Christiaan Huygens pendulum clock was regulated by a mechanism with a natural period of oscillation. Huygens pendulum clock had an error of less than 1 minute a day, the first time such accuracy had been achieved. His later refinements reduced his clocks errors to less than 10 seconds a day. Around 1675 Huygens developed the balance wheel and spring assembly, still found in some of todays wrist watches. This improvement allowed 17th century watches to keep time to 10 minutes a day. And in London in 1671 William Clement began building clocks with the new anchor or recoil escapement, a substantial improvement over the verge because it interferes less with the motion of the pendulum. In 1670, the English clockmaker William Clement created the anchor escapement, an improvement over Huygens crown escapement. Within just one generation, minute hands and then second hands were added. A major stimulus to improving the accuracy and reliability of clocks was the importance of precise time-keeping for navigation. The position of a ship at sea could be determined with reasonable accuracy if a navigator could refer to a clock that lost or gained less than about 10 seconds per day. Many European governments offered a large prize for anyone that could determine longitude accurately. Christiaan Huygens, however, is usually credited as the inventor. He determined the mathematical formula that related pendulum length to time (99.38 cm or 39.13 inches for the one second movement) and had the first pendulum-driven clock made. The pendulums swinging ensures that the protrusions move the gears wheels tooth by tooth while the motion of the protrusions keeps the pendulum moving. It was improved further by the Englishmen Robert Hooke who invented the anchor or recoil escapement. During the 16th and 17th centuries the need for accurate clocks while sailing across the oceans arose. While springs made clocks portable, they were not accurate for long periods. Hooke realized that a spring would not be affected by the ships motion as a pendulum would, but the available mainspring devices were not accurate enough for long periods of time until 1675, when the balance wheel, a very thin spiral hairspring (separate from the mainspring) whose inner end was secured to the spindle of a rotatable balance and whose outer end was fixed to the case of the timepiece. The spring stored or released energy during the rotation of the balance. John Harrisons chronometer no. 4, was in error by only 54 seconds after a sea voyage of 156 days. The balance wheel, hairspring, and mainspring, together with the anchor escapement, or improved escapements, still make up the basics of even todays modern watches. Introduction of jewels as bearings have further improved on this basic system. This improved the functioning of the gear train. In fact, this method is still used today. The greatest benefit of this method was that it allowed for very long pendulums with a swing of one second. The out growth of this invention was the walled pendulum clock where the weights and pendulum are completely enclosed in a case. Of course, most people are very familiar with these clocks with the most common being the Grandfather Clock. The reward was eventually claimed in 1761 by John Harrison, who dedicated his life to improving the accuracy of his clocks. His H5 clock is reported to have lost less than 5 seconds over 10 days. The excitement over the pendulum clock had attracted the attention of designers resulting in a proliferation of clock forms. Notably, the longcase clock (also known as the grandfather clock) was created to house the pendulum and works. The English clockmaker William Clement is also credited with developing this form in 1670 or 1671. It was also at this time that clock cases began to be made of wood and clock faces to utilize enamel as well as hand-painted ceramics. In 1721 George Graham improved the pendulum clocks accuracy to 1 second a day by compensating for changes in the pendulums length due to temperature variations. John Harrison, a carpenter and self-taught clock-maker, refined Grahams temperature compensation techniques and added new methods of reducing friction. By 1761 he had built a marine chronometer with a spring and balance wheel escapement that won the British governments 1714 prize (of over 2,000,000 in todays currency) offered for a means of determining longitude to within one-half degree after a voyage to the West Indies. It kept time on board a rolling ship to about one-fifth of a second a day, nearly as well as a pendulum clock could do on land, and 10 times better than required. On November 17, 1797, Eli Terry received his first patent for a clock. Terry is known as the founder of the American clock-making industry. Alexander Bain, Scottish clockmaker, patented the electric clock in 1840. The electric clocks mainspring is wound either with an electric motor or with an electro-magnet and armature. In 1841, he first patented the electromagnetic pendulum. Over the next century refinements led in 1889 to Siegmund Rieflers clock with a nearly free pendulum, which attained an accuracy of a hundredth of a second a day and became the standard in many astronomical observatories. A true free-pendulum principle was introduced by R. J. Rudd about 1898, stimulating development of several free-pendulum clocks. One of the most famous, the W. H. Shortt clock, was demonstrated in 1921. The Shortt clock almost immediately replaced Rieflers clock as a supreme timekeeper in many observatories. This clock consists of two pendulums, one a slave and the other a master. The slave pendulum gives the master pendulum the gentle pushes needed to maintain its motion, and also drives the clocks hands. This allows the master pendulum to remain free from mechanical tasks that would disturb its regularity. Watches run by small batteries were introduced in the 1950s. The balance of such an electric watch is kept in motion electromagnetically by a coil that is energized by an electronic circuit. The development of electronics in the twentieth century led to clocks with no clockwork parts at all. Time in these cases is measured in several ways, such as by the vibration of a tuning fork, the behavior of quartz crystals, the decay of radioactive elements or resonance of polycarbonates. Even mechanical clocks have since come to be largely powered by batteries, removing the need for winding. Types of Clocks Wikipedia