¿Es una base lunar inherentemente más peligrosa que una estación espacial?

Vivir en el espacio es bastante peligroso, y la maravillosa gente de la ISS flota alrededor de la Tierra en riesgo de radiación y micrometeoroides. Tengo curiosidad por saber si son más seguros que si simplemente estuvieran en una base en la Luna. Me parece que se aplican los mismos peligros, pero se puede hacer mucho más con la microgravedad y los recursos potenciales en la Luna.

Si es más peligroso, ¿cuánto más y de qué manera? Y si el peligro no es tan diferente, ¿por qué la NASA/ESA/Rusia no lo están haciendo?

Respuestas (5)

Aquí hay algunas razones, probablemente no las únicas:

  • Radiación. La Luna no está protegida por el campo magnético de la Tierra, por lo que recibe más radiación. Esto no es bueno a largo plazo. Además, el blindaje contra la radiación es pesado. El aluminio simplemente no lo hará. La ISS recibe protección de la magnetosfera pero no de la atmósfera, por lo que los astronautas todavía reciben 1 milisievert por día, 5 veces más radiación que en un avión a reacción y 365 veces más que en tierra.
  • Si algo sale mal, el hogar está bastante lejos. Las misiones Apolo tardaron unos días en llegar a la luna y unos días en volver. Si algo sale mal en la ISS, los astronautas pueden entrar en una cápsula Soyuz y estar en tierra en unas pocas horas (está a solo unos 300 km de la Tierra).
  • Dificultad añadida de tener que aterrizar en la Luna. Algunas sondas se han estrellado al intentar hacerlo (por ejemplo, Luna 15 ). Puede ser que la técnica ya esté perfeccionada.
  • Dos semanas de completa oscuridad, todos los meses. La ISS orbita la Tierra en poco más de 90 minutos, por lo que cambia entre el día y la noche muy rápidamente. Este no es el caso de ningún objeto en la superficie de la Luna. Como resultado, la energía solar es probablemente inutilizable (este fue un problema para el rover Jade Rabbit), tendrías que usar alguna forma de energía nuclear como la que usa el rover Curiosity MSL.
  • Polvo lunar tóxico . Se encontró en los pulmones de los astronautas del Apolo (porque la forma en que subían a su módulo de aterrizaje después de un EVA era entrar, cerrar la puerta, presurizar y quitarse los trajes cubiertos de polvo). Una posible solución sería una combinación de puerto de acoplamiento y traje espacial .
¡Oh, me olvidé de las 2 semanas de oscuridad! Entonces, ¿la ISS está protegida por el campo magnético de la Tierra? No estaba seguro de cuán protegido estaba debido a algunas cosas que había leído sobre posibles tormentas solares que podrían ser un problema para las personas a bordo.
@simontemplar La ISS está protegida por el campo magnético pero no por la atmósfera (que también bloquea las cosas): orbita en las capas superiores de la atmósfera. Los astronautas reciben tanta radiación por día como la gente en la Tierra por año; esto da como resultado una inmunidad reducida, ocasionalmente cosas como cataratas. Los pasajeros de un avión a reacción suelen recibir 0,2 milisieverts de radiación al día (y solo pasan de 1 a 20 horas en el avión), lo que sigue siendo 5 veces menos que en la ISS. en.wikipedia.org/wiki/ISS#Radiation ... xkcd.com/903
Otro peligro en la Luna es el [polvo][1]. Se encontró en los pulmones de los astronautas del Apolo, pero un [suitport][2] podría resolverlo. El polvo podría haber atascado los paneles solares plegables del rover chino [1]: universetoday.com/96208/the-moon-is-toxic [2]: en.wikipedia.org/wiki/Suitport
@LocalFluff agregando, gracias
@professorfish Curiosamente, a la altitud de la ISS, las erupciones solares en realidad pueden reducir la exposición a la radiación de la tripulación, ya que hacen que las partículas atrapadas en los cinturones de Van Allen se muevan a una mayor altitud. Sin embargo, todavía no hay ayuda en la luna.
Como señaló el usuario 6297, hay mucho regolito disponible para la protección contra la radiación. Es posible que las personas en una base lunar soporten menos radiación. También señaló que hay mesetas polares que disfrutan de luz solar casi constante.
El polvo de roca lunar puede ser tóxico, ¡pero es una gran superficie conductora del Portal!
En el segundo punto, agregaría que existe un retraso/largo plazo similar para la entrega de suministros. Estos también tendrían que estar protegidos de la radiación.

Si es más peligroso, ¿cuánto más y de qué manera?

