Џерард Кичен О’Нил (; Бруклин, 6. фебруар 1927 — Редвуд Сити, 27. април 1992) био је амерички физичар и свемирски активиста. Као члан факултета Универзитета Принстон, изумео је уређај назван аккумулациони прстен за честице за експерименте у физици високих енергија. Касније је изумео магнетни лансер назван масени покретач. Седамдесетих година 20. века развио је план за изградњу људских насеља у свемиру, укључујући дизајн свемирског станишта познатог као О’Нилов цилиндар. Основао је Институт за свемирске студије, организацију посвећену финансирању истраживања свемирске производње и колонизације.
О’Нил је започео истраживање физике честица високих енергија на Принстону 1954. године, након што је докторирао на Универзитету Корнел. Две године касније објавио је своју теорију аккумулационог прстена за честице. Овај изум омогућио је акцелераторе честица на много вишим енергијама него што је то раније било могуће. Године 1965. на Универзитету Станфорд извео је први експеримент физике са сударајућим сноповима.
Док је предавао физику на Принстону, О’Нил се заинтересовао за могућност да људи преживе и живе у свемиру. Истраживао је и предложио футуристичку идеју за људско насеље у свемиру, О’Нилов цилиндар, у свом првом раду на ту тему, „Колонизација свемира”. Организовао је конференцију о свемирској производњи на Принстону 1975. године. Присуствовали су многи који су постали свемирски активисти постаполо ере. О’Нил је са професором Хенријем Колмом 1976. направио свој први прототип масеног покретача. Сматрао је да су масени покретачи кључни за експлоатацију минералних ресурса Месеца и Астероида. Његова награђивана књига „Висока граница: Људске колоније у свемиру” инспирисала је генерацију заговорника истраживања свемира. Преминуо је од леукемије 1992. године.
Рођење, образовање и породични живот О’Нил је рођен у Бруклину, Њујорк, 6. фебруара 1927. године, од оца Едварда Џерарда О’Нила, адвоката, и мајке Дороти Луис О’Нил (рођене Кичен).„Gerard K. O'Neill” Notable Scientists: From 1900 to the Present„Gerard K(itchen) O'Neill” Contemporary Authors Online Није имао браће ни сестара. Његова породица преселила се у Спекулатор, Њујорк, када се његов отац привремено пензионисао из здравствених разлога. Средњу школу је похађао на Академији Њубург Фри у Њубургу, Њујорк. Док је био ученик, уређивао је школске новине и запослио се као спикер вести на локалној радио станици. Матурирао је 1944. године, током Другог светског рата, и пријавио се у Морнарицу Сједињених Држава на свој 17. рођендан. Морнарица га је обучила за радарског техничара, што је подстакло његово интересовање за науку.
Након што је часно отпуштен 1946. године, О’Нил је студирао физику и математику на Свортмор колеџу. Као дете разговарао је са родитељима о могућностима људи у свемиру, а на колеџу је уживао у раду на ракетним једначинама. Међутим, свемирску науку није видео као опцију за каријеру у физици, већ се одлучио за физику високих енергија. Дипломирао је са почастима Фи Бета Капа 1950. године. О’Нил је затим наставио постдипломске студије на Универзитету Корнел уз помоћ стипендије Комисије за атомску енергију, и стекао звање доктора физике 1954. године.
О’Нил се оженио Силвијом Терлингтон, такође дипломком Свортмора, у јуну 1950. године.„Sylvia Turlington Wed at Her Home” New York Times Имали су сина Роџера и две кћерке, Џенет и Елеонор, пре него што се њихов брак завршио разводом 1966. године.
Једна од О’Нилових омиљених активности била је летење. Имао је инструменталне сертификате за моторно и једриличарско летење и поседовао је ФАИ Дијамантски беџ, награду за једриличарство.O'Neill The High Frontier 1977, задња страна Током свог првог прекопреког једриличарског лета у априлу 1973. године, са земље му је помагала Ренате „Таша” Штефен. Упознао је Ташу, која је била 21 годину млађа од њега, раније преко Међународног клуба YMCA. Венчали су се дан након његовог лета. Имали су сина Едварда О’Нила.