Analog, Digital, Auditory, Quartz, Binary, Astronomical, Cartel, Cuckoo, Chiming, Floral, Other Clocks in the News. Why Pendulum Clocks Mysteriously Sync Up Live Science - July 24, 2015 The 350-year-old mystery of why pendulum clocks hanging from the same wall synchronize over time may finally be solved, scientists say. In 1665, Dutch physicist Christiaan Huygens, inventor of the pendulum clock, was lying in bed with a minor illness and watching two of his clocks hanging on a wall, said Henrique Oliveira, a mathematician at the University of Lisbon and co-author of a new study detailing the findings. Huygens noticed something odd: No matter how the pendulums on these clocks began, within about a half-hour, they ended up swinging in exactly the opposite direction from each other. The cause of this effect - what Huygens called an odd kind of sympathy - remained a mystery for centuries. But recently, scientists analyzing two pendulum clocks hanging from the same beam found that the clocks could influence each other through small forces exerted on the supporting beam. However, nobody tested properly the idea of clocks hanging on the same wall. Eternal Clock Could Keep Time After Universe Dies Live Science - September 26, 2012 The idea for an eternal clock that would continue to keep time even after the universe ceased to exist has intrigued physicists. However, no one has figured out how one might be built, until now. Researchers have now proposed an experimental design for a space-time crystal that would be able to keep time forever. This four-dimensional crystal would be similar to conventional 3D crystals, which are structures, like snowflakes and diamonds, whose atoms are arranged in repeating patterns. Whereas a diamond has a periodic structure in three dimensions, the space-time crystal would be periodic in time as well as space. The idea of a 4D space-time crystal was first proposed earlier this year by MIT physicist Frank Wilczek, though the concept was purely theoretical. Now a team of researchers led by Xiang Zhang of Californias Lawrence Berkeley National Laboratory has conceived of how to make one a reality. New fix for cosmic clocks could help uncover ripples in space-time PhysOrg - June 25, 2010 An international team of scientists including University of British Columbia astronomer Ingrid Stairs has discovered a promising way to fine-tune pulsars into the best precision time-pieces in the Universe. Quantum Logic Clock Based on Aluminum Ion is Now Worlds Most Precise Clock PhysOrg - February 4, 2010 Physicists at the National Institute of Standards and Technology have built an enhanced version of an experimental atomic clock based on a single aluminum atom that is now the worlds most precise clock, more than twice as precise as the previous pacesetter based on a mercury atom. Most Accurate Clock Ever: Crystal Of Light Clock Science Daily - February 18, 2008 A next-generation atomic clock that tops previous records for accuracy in clocks based on neutral atoms has been demonstrated by physicists at JILA, a joint institute of the Commerce Departments National Institute of Standards and Technology (NIST) and the University of Colorado at Boulder. The new clock, based on thousands of strontium atoms trapped in grids of laser light, surpasses the accuracy of the current U.S. time standard based on a fountain of cesium atoms. Atomic Time Lords: Atomic ticker clocks up 50 years BBC - June 2, 2005 The time-keeping device that governs all aspects of our lives, the atomic clock, is celebrating its 50th year. The first atomic clock, which uses the resonance frequencies of atoms to keep extremely precise time, was born at the UKs National Physical Laboratory. Atomic clocks form the standard for Coordinated Universal Time (UTC), which governs legal time-keeping globally. The clocks are vital for rafts of technologies, such as global satellite navigation, and TV signal timings.The Colonization of Space Reproduced with permission from Physics Today . 27(9):32-40 (September, 1974). copy 1974, American Institute of Physics. The late Gerard K. ONeill was professor of physics at Princeton University. Careful engineering and cost analysis shows we can build pleasant, self-sufficient dwelling places in space within the next two decades, solving many of Earths problems. New ideas are controversial when they challenge orthodoxy, but orthodoxy changes with time, often surprisingly fast. It is orthodox, for example, to believe that Earth is the only practical habitat for Man, and that the human race is close to its ultimate size limits. But I believe we have now reached the point where we can, if we so choose, build new habitats far more comfortable, productive and attractive than is most of Earth. Although thoughts about migration into space are as old as science fiction, the technical basis for serious calculation did not exist until the late 1960s. In addition, a mental quothangupquot 8212 the fixed idea of planets as colony sites 8212 appears to have trapped nearly everyone who has considered the problem, including, curiously enough, almost all science-fiction writers. In recent months I learned that the space pioneer Konstantin Tsiolkowsky, in his dreams of the future, was one of the first to escape that hangup. By chance, and initially almost as a joke, I began some calculations on the problem in 1969, at first as an exercise for the most ambitious students in an introductory physics course. As sometimes happens in the hard sciences, what began as a joke had to be taken more seriously when the numbers began to come out right. There followed several years of frustrating attempts to get these studies published. Friends advised that I take my ideas quotto the peoplequot in the form of physics lectures at universities. The positive response (especially from students) encouraged me to dig harder for the answers to questions about meteoroid damage, agricultural productivity, materials sources, economics and other topics. The results of that study indicate that we can colonize space, and do so without robbing or harming anyone and without polluting anything. if work is begun soon, nearly all our industrial activity could be moved away from Earths fragile biosphere within less than a century from now. the technical imperatives of this kind of migration of people and industry into space are likely to encourage self-sufficiency, small-scale governmental units, cultural diversity and a high degree of independence. the ultimate size limit