¿No tendría más sentido construir hacia abajo cuando se coloniza un planeta muerto?

Porque la cúpula es impermeable; la roca no lo es.

O más exactamente, el suelo no es impermeable. Las grietas van de un lado a otro, el suelo deja que los gases se filtren a través de él, y todo cambia y se agrieta de nuevo con frecuencia (ver: terremotos). Además, las rocas en sí mismas podrían representar peligros para quienes viven allí, desde polvo que ingresa a los componentes electrónicos y causa estragos (sin mencionar que ingresa a los pulmones y causa todo tipo de daño) hasta minerales tóxicos que se filtran en su entorno; algunas rocas, especialmente en un planeta desprovisto de oxígeno, podrían reaccionar al oxígeno introducido en el medio ambiente de muchas formas negativas.

Ahora, por supuesto, podría revestir su ciudad subterránea con un caparazón impermeable para evitar los problemas de usar la roca directamente. Pero ahora estás pasando por todo el esfuerzo de excavar tu asentamiento y luego agregas el esfuerzo de construir tus edificios, ¡aún más difícil ahora al tener que maniobrar tus materiales a través de los pasadizos que has cavado! Además, la expansión se volvió mucho más difícil, ya que tienes que salir de este caparazón para excavar nuevas áreas, luego alinearlo y luego romper el caparazón antiguo para combinar el área nueva con la anterior; bajo una cúpula simplemente construyes una nueva estructura.

Construir en la superficie es más ventajoso de muchas maneras:

• Es más rápido construir una estructura que cavar una estructura similar, especialmente si después de cavar una tienes que construir un revestimiento/carcasa en su interior.
• No hay necesidad de preocuparse por dónde/cómo tirar el material que extraiga (un gran problema si tiene que pasar por una esclusa de aire en alguna parte).
• Es muchísimo más fácil construir que excavar.
• Excavar corre todo tipo de riesgos, desde derrumbes hasta bolsas de gas subterráneas e incluso golpear magma (aunque solo en planetas con magma, por supuesto), y más.
• Los seres humanos simplemente no están adaptados para vivir bajo tierra.

Incluso una cúpula gigante tiene más sentido que pasar a la clandestinidad. Lo más probable es que los primeros en llegar construyan un hábitat simple para ellos y luego se pongan a trabajar en la cúpula. Esto sería mucho más rápido que excavar una cantidad similar de espacio y permitiría la construcción futura dentro del domo sin la molestia adicional de mantener entornos habitables para sus trabajadores.

Ahora, todo esto supone un entorno como el de Marte, donde el único riesgo real es la propia atmósfera (o la falta de ella). Si estuvieras en un planeta donde los altos niveles de radiación de alta energía lo bañan constantemente, pasar a la clandestinidad para escapar podría tener sentido; De manera similar, un cuerpo sin aire constantemente bombardeado por pequeños meteoros tendría sentido refugiarse bajo tierra. Sin embargo, más allá de circunstancias como esta que alientan a pasar a la clandestinidad, construir en la superficie tiene más sentido.

La NASA ha considerado esto para la luna: http://www.theverge.com/2014/7/18/5915743/nasa-moons-underground-caves-could-house-astronauts

"Un hábitat colocado en un pozo, idealmente varias docenas de metros debajo de un saliente, proporcionaría un lugar muy seguro para los astronautas: sin radiación, sin micrometeoritos, posiblemente con muy poco polvo y sin cambios bruscos de temperatura entre el día y la noche".

Esto nos daría astronautas que también son hombres de las cavernas .

Excavar tiene muchas ventajas, pero también es muy costoso. La excavación consume mucha energía y complica la construcción en comparación con construir solo en la superficie. Si vale la pena o no la inversión en energía depende de las condiciones particulares del lugar donde está construyendo.

Muchas sugerencias para colonizar Marte incluyen construir en viejos tubos de lava; esto eliminaría los costos adicionales de excavación, lo que hace que las protecciones adicionales contra la radiación o el clima sean bastante atractivas (no necesariamente efectos climáticos directos, pero no querrá que la erosión del viento socave su hábitat). Si puede encontrar agujeros preexistentes adecuados en el suelo, que estén razonablemente bien sellados, probablemente sea el mejor lugar para construir.

Es posible que cavar un hoyo no sea suficiente si el material en el que está cavando es altamente permeable, está poco compactado (se moverá y necesita un soporte estructural significativo) o está lleno de materiales tóxicos. En esos casos, aún debe proporcionar una estructura y un entorno sellado de todos modos, lo cual es más fácil de hacer como edificios en la superficie. Las máquinas de excavación masiva son muy costosas, los pequeños fabricantes que producen equivalentes de bloques de cemento en masa son comparativamente baratos.

En The case for Mars , Robert Zubrin propone construir con ladrillos de fabricación local y cubrir el 'edificio' con tierra. La humedad en el aire habitable del interior se filtraría a través de las grietas y se congelaría, formando una barrera que evitaría que escape más aire (o al menos mantendría las pérdidas en niveles manejables). No hay necesidad de forros de fantasía en ese caso.

Construir un domo cuesta mucho mucho menos a gran escala.

Cuando construyes un domo, tu costo es proporcional al área de superficie del domo. Cuando excavas bajo tierra, es proporcional al volumen exhumado. Dado que generalmente necesita crear volúmenes habitables, esto significa que los domos disminuyen el costo por área de manera lineal, mientras que la excavación debe permanecer constante.

Así que tengo una pequeña adición a todas las otras respuestas valiosas. Si bien la construcción de una cúpula es más barata, aparentemente proporcionar protección contra la radiación puede ser difícil y costoso.

Esto puede requerir un enfoque mixto, como construir el hábitat en un cráter razonablemente profundo (o más probablemente en un cráter poco profundo cavado más profundo, ya que puede ser ventajoso tener un diámetro más pequeño para utilizar más protección proporcionada por la superficie sólida de el planeta). Esto es un poco como lo que @pjc50 publicó que la NASA está considerando (aunque en su mayoría sugieren crear hábitats EN las cuevas conectadas a los pozos...).

Además, en Colonizar la galaxia en 8 sencillos pasos , el autor sugiere utilizar agua como material de protección contra la radiación multipropósito. También sugiere usarlo como una forma de producir alimentos y reciclar el agua en una fuente renovable de agua. Lo cual sospecho que podría ser una posible adición interesante a la solución del domo.

Parece que todo el mundo se pierde la respuesta obvia: comida y aire. Necesitas luz solar para cultivar plantas para comer y respirar. A menos, por supuesto, que tenga luces de cultivo alimentadas por fusión nuclear en sus túneles subterráneos, en cuyo caso, ¿por qué molestarse en ir hasta Marte para excavarlas?