¿Cuánto suelo puede soportar un hábitat inflable en Marte?

un depósito de regolito de 2,5 metros de espesor es suficiente para protegerse de la radiación cósmica. 6 metros equivaldrían al efecto de la atmósfera terrestre. Pero el peso de 2,5 metros de depósito en el techo sería solo una fracción de la fuerza de presión interna. con presión atmosférica terrestre (nivel del mar) la fuerza es de 100KN/m2 mientras que el peso del depósito solo sería de 1500kg/m3 *2.5 *0,38g =14,25KN/m2. Si usa regolito perdido en el techo en lugar de un marte concrete, entonces el material sería un recurso abundante y el depósito podría ser más grueso, con algunas otras ventajas, como almacenamiento de calor y protección contra meteoritos. Pero con una capa de regolito de 17,5 metros, el esfuerzo de las excavadoras para palear todo el regolito en el techo se vuelve muy alto, por lo que limitaría el depósito a 2,5 - 4 metros de espesor.

Dado que las fuerzas de presión internas siempre causarán una tensión mucho mayor en el material que el peso del depósito podría contrarrestar, sugiero reducir la presión interna a la mitad de la presión atmosférica (500 mbar), que es la presión dada en el pico de una altura de 4000 m. montaña y elevar el nivel de oxígeno al 30%.

el espacio libre de la membrana no debe ser demasiado, ya que la fuerza de tracción sobre el material de la membrana aumenta con el espacio libre al mismo nivel de presión

en el siguiente enlace se ve un concepto de un habitáculo de marte hinchable con deposito en el techo. pero paredes laterales transparentes, que reciben luz solar visible sin radiación cósmica reflejada por una membrana de espejo: www.marshabitat.space

Puede obtener una cifra aproximada asumiendo que el techo del hábitat es plano, soportado completamente por la presión del aire y no pesa mucho en sí mismo. Su diagrama sugiere una atmósfera terrestre completa en el interior, lo que sería bueno para los ocupantes, pero significa enviar o encontrar una gran cantidad de nitrógeno. Probablemente sería suficiente una presión más baja con un porcentaje de oxígeno más alto. Sin embargo, una atmósfera completa también es un buen número redondo, así que nos quedaremos con eso. Entonces necesitamos un peso de 100 kNewtons en cada metro cuadrado de techo, lo que significa una masa de alrededor de 26500 kg (simplemente divida por la gravedad de la superficie de Marte). https://www.lpi.usra.edu/meetings/LPSC98/pdf/1690.pdfda una densidad de aproximadamente 1500 kg/m ^ 3 para el suelo de Marte, por lo que necesitaría un poco menos de 18 m de suelo de Marte para hacer el trabajo. Tenga en cuenta que los suelos de Marte son bastante porosos, por lo que si los compacta o agrega algún tipo de aglutinante para hacer "Marscrete", necesitará menos espesor. Como las respuestas anteriores han sugerido, esto es mucho más de lo que necesitaría para la protección contra la radiación, sin embargo, tiene otros usos: el aislamiento térmico es uno, y simplemente mantener el techo contra la presión del aire es otro (se necesita menos estructura).

Esa es una pregunta difícil de responder sin ser marcado por "opiniones" porque nadie ha diseñado realmente un hábitat inflable de Marte todavía para poder darnos esas especificaciones exactas. Lo mejor que alguien puede hacer es decirle cuánta radiación hay en Marte y cuánto suelo marciano se requiere para proporcionar una distancia de reducción a la mitad suficiente para reducir la exposición a los niveles de fondo en la Tierra.

De acuerdo con los instrumentos a bordo de las sondas de Marte, los niveles de exposición a la radiación en la superficie marciana son de 11 mSv por año, como referencia, el nivel de fondo regular en la Tierra es en promedio de aproximadamente 1,26 mSv por año (cambia con la ubicación en nuestro planeta, pero eso es aproximadamente el promedio). Teóricamente, uno podría soportar una exposición de hasta 50 mSv por año, pero en realidad esa es solo la dosis máxima que uno puede soportar por año sin enfermarse o experimentar mayores riesgos para la salud. La realidad es que la mayoría de las instalaciones científicas o físicas consideran que 10 mSV al año es su tasa de exposición segura real con 50 mSv como el máximo tolerable por el cuerpo humano. Entonces, en la superficie marciana, los colonos no estarían en peligro inmediato, pero alcanzarían la exposición máxima permitida después de unos 60 años.

La cantidad de suelo marciano requerida para reducir las tasas de exposición en interiores al mismo nivel que recibimos aquí en la Tierra, se necesitan alrededor de 4 a 5 metros, pero esto suponiendo que su hábitat en sí no consiste en varios materiales que ayudarían en la protección contra la radiación. . Siendo realistas, el hábitat podría estar hecho de una variedad de materiales que reducirían la cantidad de tierra necesaria para protegerse. Entonces, en resumen, no estoy tratando de darle una respuesta vaga, es solo que nadie ha anunciado realmente un diseño finalizado todavía, por lo que lo más cerca que puedo llegar es decirle que necesita 4 a 5 metros de suelo para la radiación. protección, y menos que eso proporcional a la cantidad de protección que proporciona el refugio en sí.