Dado un hábitat cilíndrico de estilo "Isla Tres" de O'Neill ubicado en la órbita Mercurio-Sol L5, ¿cuánto blindaje contra la radiación se requeriría para proteger a los ocupantes y cómo debería estructurarse?
El diseño del cilindro Island Three O'Neill tiene dos cilindros que giran en sentido contrario alineados con los ejes apuntando hacia el sol, con un parasol/instalación de energía solar en el extremo hacia el sol y espejos para reflejar la luz en los hábitats. Una sombrilla y un radiador parecían ser suficientes para la reciente misión MESSENGER .
No he encontrado una fuente de cuánta radiación esperar en la órbita de Mercurio, que se encuentra a 46 millones de kilómetros del Sol.
En Orbital Space Settlement Radiation Shielding (Globus 2016) , Globus recomienda un límite de exposición de 20 mSv/año para la población general y de 6,6 mGy/año para mujeres embarazadas.
Globus recomienda el agua como el material de protección más eficaz, pero sus cálculos son para el entorno LEO, donde los cinturones de radiación de la Tierra son más preocupantes que la GCR.
Ignorando el costo, asumiendo todos los materiales necesarios y la tecnología para construirlos, qué blindaje contra la radiación se requeriría para limitar el riesgo de los ocupantes de por vida, especialmente las mujeres embarazadas, de dicho hábitat, y cómo debería ser el blindaje. configurado?
Tienes que preocuparte por el viento solar: las partículas cargadas que emite el Sol y que están protegidas con bastante eficacia por el campo magnético de la Tierra. El campo magnético de Mercurio es muy débil (150 veces más débil que el de la Tierra), y probablemente no haría un buen trabajo desviando el viento solar. Ver detalles aquí . También tiene una atmósfera insignificante (la baja gravedad y el fuerte viento solar eliminaron cualquier apariencia de atmósfera como la reconoceríamos).
Afortunadamente, las partículas cargadas son detenidas con bastante eficacia por el agua. Pero también debe preocuparse por los neutrones (subproductos del proceso de fusión) y, por supuesto, el intenso calor y la radiación gamma.
No es un mal comienzo mirar la dosis de radiación que reciben los astronautas en la ISS; vea, por ejemplo, este resumen que nos dice que podrían recibir 160 mSv de radiación durante un período de 6 meses. Necesitamos escalar ese número porque Mercurio está más cerca... con una excentricidad de 0,21, a veces está "mucho más cerca" del Sol que en otras ocasiones (de 4,6E10 a 7,0E10 m, en comparación con la Tierra a 1,5E11 m) .
Cuando está más cerca del sol, su órbita está 3 veces más cerca y la intensidad de la radiación sería 9 veces mayor. Para volver a los niveles de la ISS, necesita un blindaje que reduzca la dosis de radiación aproximadamente 10 veces. Pero eso ignora el hecho de que la ISS está operando "dentro del campo magnético de la Tierra" y, por lo tanto, todavía se beneficia un poco del blindaje que eso proporciona.
Se pueden encontrar muchos detalles en este artículo , aunque se trata específicamente de los problemas de una misión a Marte, los principios son los mismos; es solo que los niveles de radiación en Mercurio serán mucho mayores, ya que el radio orbital es aproximadamente 1/4 del de Marte... tenga en cuenta también que esto significa que cuando hay una erupción solar significativa, no tiene mucho tiempo esconder...
Una "mucha agua" debería hacer el truco para la mayor parte de la radiación.
David
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