мини|Кинески зид
Мегаструктура () је веома велики вештачки објекат, при чему није коначно дефинисано шта тачно чини ту величину. Термин се повремено користи и за посебно велике и високе зграде или конструкције. Неки извори дефинишу мегаструктуру као огроман самоносиви вештачки конструкт. Производи инжењеринга мегаразмера (енгл. , инжењерство у размери мега) или астроинжењеринга (енгл. ) јесу мегаструктуре.
Већина нацрта мегаструктура не би могла бити изграђена са данашњим стањем индустријске технике. То њихове нацрте чини примерима истраживачког инжењеринга (енгл. ). Оне које би могле да се изграде лако се квалификују као мегапројекти.
Мегаструктуре су такође архитектонски концепт који је постао популаран шездесетих година 20. века, у којем град може бити смештен у једној згради или у релативно малом броју међусобно повезаних зграда. Такви концепти аркологије популарни су у научној фантастици. Мегаструктуре често играју улогу у радњи или су место дешавања у научнофантастичним филмовима и књигама, као што је нпр. Сусрет са Рамом аутора Артура Ч. Кларка.
Прототипски нацрт мегаструктуре био је „План за Токио: 1960” Кенза Тангеа. Огромна структура аутопутева подигнута на стубове требало је да се протеже преко Токијског залива. На њу би се, налик чешљу, надовезивала стамбена насеља у којима би огромни стамбени брежуљци лебдели на платформама изнад воде. У свим деловима овог новог града функције је требало да буду сложене једна преко друге на различитим нивоима, стварајући тако просторну архитектуру. Веће структуре требало је да имају дужи животни циклус од мањих стамбених зграда.
Надовезујући се на овај концепт, Ралф Вилкоксен (енгл. )Ralph Wilcoxen: A short bibliography on megastructures, Monticello, Ill.: Council of Planning Librarians, 1968. је 1968. године дефинисао мегаструктуру као структурни оквир у који се касније могу инсталирати, деинсталирати и заменити просторије, куће или друге мале зграде, а који се може „неограничено” проширивати. Ова врста оквира омогућава структури да се прилагоди индивидуалним жељама својих становника, чак и када се те жеље временом мењају.
Многи архитекти су шездесетих година 20. века дизајнирали такве мегаструктуре. Међу познатијим архитектима и архитектонским групама су покрет Метаболисти, Аркиграм (енгл. ), Седрик Прајс (енгл. ), Фрај Ото, Констант Ниувенхојс (хол. ), Јона Фридман (енгл. ), Бакминстер Фулер и Екхард Шулце-Филиц (нем. ).
Постојеће мегаструктуре Постоје структуре које се могу сматрати мегаструктурама, као што су нпр: мини|Терасе пиринча у филипинским Кордиљерима
Кинески зид је мегаструктура коју је направио човек, широка неколико метара, дуга 6352 km и заузима површину од око 4.975.318 m². Терасе пиринча у филипинским Кордиљерима, пољопривредни предео површине 10.360 квадратних километара, који су слободна племена Ифугао пре 6000 до 2000 година уклесала у планине. Облакодери представљају тренутно стање технике када је реч о великим грађевинама (види Списак највиших зграда и структура на свету и Списак техничких рекорда). Veliki hadronski sudarač (ЛХЦ), акцелератор честица у Европској организацији за нуклеарно истраживање (CERN) код Женеве, састоји се између осталог и од великог прстена за складиштење хадрона обима 27 километара.
Мреже путева или железница и накупине зграда (градови и припадајућа предграђа) обично се не сматрају мегаструктурама, иако се због своје величине често тако третирају. Међутим, Екуменополис би могао доћи у обзир.