for the human race on the newly available frontier is at least 20,000 times its present value. How can colonization take place It is possible even with existing technology, if done in the most efficient ways. New methods are needed, but none goes beyond the range of present-day knowledge. The challenge is to bring the goal of space colonization into economic feasibility now, and the key is to treat the region beyond Earth not as a void but as a culture medium, rich in matter and energy. To live normally, people need energy, air, water, land and gravity. In space, solar energy is dependable and convenient to use the Moon and asteroid belt can supply the needed materials, and rotational acceleration can substitute for Earths gravity. Space exploration so far, like Antarctic exploration before it, has consisted of short-term scientific expeditions, wholly dependent for survival on supplies brought from home. If, in contrast, we use the matter and energy available in space to colonize and build, we can achieve great productivity of food and material goods. Then, in a time short enough to be useful, the exponential growth of colonies can reach the point at which the colonies can be of great benefit to the entire human race. To show that we are technically able to begin such a development now, this discussion will be limited to the technology of the 1970s, assuming only those structural materials that already exist. Within a development that may span 100 years, this assumption is unrealistically conservative. We shall look at the individual space communities 8212 their structure and appearance and the activities possible for their inhabitants, their relation to the space around them, sources of food, travel between communities as well as to Earth, the economics of the colonies and plans for their growth. As is usual in physics, it is valuable to consider limiting cases for this study, the limits are an eventual full-size space community on a scale established by the strength of materials, and a first model, for which cost estimates can reasonably be made. The goals of the proposal will be clearer if we first discuss the large community. A cylindrical habitat The geometry of each space community is fairly closely defined if all of the following conditions are required: normal gravity, normal day and night cycle, natural sunlight, an earthlike appearence, efficient use of solar power and of materials. The most effective geometry satisfying all of these conditions appears to be a pair of cylinders. The economics of efficient use of materials tends to limit their size to about four miles in diameter, and perhaps about 16 miles in length. (See figure 1.) In these cylinder pairs, the entire land area is devoted to living space, parkland and forest, with lakes, rivers, grass, trees, animals and birds, an environment like most attractive parts of Earth agriculture is carried on elsewhere. The circumference is divided into alternating strips of land area quotvalleysquot) and window area (quotsolarsquot). The rotation period is two minutes, and the cylinder axes are always pointed toward the Sun. Figure 1. Section of a space-community main cylinder (top). The circumference is divided into alternating strips of land area (valleys) and window area (solars). Although the space-community valleys offer new landscaping opportunities and architectural possibilities, it is reassuring to note that certain Earth features can be recreated: the side view of a cylinder end cap (bottom) includes a mountain profile taken from an aerial photograph of a section of the Grand Teton range in Wyoming. Because the Moon is a rich source both of titanium and of aluminum, it is likely that these metals will be used extensively in the colonies. For conservatism, though, the calculation of the cylinder structure has been based on the use of steel cables, to form quotlongeronsquot (longitudinal members carrying the atmospheric forces on the end caps) and circumferential bands (carrying the atmospheric force and the spin-induced weights of the ground, of the longerons and of themselves). For details of this calculation and the assumptions it includes, see the box below. The steel cables are bunched to form a coarse mesh in the window areas. The bands there subtend a visual angle of 2.3 x10 -4 radians, about equal to the diffraction limit for the sunlight-adapted human eye, and so are nearly invisible. The windows themselves are of glass or plastic, subdivided into small panels. For the structure, steel cables are assumed to be formed into longerons (average thickness Deltar L ) and circular bands (average thickness Deltar B ). The value of Deltar L required is where R is the cylinder radius, rho o the atmospheric pressure and T the tension. For land density rho L and depth x L . and bands of density rho F . the total equivalent internal pressure p T is For an average soil depth of 150 cm, with an average density of 1.5 gm per cc, To arrive at a conservative value for T . we note that half a century ago, the working stress for suspension-bridge cables was 70,000 to 80,000 pounds per square inch ref 1 . At that time, D. B. Steinman ref 1 argued for the use of stresses over 100,000 psi. If we use 1920s steels, hardened to bring the yield point to 90 of the ultimate strength, and work at 75 of the yield point, the working stress can be 152,000 psi. If we take T as 150,000 psi and R as 3200 meters, the averaged surface mass density is 7.5 tons per square meter. In the window (solar) areas, the longerons can be 0.8-meter cables in stacks of four at 14-meter intervals. The bands can be in the same arrangement, but with a 1.5-meter diameter, and the mesh transparency will then be 84. Considerably larger values of R would result from the extensive use of titanium in the structure, together with a thinner layer of earth. There is no sharp upper limit on the size of a space-community cylinder with increasing size, though, a larger fraction of the total mass is in the form of supporting cables. The figure 3200 meters for radius R is somewhat arbitrary. Economy would favor a smaller size use of high-strength materials, or a strong desire for an even more earthlike environment, would favor a larger. Independent of size, the apparent gravity is earth-normal, and the air composition as well as the atmospheric pressure are those of sea level on Earth. For R equal to 3200 meters, the atmospheric depth is that of an Earth location at 3300 meters