Истраживања у физици високих енергија Након дипломирања на Корнелу, О’Нил је прихватио место предавача на Универзитету Принстон. Тамо је започео своје истраживање физике честица високих енергија. Године 1956, на другој години предавања, објавио је чланак на две странице у којем је теоретисао да би се честице произведене у акцелератору честица могле чувати неколико секунди у аккумулационом прстену. Ускладиштене честице би се затим могле усмерити да се сударе са другим снопом честица. Ово би повећало енергију судара честица у односу на претходни метод, који је усмеравао сноп ка фиксној мети. Његове идеје физичарска заједница није одмах прихватила.
О’Нил је постао доцент на Принстону 1956. године, а унапређен је у ванредног професора 1959. године. Посетио је Универзитет Станфорд 1957. године како би се састао са Волфгангом К. Х. Панофским. Ово је резултирало сарадњом између Принстона и Станфорда на изградњи (CBX). Уз грант од 800.000 америчких долара Канцеларије за поморска истраживања, изградња првих акумулационих прстенова за честице започела је 1958. у Станфордској лабораторији за физику високих енергија. Смислио је како да ухвати честице и, испумпавањем ваздуха ради стварања вакуума, да их складишти довољно дуго за експериментисање. „Gerard K. O'Neill” Notable Scientists: From 1900 to the Present CBX је ускладиштио свој први сноп 28. марта 1962. О’Нил је постао редовни професор физике 1965. године.
У сарадњи са Бартоном Рихтером, О’Нил је 1965. извео први експеримент физике са сударајућим сноповима. У овом експерименту, снопови електрона из линеарног акцелератора Mark III у Станфордској лабораторији за физику високих енергија (HEPL) сакупљени су у два CBX акумулациона прстена и затим усмерени да се сударе при енергији од 600 MeV. Резултати су показали да је наелектрисање електрона садржано у запремини мањој од 100 атометара у пречнику. О’Нил је сматрао да је његов уређај способан за складиштење од само неколико секунди, али су други, стварањем још јачег вакуума, успели да то повећају на сате. Године 1979, заједно са физичарем Дејвидом Ч. Ченгом, написао је уџбеник за постдипломске студије Elementary Particle Physics: An Introduction. Пензионисао се са наставе 1985. године, али је остао повезан са Принстоном као професор емеритус до своје смрти.
Колонизација свемира
Порекло идеје (1969) мини|НАСА је замислила амбициозно научно истраживање Месеца. О’Нил је видео велики потенцијал у америчком свемирском програму, посебно у мисијама Аполо. Пријавио се за Астронаутски корпус након што га је НАСА 1966. отворила за цивилне научнике. Касније, када су га питали зашто жели да иде на мисије на Месец, рекао је: „бити жив сада и не учествовати у томе чинило се ужасно кратковидим”. Прошао је НАСА-ине ригорозне менталне и физичке провере. Током тог времена упознао је Брајана О’Лирија, такође кандидата за научника-астронаута, који му је постао добар пријатељ.O'Neill The High Frontier 1977, О’Лири је изабран за Астронаутску групу 6, али О’Нил није.Astronaut Biographies: Former Astronauts
О’Нил се заинтересовао за идеју колонизације свемира 1969. године док је предавао физику бруцошима на Универзитету Принстон. Његови студенти постајали су све циничнији према користима науке за човечанство због контроверзи око Вијетнамског рата.O'Neill The High Frontier 1977, Да би им дао нешто релевантно за проучавање, почео је да користи примере из програма Аполо као примене елементарне физике. О’Нил је поставио питање током додатног семинара који је одржао за неколико својих студената: „Да ли је површина планете заиста право место за ширење технолошке цивилизације?” Истраживање његових студената уверило га је да је одговор не.