Proffesorfish y Eli Skolas han dado respuestas reflexivas comparando los peligros de ISS vs Moonbase. Si los humanos fueran precedidos por robots para establecer infraestructura, creo que una base lunar podría ser menos peligrosa. El blindaje contra la radiación de los recursos locales podría agregarse a los habitáculos de Bigelow. En los polos puede haber volátiles que podrían ser recolectados para soporte vital así como para propulsor.

Ahora la segunda parte de la pregunta:

Y si el peligro no es tan diferente, ¿por qué la NASA/ESA/Rusia no lo están haciendo?

No tenemos una base lunar porque es mucho más difícil.

La mayor diferencia entre la ISS y una base lunar es delta V. Se necesitan 9 km/s para llegar a la ISS y 15 km/s para llegar a la superficie lunar. En este momento no hay infraestructura y, por lo tanto, no hay propulsor disponible en la superficie lunar. Entonces, se deben agregar otros 3 km/s para el viaje de regreso. Un presupuesto delta v de 18 km/s es muy diferente de un presupuesto delta v de 9 km/s.

Una cápsula de la ISS vuelve a entrar a 8 km/s y una de la Luna volvería a entrar en la atmósfera terrestre a unos 11 km/s. Se necesitaría una estructura más robusta y protección térmica.

Además, un aterrizaje suave en la Luna es mucho más difícil que un encuentro con la ISS.

Teniendo en cuenta que ya hemos enviado personas a la luna y de regreso antes, la tecnología está ahí (y tiene 40 años). Lo que básicamente estás diciendo es 'es más caro'. Sin embargo, sigue siendo una razón válida.
El programa Apolo se estimó en $ 109 mil millones y nos dio 6 aterrizajes. Eso es 18 mil millones por aterrizaje. Y esas son solo seis misiones de salida. Establecer una base sería mucho más ambicioso. Creo que establecer una base lunar es algo que podría y debería hacerse. Pero construir una base con cohetes estilo Apolo tiene un costo prohibitivo.
@HopDavid mencionas un buen punto sobre el costo. ¿Crees que empresas como SpaceX podrían reducir ese costo? Ex. Elon Musk afirmó que la Soyuz le cuesta a la NASA 60 metro i yo pags mi r pags mi r s o norte s mi norte t t o t h mi yo S S w h mi r mi D r a gramo o norte 2 w o tu yo d d o i t F o r a r o tu norte d 20 mil Si las empresas espaciales privadas fueran contratadas competitivamente para diseñar y fabricar, ¿reduciría eso los costos lo suficiente como para hacerlo más viable financieramente?
Musk señala correctamente que los vuelos espaciales son caros debido a los vehículos desechables. Imagina lo que costaría un billete de avión si destrozáramos un 747 en cada viaje. Si Musk tiene éxito en la artesanía fácilmente reutilizable, eso cambiará el juego.
Espero que Musk tenga éxito con los refuerzos reutilizables. Pero parece que la etapa superior tendrá un presupuesto delta V de 8 km/s o más. Con ese tipo de presupuesto delta V, tiene una fracción de masa difícil. Más propelente y menos masa seca te deja con lo que yo llamo una nave espacial frágil de celofán y telaraña. Es difícil imaginar una etapa superior que pueda sobrevivir al reingreso.
El programa Apolo, además de construir y lanzar barcos, también diseñó y desarrolló muchas tecnologías diferentes. Que esos costos se amortizaran en solo seis misiones fue desafortunado. Sin embargo, el programa construyó (pero no voló ) otras tres naves lunares; Se construyeron todos los componentes para los Apollo 18, 19 y 20, pero Pres. Nixon descartó los vuelos. Aunque los vuelos habrían costado dinero, la construcción de otros tres Módulos de Comando y Servicio, Lunar Landers, Saturn Vs, Lunar Rovers, etc., también costó. Algunas partes fueron a museos, otras fueron a Skylab y la misión conjunta Apollo-Soyuz.
El punto de @Alexinawe Musk sobre los barcos reutilizables es solo la mitad de la ecuación. La ciencia básica y la ingeniería ya estaban hechas por él, cortesía de la NASA, pagadas por los contribuyentes estadounidenses. En 1962, cuando Pres. Kennedy dijo " Elegimos ir a la luna ", nadie estaba seguro de que pudiéramos llegar allí. No teníamos cerámica de alta temperatura, ni microelectrónica, ni el mecanizado era tan preciso. Musk y sus inversores saben que podemos hacerlo. No están empujando el sobre o desarrollando nuevos campos de la ciencia, solo están usando/refinando la ingeniería existente. Eso es mucho más barato: es ROI para el presupuesto de la NASA.

La ISS y una base lunar son igualmente seguras. Siempre y cuando no exploten repentinamente o se conviertan en trampas mortales debido a algún mal funcionamiento técnico en los propios artefactos humanos, independientemente del entorno espacial.