above sea level, an altitude where the sky is blue and the climate habitable: At any radius r within the cylinder we have The length of a day in each community is controlled by opening and closing the main mirrors that rotate with the cylinders. The length of day then sets the average temperature and seasonal variation within the cylinder. Each cylinder can be thought of as a heat sink equivalent to 3 x10 8 tons of water for complete heat exchange, the warnup rate in full daylight would be about 0.7 deg C per hour. As on Earth, the true warmup rate is higher because the ground more than a few centimeters below the surface does not follow the diurnal variation. Bird and animal species that are endangered on Earth by agricultural and industrial chemical residues may find havens for growth in the space colonies, where insecticides are unnecessary, agricultural areas are physically separate from living areas, and industry has unlimited energy for recycling. As we can see in figure 1, it is possible to recreate certain Earth features: the mountain profile is taken from an arieal photograph of a section of the Grand Teton range in Wyoming. The calculated cloud base heights as seen in the figure are typical of summer weather on Earth: For a dry adiabatic lapse rate of 3.1 deg per 300 meters and a dew-point lapse rate of 0.56 deg per 300 meters, relative humidity and a temperature range between zero and 32degC, the cloud base heights range between 1100 and 1400 meters. The agricultural areas are separate from the living areas, and each one has the best climate for the particular crop it is to grow. Gravity, atmosphere and insolation are earthlike in most agricultural cylinders, but there is no attempt there to simulate an earthlike appearence. Selected seeds in a sterile, isolated environment initiate growth, so that no insecticides or pesticides are needed. (The evolution time for infectious organism is long, and resterilization of a contaminated agricultural cylinder by heating would not be difficult.) All food can be fresh, because it is grown only 20 miles from the point of use. The agricultural cylinders can be evenly distributed in seasonal phase, so that at any given time several of them are at the right month for harvesting any desired crop. Figure 2 shows side and end views of a space community as a complete ecosystem. The main mirrors are made of aluminum foil and are planar. Moving these mirrors varies the angle at which sunlight hits the valleys (controlling the diurnal cycle), and the Sun appears motionless in the sky, as it does on Earth. The solar power stations, which consist of paraboloidal mirrors, boiler tubes and conventional steam-turbine electric generators, can provide the community with sufficient power, easily up to ten times the power per person now used (10 kw) in highly industrialized regions ref 2 . For such energy-rich conditions (120 kw per person) the power needed for a cylinder housing 100,000 people is 12,000 megawatts: The solar power incident on a cylinder end cap is 36,000 megawatts, adequate if the thermal efficiency is 33. Extra power plants near the agricultural ring would be needed for higher population density. Waste heat is sent into space by infrared radiators of low directionality. Figure 2. Space community as a whole is seen in side (top) and end (bottom) views For the end view, 37 of the 72 agricultural cylinders in a ring are shown the ring does not rotate as a whole. Note the lines of symmetry in both sections of the figure. The communities are protected from cosmic rays by the depth of the atmosphere and by the land and steel supporting structure, the bands and longerons being distributed where visual transparency is unnecessary. Meteoroid damage should not be a serious danger. Most meteoroids are of cometary rather than asteroidal origin and are dust conglomerates, possibly bound by frozen gases ref 3 a typical meteoroid is more like a snowball than like a rock. Spacecraft sensors have collected abundant and consistent data on meteoroids in the range 10 -6 to 1 gram, and the Apollo lunar seismic network is believed to have 100 detection efficiency for meteoroids ref 4 above 10 kg: Data from these sources are consistent with a single distribution law. The Prairie Network sky-camera data ref 5 , after substantial correction for assumed luminous efficiency, agree with data from the National Aeronautics and Space Administration for 10-gm meteoroids. The spacecraft and seismic data indicate a mean interval of about one-million years for a strike by a heavy (one ton) meteoroid on a space community of cross section 1000 square kilometers. Even such a strike should produce only local damage if the structure is well designed. For 100-gram meteoroids, the mean interval for a strike is about three years. From the combined viewpoints of frequency and of momentum carried, the size range from one to ten grams may need the most care in window design and repair methods. For total breakage of one window panel, Daniel Villani at Princeton has calculated a leakdown time of about 300 years. Meteoroid-damage control is, then, a matter of sensing and of regular minor repair rather than of sudden emergencies. Axial rotation and transport A key element in the design of the space colony is the coupling of two cylinders by a tension cable and a compression tower to form a system that has zero axial angular momentum and is therefore able to maintain its axis pointed toward the Sun without the use of thrusters. The force and torque diagram for this arrangement is seen in figure 3. To accelerate the cylinders up to the required rotational speed, static torque is transmitted through the compression framework that joins the two cylinders of a pair. For a spin-up time of three years, a constant 560,000 horsepower is needed this is 3 of the generator capacity of a cylinder. After spinup, the same motors can provide maintenance power for frictional losses and for attitude control about the spin axis. Each cylinders angular momentum is 1.5 x10 18 kg 2 rad per sec the torque needed to precess this angular momentum once each year is 3 x10 11 newton meters, corresponding to a constant force of 1200 tons on a 26-km lever arm. Figure 3. Force and torque diagram for a cylinder. Nondissipative static forces are used to precess spin angular momenta, so that cylinder axes always point toward the Sun. The phase difference of seasons between the two cylinders permits quotseasonal