Концептуалне мегаструктуре Атлантропа, хидроелектрична брана која би била изграђена преко Гибралтарског мореуза и којом би се ниво Средоземног мора спустио до 200 метара. Трансглобални аутопут (енгл. ), систем аутопутева који би повезао свих шест насељених континената. „Облак девет” (енгл. ) је предлог Бакминстера Фулера за тенсегрити (енгл. ) сферу са полупречником од једне миље, која би била толико велика да би лебдела на небу ако би се загрејала само за један степен Целзијуса изнад температуре околине, стварајући тиме станишта за мини-градове са хиљадама људи у свакој таквој сфери. Фулер је предложио и поморски аналог, који се састоји од шупљег, терасастог, плутајућег тетраедра од армираног бетона који мери једну миљу од врха до врха и пружа смештај за милион људи који живе у ваздушним стамбеним модулима на спољашњој страни, док би неопходна инфраструктура (вода, струја, канализација итд.) била доступна унутра. Модули би имали стандардизоване прикључке за снабдевање, тако да би били потпуно усељиви у року од неколико минута након њиховог доласка, а затим би могли да се одвоје и преселе у друге такве градове.
Теоретске мегаструктуре Предложен је низ теоретских структура које се могу сматрати мегаструктурама.
У стеларној размери мини|Пресек идеализоване Дајсонове љуске – варијанта Дајсоновог оригиналног концепта – са полупречником од 1 астрономске јединице (АЈ)
Већина предлога за мегаструктуре у стеларној размери су нацрти који користе енергију звезде сличне Сунцу, а притом потенцијално нуде гравитацију или друге карактеристике које би их учиниле привлачним за напредну цивилизацију. Алдерсонов диск (енгл. ) је теоретска структура у облику диска чији спољни полупречник одговара орбити Марса или Јупитера, а чија дебљина износи неколико хиљада миља. Цивилизација би могла живети на обе стране диска, задржана гравитацијом, а ипак би примала сунчеву светлост од звезде која се налази у средини диска. Да би се обезбедило да звезда равномерно осветљава све животне зоне диска, с обзиром на то да нема циклуса дан/ноћ већ само вечни сумрак (не постоји терминатор), звезда би морала бити приморана да осцилира горе-доле унутар диска како би осветлила прво једну, а затим другу страну. Овај есеј је први пут објављен у часопису Analog Science Fiction and Fact (1974) и такође је укључен у антологију Playgrounds of the Mind. Дајсонова сфера (такође звана Дајсонова љуска) односи се на структуру или масу орбитирајућих објеката која потпуно окружује звезду како би у потпуности искористила њену соларну енергију. Матрјошка мозак (енгл. ) је скуп неколико концентричних Дајсонових сфера које користе енергију звезда за рачунање.
мини|Унутрашњи поглед на свемирско станиште О'Ниловог цилиндра, слично кратком топополису
Звездани мотор користи или температурну разлику између звезде и међузвезданог простора за производњу енергије или служи као Шкадовљев потисник (енгл. ). Шкадовљев потисник убрзава целу звезду кроз свемир, тако што селективно рефлектује или апсорбује светлост на једној страни. Топополис (такође познат као Космички шпагети) је велика цев која се ротира како би створила вештачку гравитацију. Прстенасти свет (или Нивенов прстен) је вештачки прстен који кружи око звезде и ротира брже од орбиталне брзине како би створио вештачку гравитацију на својој унутрашњој површини. Неротирајућа варијанта је транспарентан прстен од гаса који се може удисати (ваздух), који ствара континуирано микрогравитационо окружење око неутронске звезде, као у истоименом роману „Прстен дима” (енгл. ).
Сродне структуре, које се иако не могу класификовати као појединачне стеларне мегаструктуре, појављују се у сличној размери: Дајсонов рој је Дајсонова сфера која се састоји од засебних орбитирајућих елемената (укључујући велика станишта), а не од једне континуиране љуске. Дајсонов мехур је Дајсонова сфера у којој су поједини елементи „статити”, неорбитални објекти који се одржавају у простору притиском сунчеве светлости. (Статит је кованица од појмова статично и сателит).