Entre todas las sugerencias innovadoras sobre lo que podría ser peligroso, quiero recordar el hecho de que lo único que ha matado a los astronautas hasta ahora es el mal funcionamiento técnico . Eso se aplica a todos los 18-19 que murieron en el espacio (o más bien, en la atmósfera de la Tierra durante el lanzamiento o el reingreso), así como a los 5 astronautas (que yo sepa) que murieron en tierra durante el entrenamiento espacial específico. Agregue a eso que se dice que algunos de los aproximadamente 500 que han estado en el espacio sufren problemas de salud duraderos pero menores debido a la microgravedad.

En lugar de una tonelada extra de masa de lanzamiento para una mayor protección contra la radiación, ¿tal vez una tonelada extra de redundancia para los sistemas técnicos tenga un efecto mucho mayor para salvar vidas?

Ese es un buen punto, pero a la inversa, tenga en cuenta que estas altas tasas de supervivencia tampoco se deben a que ignoramos todas las amenazas. Sucede que nos protegemos de la mayoría de los peligros, ya sea tecnológicamente o procedimentalmente (y más comúnmente ambos). Y sí, tanto la tecnología como las personas, lamentablemente, a veces fallan. No me gustaría comentar cuál de los dos ocurre con más frecuencia o por qué porque no estoy calificado para hacerlo, pero puedo imaginar lo que, por ejemplo, Richard Feynman tendría que decir al respecto. Pero la tasa de éxito pasada de hacer X no garantiza realmente la tasa de éxito futura de hacer Y, incluso si X ⊂ Y.
@TildalWave 12 astronautas caminaron sobre la Luna. Entiendo que superaron el promedio de vida estadounidense después de eso. Sin ningún problema de salud relacionado con la Luna por radiación, polvo o lo que sea. 3 astronautas del Apolo casi mueren debido a un mal funcionamiento técnico en el Apolo 13. Las tuercas y tornillos hechos en la Tierra son obviamente la fuente de riesgo totalmente dominante. Y ese riesgo es tan alto en la Tierra como en el espacio, como muestra el Apolo 1. Se perdieron debido a una falla en su prototipo de nave espacial, no debido a ningún entorno espacial.
La principal evidencia del factor humano en el espacio es que Armstrong guía manualmente el módulo de aterrizaje del Apolo 11 a un lugar de aterrizaje seguro. (Y antes algunas iniciativas similares en LEO). El factor humano no es una fuente de riesgo, sino un activo para los vuelos espaciales.

Dado que los micrometeoritos no provienen del suelo lunar, pero pueden provenir de toda la estación espacial, es al menos 2 veces más seguro.

Pero dado que hay gravedad, atrae un poco más de meteoros, no es fácil cuantificarlos, pero si se están volviendo rápidos y tienen mucha energía (el que da miedo) no se verán afectados por la gravedad.

La seguridad de un asentamiento espacial depende de lo bien establecido que esté. La primera base lunar que usara estructuras inflables sería vulnerable a la radiación y a los pequeños meteoritos, así como a un mal funcionamiento crítico, como el almacenamiento de oxígeno.

Una base bien establecida probablemente estaría bajo tierra, en el polo, y tendría su propia capacidad de reparación y refinación. Con el tiempo, desarrollarían la capacidad de refinar oxígeno, agua, aluminio, silicona y otros recursos locales. La evolución de una base temporal a una colonia autosuficiente podría ocurrir con el tiempo. El objetivo sería poder suplir más necesidades localmente e importar menos de la tierra cada año. Esa autosuficiencia no puede ocurrir en la órbita terrestre porque no hay recursos locales. Con la autosuficiencia viene la seguridad. En lugar de objetos frágiles, livianos y de alto rendimiento levantados de la tierra, la estructura de la colonia y todo lo que contiene podría ser más masivo y resistente, si estuviera hecho de materiales lunares.

Una colonia lunar bien establecida necesitaría una infraestructura de viaje completamente reutilizable. Esto sería mejor imaginarlo en tres patas, con una nave espacial completamente reutilizable. El primer tramo a la órbita terrestre baja. La segunda etapa sería un cohete eléctrico o nuclear que pasaría de la órbita terrestre a la órbita lunar. Finalmente sería un módulo de aterrizaje lunar que pasaría de la superficie lunar a la órbita lunar. Este enfoque no requeriría un gran delta Vee para ninguno de los cohetes. De esa manera podrían construirse de manera robusta, para ser prácticamente reutilizables. Así que el modelo de Apolo simplemente no se aplica.

Un asentamiento lunar sería más vulnerable al principio, pero mucho más seguro a largo plazo.

¿Es una base lunar inherentemente más peligrosa que una estación espacial?
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