counterpoint,quot midsummer in one cylinder during midwinter in the other. Travel between the two requires no power and only nine minutes of time. They are only 90 km apart, and engineless vehicles can unlock from the outer surface of one cylinder at a preset time, move in free flight with the tangential velocity (180 meters per sec or 400 miles per hour) and lock on to the other cylinder at zero relative velocity. Travel between communities can also be carried out with simple engineless vehicles, accelerated in a computed direction by a stationary cable-pulling electric motor and decelerated by an arresting cable at the destination. The quotcable-carquot vehicles for such free flight need no fuel, no complex maintenance nor a highly trained crew, and should be inexpensive. Vehicle speeds permit travel among a total population larger than that of Earth within flight times of seven hours. (I have here assumed communities spaced at 200-km intervals, so that the maximum dimension of a planar cluster housing 4 billion people is 29,000 km. For a vehicle with acceleration 1g and the required travel time of seven hours, the acceleration length is 66 km.) With no need for aerodynamic design, the vehicles can be far more roomy and comfortable than the typical earthbound commercial jet. Life in the colonies The key statements so far have been based on known facts, on calculations that can be checked and on technology whose costs can be estimated realistically. The discussion, however, would be sterile without some speculations that must, of course, be consistent with the known facts. With an abundance of food and clean electrical energy, controlled climates and temperate weather, living conditions in the colonies should be much more pleasant than in most places on Earth. For the 20-mile distances of the cylinder interiors, bicycles and lowspeed electric vehicles are adequate. Fuel-burning cars, powered aircraft and combustion heating are not needed therefore, no smog. For external travel, the simplicity of engineless, pilotless vehicles probably means that individuals and families will be easily able to afford private space vehicles for low-cost travel to far distant communities with diverse cultures and languages. The quotrecreational vehiclesquot of the colonial age are therefore likely to be simple spacecraft, consisting of well furnished pressure shells with little complexity beyond an oxygen supply and with much the same arrangement of kitchen facilities and living space as are found today in our travelling homes. All Earth sports, as well as new ones, are possible in the communities. Skiing, sailing, mountain climbing (with the gravity decreasing linearly as the altitude increases) and soaring are examples. As an enthusiastic glider pilot, I have checked the question of thermal scales: The soaring pilots of the colonial age should find sufficient atmospheric instability to provide them with lift. At high altitudes, man-powered flight 8212 a nearly impossible dream on Earth 8212 becomes easy. A special, slowly rotating agricultural cylinder with water and fish can have gravity 10 -2 or 10 -3 times that on Earth for skin diving free of pressure-equalization problems. Noisy or polluting sports, such as auto racing, can easily be carried out in one of the cylinders of the external ring. The self-sufficiency of space communities probably has a strong effect on government. A community of 200,000 people, eager to preserve its own culture and language, can even choose to remain largely isolated. Free, diverse social experimentation could thrive in such a protected, self-sufficient environment. If we drop our limitation to present technology, the size of a community could be larger. One foreseeable development is the use of near-frictionless (for example, magnetic) bearings between a rotating cylinder and its supporting structure, which need not be spun. For eight tons per square meter of surface density and a tensile strength of 300,000 psi, R would be 16 km, the total area would 50,000 km 2. and the population would be between five million (low density) and 700 million (the ecological limit, the maximum population that can be supported). In Table 1 we see my estimate of the earliest possible schedule for space colonization, beginning with a model community in the late 1980s. From about the year 2014, I assume a doubling time of six years for the colonies that is, the workforce of a quotparentquot colony could build a quotdaughterquot colony within that time. In making these estimates I have calculated that the first model community would require a construction effort of 42 tons per man-year, comparable to the effort for large-scale bridge building on Earth. Full-size communities at high population density require 50 tons per man-year, and up to 5000 tons per man-year for low population density. For comparison, automated mining and shipping in Australia now reaches 200 tons per man-year averaged over a town ref 6 . Table 1: Possible Stages in the Development of Space Communities Population figures are for double unit higher figures are the approximate ecological limits, for conventional agriculture. In the long run, space-colony construction is ideally suited to automation. A colonys structure consists mainly of cables, fittings and window panels of standard modular form in a pattern repeated thousands of times. The assembly takes place in a zerogravity environment free of the vagaries of weather. By the time that the colonies are evolving to low population density, therefore, I suspect that very few people will be involved in their construction. Most of the workforce will probably be occupied in architecture, landscaping, forestry, zoological planning, botany and other activities that are nonrepetitive and require a sense of art and beauty. It is important to realize the enormous power of the space-colonization technique. If we begin to use it soon enough, and if we employ it wisely, at least five of the most serious problems now facing the world can be solved without recourse to repression: bringing every human being up to a living standard now enjoyed only by the most fortunate protecting the biosphere from damage caused by transportation and industrial pollution finding high-quality living space for a world population that is doubling every 35 years finding clean, practical energy sources preventing overload of Earths heat balance. I hesitate somewhat to claim for space-colonization the ability to