У планетарној размери мини|Спољни поглед на Станфордов торус, испод којег се налази неротирајуће главно соларно огледало које баца сунчеву светлост на насељени спољни прстен; слика Доналда Е. Дејвиса
Бишопов прстен (енгл. ), „Хало”„Хало” или „Хало низ” је група фиктивних мегаструктура и супер-оружја у научнофантастичној франшизи Halo, која се састоји од прстенастих светова познатих као Хало, а граде их структуре познате као „Барка” (енгл. ). Њихови управљачи, вештачке интелигенције, називају их „инсталацијама”, а створила их је древна раса „Фореранера”. Бенкс је објавио серијал књига Culture, који предвиђа нешто мању структуру звану „Орбитал” – вероватно ближу Хало структурама[...] ISBN 978-0-8126-9718-6 или „Орбитал” је врста хипотетичког ротирајућег свемирског станишта које је првобитно 1997. године предложио Форест Бишоп са Института за инжењеринг на атомском нивоу (енгл. ), које подсећа на Нивенов прстен, али је много мање од њега. Уместо да буде центриран око звезде, он се налази у орбити око звезде и његов пречник је обично у размери планете. Због инклинације прстена у односу на његову орбиту, унутрашња површина би искусила готово конвенционалан циклус дана и ноћи. Због својих огромних димензија, станиште не би морало бити потпуно затворено као Станфордов торус; уместо тога, његова атмосфера би се одржавала само центрипеталном гравитацијом и бочним зидовима, што би омогућило отворено небо. Globus Cassus је хипотетички предложени пројекат за трансформацију планете Земље у много већи, шупаљ, вештачки свет са екосфером на његовој унутрашњој површини. Овај модел служи као алат за разумевање стварних функционалних процеса света. Љускасти светови или „пара-тераформирање” су надуване љуске које држе ваздух под високим притиском око иначе безаздушног света, како би се створила атмосфера погодна за дисање. Притисак садржаног ваздуха подржава тежину љуске. Потпуно шупљи љускасти светови могу бити створени и у планетарној или већој размери само помоћу заробљеног гаса, што се назива и „гравитациони балони”, све док спољни притисак заробљеног гаса балансира гравитациону контракцију целе структуре, што резултира нултом нето силом на љуску. Размера је ограничена само масом заробљеног гаса, а љуска може бити направљена од било ког световног материјала. Љуска може имати додатну атмосферу са спољне стране.Dani Eder, 7. 9. 1995, In: yarchive.net (енглески) (приступљено 13. јануара 2021) Термин мегаструктуре у планетарној размери може се односити и на планете које су прошле кроз тераформирање или на вештачке планете са више концентричних слојева.
Орбиталне мегаструктуре Орбитални прстен је динамички уздигнут прстен око Земље, који ротира угаоном брзином већом од орбиталне брзине на тој висини. Стационарне платформе могу бити подржане вишком центрипеталног убрзања супер-орбиталног прстена (у принципу слично као код Лофстромове петље), а стационарне платформе би могле бити подржане свемирским везицама (енгл. ).
мини|Насаин нацрт Берналове сфере из 1970-их година
Берналова сфера је предлог за свемирску колонију у облику цилиндричне шупље конструкције са максималним пречником од 16 километара, дизајниране да прими од 20.000 до 30.000 људи. Ротирајуће свемирске станице, попут Станфордовог торуса, јесу просторне станице у облику точка које стварају вештачку гравитацију путем ротације. Типични дизајни укључују транспортне краке до централне главине, који служе за пристајање и/или истраживање микрогравитације. Сродни концепти, О'Нилов цилиндар и Макендријев цилиндар, представљају парове цилиндара који ротирају у супротним смеровима, садрже настањива подручја унутра и помоћу центрипеталног убрзања стварају тежину од 1 g на својим унутрашњим површинама. Размера сваког концепта проистекла је из процене највећег цилиндара од 1 g који би се могао изградити од челика (О'Нил) или од пластике ојачане угљеничним влакнима (Макендри).