мини|лево|Берналова сфера, „планета изврнута наопачке”
О’Нила су инспирисали радови његових студената. Почео је да разрађује детаље програма за изградњу самодовољних свемирских станишта у слободном свемиру. Међу детаљима је било и како обезбедити становницима свемирске колоније окружење налик Земљином. Његови студенти су дизајнирали џиновске структуре под притиском, завртене тако да центрифугалном силом приближе Земљину гравитацију. Са становништвом колоније које живи на унутрашњој површини сфере или цилиндра, ове структуре су личиле на „планете изврнуте наопачке”. Открио је да би спаривање контраротирајућих цилиндара елиминисало потребу да се они окрећу помоћу ракета. Ова конфигурација је од тада позната као О’Нилов цилиндар.
Први рад (1970–1974) Тражећи излаз за своје идеје, О’Нил је написао рад под насловом „Колонизација свемира” и четири године покушавао да га објави. Слао га је у неколико часописа и магазина, укључујући Scientific American и Science, али су га рецензенти одбијали. Током тог времена О’Нил је држао предавања о колонизацији свемира на Хемпшир колеџу, Принстону и другим школама. Предавање на Хемпширу омогућио је О’Лири, који је тада био доцент за астрономију и процену научне политике на тој институцији; 1976. придружио се О’Ниловој истраживачкој групи на Принстону. Многи студенти и особље који су присуствовали предавањима постали су одушевљени могућношћу живота у свемиру. Још један излаз за О’Нила да истражује своје идеје била су његова деца; у шетњама шумом спекулисали су о животу у свемирској колонији. Његов рад се коначно појавио у септембарском броју часописа Physics Today 1974. године. У њему је тврдио да би изградња свемирских колонија решила неколико важних проблема:
мини|десно|Дијаграм Лагранжових тачака у систему Земља—Месец
Истраживао је могућности летења једрилица унутар свемирске колоније, откривши да би огромна запремина могла да подржи атмосферске термичке струје.O'Neill 1974 Израчунао је да би човечанство могло да се прошири на овој вештачкој граници до 20.000 пута у односу на своју тренутну популацију.O'Neill 1974 Прве колоније биле би изграђене у Земља—Месец и Лагранжовим тачкама.O'Neill 1974 и су стабилне тачке у Сунчевом систему где летелица може да одржава свој положај без трошења енергије. Рад је добро прихваћен, али многи од оних који су почели да раде на пројекту били су упознати са његовим идејама и пре него што је објављен. Рад је добио неколико критичких одговора. Неки су доводили у питање практичност подизања десетина хиљада људи у орбиту и његове процене производног учинка почетних колонија.O'Neill The High Frontier 1977,
Док је чекао да му рад буде објављен, О’Нил је организовао малу дводневну конференцију у мају 1974. на Принстону како би разговарали о могућности колонизације свемира. Конференција, под називом Прва конференција о колонизацији свемира, финансирана је од стране Поинт фондације Стјуарта Бренда и Универзитета Принстон.O'Neill The High Frontier 1977, Међу присутнима су били Ерик Дрекслер (тада бруцош на МИТ-у), научник-астронаут Џо Ален (из Астронаутске групе 6), Фриман Дајсон и научни репортер Волтер Саливан. Представници НАСА-е су такође присуствовали и донели процене трошкова лансирања очекиваних на планираном Спејс шатлу. О’Нил је присутне сматрао „бандом смелих радикала”. Саливанов чланак о конференцији објављен је на насловној страни Њујорк тајмса 13. маја 1974. Како је медијска покривеност расла, О’Нил је био преплављен писмима људи који су били узбуђени због живота у свемиру.O'Neill The High Frontier 1977, Да би остао у контакту са њима, О’Нил је почео да води спискове адреса и слао обавештења о свом напретку.O'Neill The High Frontier 1977, Неколико месеци касније чуо је Питера Глејзера како говори о соларним енергетским сателитима у НАСА-ином Центру за свемирске летове Годард. О’Нил је схватио да би, изградњом ових сателита, његове свемирске колоније могле брзо да поврате трошкове своје изградње.O'Neill The High Frontier 1977, Према О’Нилу, „дубока разлика између овога и свега другог што се ради у свемиру јесте потенцијал стварања великих количина новог богатства”.
НАСА-ине студије (1975–1977)