solve one other problem, one of the most agonizing of all: the pain and destruction caused by territorial wars. Cynics are sure that humanity will always choose savagery even when territorial pressures are much reduced. Certainly the maniacal wars of conquest have not been basically territorial. Yet I am more hopeful I believe we have begun to learn a little bit in the past few decades. The history of the past 30 years suggests that warfare in the nuclear age is strongly, although not wholly, motivated by territorial conflicts battles over limited, nonextendable pieces of land. From the viewpoint of international arms control, two reasons for hope come to mind. We already have an international treaty banning nuclear weapons from space, and the colonies can obtain all the energy they could ever need from clean solar power, so the temptations presented by nuclear-reactor byproducts need not exist in the space communities. To illustrate the power of space-colonization in a specific, calculable situation, we trace the evolution of a worst-case example: Suppose the present population-increase rate were to continue on Earth and in the space colonies. In that case the total human population would increase 20,000-fold in a little over 500 years. Space-colonization would absorb even so huge a growth, as we shall see from our calculations. The total volume of material needed in a full-size community is 1.4 x10 9 cubic meters, and the material available in the asteroid belt (from which the later communities will be built) is estimated to be 4 x10 17 cubic meters, about one twenty-five hundredth the volume of Earth. For a present world population of 3.9 x 10 9 people and a growth rate ref 7 of 1.98 per year (the 1965-71 average), the asteroidal material would last 500 years, corresponding to a 20,000-fold population increase at low population density. In figure 4, we see the development of this worst-case problem. To hasten the solution of that problem, the initial space community population density is taken as the ecological limit the maximum number of people that can be supported with food grown within the communities, with conventional agriculture. Richard Bradfield has grown enough to feed 72 people per hectare by the techniques of double planting and multiple cropping, and with the use of cuttings for livestock feed. These results ref 8, as published and also as described to me by Bradfield, were obtained in the Phillipines, which has only a nine-month growing season and less than ideal weather conditions. Calculations based on his figures, but assuming an ideal twelve-month season, indicate that the colonies should be able to support 143 people per hectare with a diet of 3000 calories, 52 grams of usable protein and 4.3 pounds of total food per person per day ref 9 . Much of the protein would come from poultry and pork. The two main cylinders of Model 1 should then be able to support up to 10,800 people, and the corresponding ecological limit for a full-size community would be 20 million people. At this limit, all the colonists would have a high standard of living, but in apartment-house living conditions, looking out over farmland. For a community limit of 13-million people, the main cylinders could be kept free of agriculture. Figure 4. Effectiveness of space colonization in solving a hypothetical quotworst casequot population-growth problem. The case considered assumes no reduction of population growth rate either on Earth or in the space colonies. Here P E is the population of Earth, P S that of space, and A S A E the ratio of land area in space (all usable) to total land area of Earth. Both P E and P S A S reach stable, relatively low values. Changes within wide limits in the assumed input numbers do not affect the reaching of a stable solution, nor do they affect the final stable values of P E and P S A S . This figure is an example of the power of space-colonization, not a prediction. By about 2050, then, figure 4 indicates that emigration to the colonies could reverse the rise in Earths population, and that the acceleration of the solution could be dramatically fast: Within less than 30 years, Earths population could be reduced from a peak of 16.5 billion people to whatever stable value is desired. I have suggested 1.2 billion as a possible optimum it corresponds to the year 1910 in Earth history. The reduction in population density in the space communities could be equally rapid, and within another 40 years new construction could thin out the communities to a stable density of 1.43 people per hectare, about one hundredth of the ecological limit. The total land area in the colonies would then be more than three times that of Earth. We can hope that, in contrast to this worst-case example, some progress toward zero population growth ref 10 will be made in the next 75 years. Any such progress will hasten the solution, reduce Earths population peak, and hasten the day when the population densities on Earth as well as in the colonies can be reduced to an optimum value. Building the first colony A responsible proposal to begin the construction of the first colony must be based on a demonstration, in some detail, of one workable plan with realistic cost estimates. I emphasize two points about any such plan: The details presented should be thought of simply as an existence proof of feasibility and many variations are possible. The optimum design and course of action can only be decided on after study and consultation among experts in a number of fields. The nominal values for the first model colony are taken as: construction force, 2000 people population, 10,000 total mass, 500,000 tons. When the design and cost analysis are done in detail for the entire enterprise, the need to fit a budget may force some reduction in size. The initial estimates have been aimed at holding the cost equal to that of one project we have already carried through: Apollo. The choice of 10,000 as a target population ensures that, even with some reduction, Model 1 will be large enough to obtain economies of scale and to serve as an effective industrial base for the construction of Model 2. A much reduced colonization project would be little more than a renamed space station, perhaps able to maintain itself but incapable of building the larger models that are necessary if the program is ultimately to support itself. It is an essential feature of the colonization project that Earth should no longer have to support