Si los colonos cavaran lo suficiente bajo el hielo de Ganímedes o Europa, ¿les proporcionaría el hielo una protección adecuada contra la radiación de Júpiter?

Esta es una pregunta hipotética que hago como escritor de ciencia ficción, y el ajuste de tiempo sería aproximadamente 2250 d.C.

Bienvenido al sitio @MikeAckerman. A menudo, las preguntas sobre la construcción del mundo son cerradas, pero esta es una buena pregunta basada en la ciencia y sospecho que obtendrás buenas respuestas.
¡Gracias por preguntar esto! Me había preguntado esto yo mismo, pero nunca pensé en publicar la pregunta. Escuché tanto sobre el entorno de radiación feroz de Júpiter que siempre imaginé que la respuesta sería "millas" o "no se puede". Estoy gratamente sorprendido por la elegante respuesta de PearsonArtPhoto.
Que gran pregunta!!!!
Para aquellos inclinados, el documento 2601 de la 47.ª Conferencia de Ciencias Lunar y Planetaria (2016) titulado Ionizing Radiation on the Surface of Europa: Implications for the Search for Evidence of Life aborda esta pregunta utilizando una simulación de Monte-Carlo de flujos realistas de los diversos componentes.
¿El campo magnético de Ganímedes (única luna que lo tiene) no lo protege contra la radiación de Júpiter?

Respuestas (1)

¡Sí, absolutamente lo haría! La radiación en Europa es de unos 5,4 Sv (540 rem) de radiación por día. Mirando esta guía , y suponiendo que desea cumplir con los estándares de OSHA de 5 rem por año , solo necesitaría permitir que 1 parte en 40,000 de la radiación base pasara. El sitio web vinculado indica que desea una masa de aproximadamente 375 libras / pie cuadrado para permitir solo 1 parte en 1000. El gráfico dice 72 pulgadas de agua. El hielo no es tan denso, así que un poco más de hielo. Digamos que 2 m de hielo servirán. El factor es aproximadamente 31 grosor ( metro ) , por lo que para obtener el valor de 40.000, necesita alrededor de 3,1 m. Diría que deje uno o dos metros adicionales solo para tener un gran búfer.

Esto ha sido estudiado más a fondo por un artículo más científico , si desea conocer más detalles.

Solo por curiosidad, me preguntaba qué tan gruesa es esa capa de hielo antes de que comiences a sumergirte en el océano debajo. La respuesta parece ser "entre 19 y 25 km" , ¡ así que hay mucho material para trabajar!
Y realmente quiere ir un poco mejor que el estándar OSHA aquí, porque el estándar es específicamente para trabajadores de radiación. No desea exponer a los colonos comunes (incluidos, supongo, niños y mujeres embarazadas) durante varias décadas a 5 rem al año. Por suerte, tienes suficiente hielo disponible, así que trataría de reducirlo a 500 milirem al año siempre que sea posible.
Claro, el estándar OSHA es solo un punto de partida. Reducir la radiación a 500 milirem sería un poco más de hielo, pero afortunadamente se podría hacer mucho.
Baste decir... Creo que terminará con más hielo sobre usted para propósitos estructurales que para propósitos de radiación. Conveniente, sinceramente.
Relevante xkcd/what-if what-if.xkcd.com/29 . "¿Qué pasaría si nadara en una piscina típica de combustible nuclear gastado? ¿Tendría que bucear para experimentar una cantidad letal de radiación? ¿Cuánto tiempo podría permanecer seguro en la superficie?"
Pasando para preguntarme si, después de unos pocos millones de años de irradiación previa, las capas superiores de hielo podrían ser algo radiactivas. Por supuesto, H y O no tienen muchos subproductos desagradables, pero me gustaría ver las estimaciones.
@CarlWitthoft, se necesita mucha radiación para convertir el agua en algo peligroso. A partir del oxígeno, se necesitan ocho capturas de neutrones por un solo átomo para obtener algo con una vida media de más de unos pocos segundos (Na-24, 12 horas), y docenas para obtener algo que se desintegra por algo que no sea emisión beta (Cu -64, que decae por emisión de positrones). El hidrógeno sería un problema mayor (eventualmente se convierte en He-4, que responde a la captura de neutrones liberando un neutrón), excepto que el helio no tiende a quedarse.
Mark, creo que incluso si fuera el caso, el aislamiento térmico más las paredes del recipiente a presión deberían ser suficientes para bloquear las partículas alfa y beta emitidas por tales isótopos de todos modos.
Pensé que el hielo sería más práctico y conveniente que construir un escudo magnético, pero mientras los robots de los colonos taladran el hielo, probablemente tendrían que permanecer a bordo de un barco protegido por uno. La NASA espera desarrollar escudos magnéticos para naves espaciales dentro de tres años con el CERN y la Agencia Espacial Europea. ¿Hay alguna posibilidad de que también desarrollen imanes para trajes espaciales en ese período de tiempo?
@MikeAckerman Si no está específicamente en su hoja de ruta, puede llevar mucho más tiempo que eso.
Si los colonos cavaran lo suficiente bajo el hielo de Ganímedes o Europa, ¿les proporcionaría el hielo una protección adecuada contra la radiación de Júpiter?
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