it after the first two or three stages. Ultimately, colonization could take place in the entire sphere, 3 x 10 17 km 2 in area, that surrounds the Sun at the distance we have evolved to prefer (the so-called quotDyson spherequot). For the first colony it is probably best to choose a particular point on that sphere, within easy range of both Earth and Moon, not so close as to be eclipsed often, and preferably stable against displacements in all three coordinates. The L4 and L5 Lagrange libration points satisfy all these conditions. They have the further advantage of forming only a very shallow effective-potential well ref 11 . Earth, Moon, Sun and the colony form a restricted four-body gravitational problem, for which the full solution has only been worked out within the past several years ref 12 . The stable motion is a quasielliptical orbit, of large dimensions, about L5. The maximum excursions in arc and radius are several tenths of the Earth-Moon distance. On the stable orbit there is room for several thousand colonies a long time will pass before colonization can fill so big an orbit. There are several key problems involved here, each of which appears to yield to an efficient solution in principle: reducing freight-shipment cost from the Earth to L5, the colony site minimizing the mass needed from Earth designing a device for low-cost transfer of materials from the Moon to L5. The first problem was considered by Robert Wilson (NASA), Eric Hannah and George Hazelrigg (Princeton) at a meeting held 9 and 10 May at Princeton (A Proceedings of this meeting will be published). Their conclusion was that the best method during the 1980s will probably be conventional chemical rockets 8212 specifically, the high-quality engines already being developed for the space shuttle. Among several variations possible, the common feature was reusability, and the cost estimates for shipment varied from 190 to 400 per pound, in 1972 dollars. The cost summary table (Table 4) therefore assumes 425 per pound. To reduce the mass needed from Earth, most of the repetitive structural members (aluminum) and window panels (glass) must be produced at L5 from lunar material. A further, important saving is made by getting 89 of the mass of needed water from oxygen in the plentiful lunar-surface oxides, bringing only 11 of the water mass as liquid hydrogen from Earth. Of the 500,000-ton total mass (see Table 2) for the Model 1 colony, 98 can be obtained from the Moon. The elements most needjed are aluminum, titanium, silicon and oxygen. Lunar surface soil is usable for agriculture, with the addition of nitrates and small amounts of trace elements. The remaining 10000 tons must come from the Earth. Table 2. Masses of Materials Required for Model 1 (Metric tons) Includes replenishable reserves to be used to initiate construction of Model 2, and so are higher than the minima required for Model 1. For 100 MW plant. To bring the total cost within practical limits, we must develop a low-cost method for transporting raw materials from the Moon to the construction site. The discussion of transport methods should be taken as an existence proof rather than as a detailed design. There may very well be better methods than those I have considered however, it is enough to show two solutions that appear to be workable. Both use the two great advantages of the lunar environment: an excellent vacuum and a very low escape velocity, about 1.5 miles per sec, less than one quarter of the escape velocity from Earth. To bring a kilogram to L5 from the Moon takes less than 5 of the energy needed to take a kilogram from Earth. Both methods assume electric power from a conventional steam-electric power plant that uses solar energy, and both assume that the system runs only during the lunar day, the night being used for scheduled maintenance, crew rest and possibly materials processing. I have also assumed another factor of two lost to system breakdowns. Overall then, each system is assumed to be running only one week in four. The first method, called quotRPLquot for rotary pellet launcher, is a symmetric, two-arm propeller-like device, running at constant speed. (See box below for description). To transfer 500 tons in six years, about 26 such RPLs would be needed, for a total power of 32 MW. Precise steering is carried out by a linear electromagnetic deflection-plate system after the launching, to hold down the pellet dispersion and permit easy collection. Rotary pellet launcher The rotary launcher is assumed to be a symmetric two-arm propeller-like device, running at constant speed, with launching arms of ten-meter radius. Mass: 10 tons Rotation rate: 2300rpm Tip speed: 2400 msec (escape velocity) Power: 1600 horsepower The transfer rate per launcher is 3250 tons per year for the transfer of 5-gm pellets, assuming a 25 duty cycle. The strength-to-mass ratio for the launcher is within the range attainable by boron-filament technology: An aluminum matrix containing boron grown on tungsten cores is calculated to have a yield stress of 322,000 psi and average density 4.1, so that rho T 1.85 x 10 -6 Here rho is the density and T the tension in MKS units. For uniform stress, the ratio of arm radii at the base and the tip r 1 and r 2 ) is where v is the escape velocity. For r 1 r 2 less than 50, rho T must be less than 2.08 x 10 -6 . The alternative method, called quotTLAquot for transport linear accelerator, uses the technology of dynamic magnetic levitation and the linear synchronous motor. The TLA is a recirculating system of small, passive vehicles (buckets), each having no moving parts but containing superconducting coils. The bucket accelerates a 9-kg payload to escape speed along a magnetic-levitation, linear-synchronous track. Deceleration then releases the payload, the bucket slows to a moderate speed, and is recirculated to receive another payload. Table 3 shows some guideline parameters. The mass estimate is 1500 tons, of which about 80 is in power-generation and power-handling equipment. In six years, running 25 of the time, the TLA can transport over 300 times its own weight. (For a short bibliography of early work on the possibilities of electromagnetic launching, before the development of dynamic magnetic levitation, see reference 13 .) Table 3. Guideline Parameters for Transport Linear Accelerator The cost saving due to the presence of Model 1 can be divided as follows: production, 25,000 lbsman-year workforce, 4000 people transport costs, 250lb. The saving over the eight years needed to complete the colony is thus a total of 200 x 10 9 . We can also see in Table 4 that the economic payoff from the construction of the first community will come quickly, during construction of the second. That payoff will be in the form of transport costs saved because tools and fabricated structures will be made from lunar material at Community 1 rather than on Earth. The first colony can apparently pay for itself in one or two years, and, by its presence, can keep the annual cost of building Community 2 8212 with its 100,000 to 200,000 people 8212 at about the same level as for Community 1. After that, construction costs for models 3, 4 and so on, should taper off as space-based industry becomes stronger, and as the wide range of chemical elements in the asteroids are used. We can speculate that the second or third colony may begin to pay back its construction cost in additional ways, for example by the manufacture of high-strength single crystals ref 14 in the zerogravity, high-vacuum environment that surrounds it, and by the manufacture of titanium products. To follow the economics as far as Model 3 would be too speculative its costs to Earth will mainly be those of transporting its one to two million inhabitants to L5. Its earliest possible completion date is estimated at just after the turn of the century (28 years forward in time going back the same number of years brings us to the era of the V2 rocket, more than ten years before the first artificial satellite). Around the year 2000, a fully reusable chemical rocket system could transport payloads to L5 at a cost of about 100 per pound (again, in 1972 dollars). A prospective colonist could therefore save enough money (one or two years salary) to emigrate with his family of three. The near certainty of continued advances in propulsion systems suggests that the actual costs will be lower. By the middle years of the next century, and possibly earlier, production costs at L5 should be lower than on Earth. My reasons for this belief are that: the asteroid belt is a rich source of raw materials, already exposed and differentiated. transport from the belt to L5 can be done in a way analogous to ocean freight on Earth that is, in very large units, with low fuel costs and very small crews. In space, it may be most practical to eliminate the freighter hulls entirely. A TLA-type reaction motor can run on free solar power and transport an entire asteroid to L5, perhaps with no crew at all. food-raising costs, production costs and shipping costs among the communities should all be lower than on Earth because of ideal growing conditions, proximity of farms to consumers, availability of unlimited solar power and the convenience of zero-gravity and high-vacuum environments for production and transportation. If we are so prodigal as to run through the entire material of the asteroid belt in the next 500 years, we can even gain another 500 years by using up the moons of the outer planets. Long before then, I hope we will have slowed the growth of the human population. And I feel sure that long before then a modified version of a space community will have travelled to a nearby star. I am left with the desire to communicate two aspects of this work more completely. On the one hand, I would like to display for review more of the details of calculations and references than is possible here. And on the other hand, I am acutely aware of the need for discussion outside our own group of physics-oriented people. This work should be discussed and debated as widely as possible, by people with a range of technical and artistic talents, and by people who claim no special talent beyond the ability to work hard for a worthwhile goal. I hope I have conveyed at least a little of the sense of excitement that I have enjoyed over the past few years as each serious problem has appeared to yield to a solution, as well as how much more remains to be done and how much need there is for good ideas and hard work. For private communications leading to references, I thank Donald Gault, Barry Royce, Richard Johnson, George Hazelrigg and John Breakwell. And it is a special pleasure to thank those who encouraged me to continue this work in the years when it was little known, particularly George Pimentel, Freeman Dyson, Brian OLeary, Roman Smoluchowski, Richard Feynman and John Tukey. I am also grateful to Michael Phillips of the Point Foundation, which supported the first public meeting on this subject. G. A. Hool, W. S. Kinne, Movable and Long Span Steel Bridges, McGraw-Hill, New York, (1943), page 328 D. B. Steinman, A Practical Treatise on Suspension Bridges, John Wiley, New York (1929), page 236. S. F. Singer, Scientific American . September 1970, page 174.Meteoroid Environment Model 8212 1969 (Near Earth to Lunar Surface), NASA SP-8013.G. Latham, J. Dorman, F. Duennebier, M. Ewing, D. Lammlein, Y. Nakamura, Moonquakes, Meteorites and the State of the Lunar Interior, and Lunar Seismology, in Abstracts of the Fourth Lunar Science Conference, 1973 . Lunar Science Institute, 3303 NASA Road 1, Houston, Texas 77058.R. E. McCrosky, Distributions of Large Meteoric Bodies, Smithsonian Astrophysical Observatory Special Report No. 280.K. MacLeish, Australias Wild, in National Geographic 143 . tidak. 2, 168, (1973).1970 World Population Data Sheet, Population Reference Bureau Inc, 1755 Massachusetts Ave, N. W. Washington, D.C. 20036.R. Bradfield, Multiple Cropping-Hope for Hungry Asia, in Readers Digest . October 1972, page 217.F. M. Lappe, Diet for a Small Planet, Ballantine Books, New York, (1971).The Limits of Development, Report by the Systems Dynamics Group, Massachusetts Institute of Technology (1972), Club of Rome, Geneva.W. H. Michael Jr, Considerations of the Motion of a Small Body in the Vicinity of the Stable Libration Points of the Earth-Moon System, NASA TR-R-160 (1963).R. Kolenkiewicz, L. Carpenter, Stable Periodic Orbits About the Sun-Perturbed Earth-Moon Triangular Points, AIAA Journal 6 . tidak. 7, 1301 (1968) A. A. Kamel, Perturbation Theory Based an Lie Transforms and its Application to the Stability of Motion Near Sun-Perturbed Earth-Moon Triangular Libration Points, NASA CR-1622, August 1970.A. C. Clarke, J. Brit. Interplanetary Soc. 9 . 261(1950).H. C. Gatos, A. F. Witt, Crystal Growth Studies on Skylab, MIT News Release 14 May 1974. Register Today
Recording-stock-options-in-quicken
Pilihan-straddle-trade