Sobre la construcción de un futuro hábitat sostenible en Marte

Con respecto a la habitación de Marte, eventualmente, ¿podría la respuesta estar en excavar en los volcanes antiguos en lugar de construir la habitación al aire libre? Dado que Marte no tiene un escudo magnético como la Tierra, ¿podría esto ayudar a mitigar la radiación dañina del Sol?

No soy científico, ni geólogo, pero... creo que una primera consideración será garantizar que los sitios considerados para un hábitat en Marte tengan recursos hídricos sustanciales. Por lo tanto, esta preocupación puede descartar una ubicación que, de lo contrario, sería potencialmente deseable. ¿Tengo razón?

Respuestas (2)

Sí, eventualmente, pero primero tendríamos que establecer la estabilidad estructural de cualquiera de esas rocas, tener una idea de la actividad sísmica del subsuelo marciano, los cambios estacionales en sus características térmicas, qué tan rápido los procesos eólicos bloquearían el acceso a él, la cantidad de volátiles incrustados dentro del roca que podría derrumbarse durante la perforación o con temperaturas más altas del hábitat, obtener el equipo pesado necesario para hacerlo allí o hacerlo en el sitio una vez que tengamos las otras instalaciones necesarias para hacerlo y aprender a usar los recursos marcianos para apoyar dicha industria, y es posible que tampoco necesitemos recurrir a medidas tan drásticas, si aprendemos a usar el regolito marciano como masa de bioprotección . Ampliemos un poco todos estos puntos;

En primer lugar, los volcanes antiguos podrían no ser la mejor opción, ya que tienden a ser bastante porosos e inestables debido a los muchos caminos que la lava que fluye los atravesaría, y la presión que se acumula dentro de ellos antes de las erupciones también tiende a formar grietas profundas. Con una gravedad marciana casi tres veces más débil que en la Tierra, el mero peso de tales formaciones no está compactando la estructura tan rápido como esperaríamos aquí y tienden a ser más altas debido a eso. Mas alto. No tanto el desgaste ni la actividad tectónica en Marte retrasan aún más este asentamiento de rocas. El calor residual después de que los volcanes estén activos también podría permitir que los volátiles fluyan profundamente en estas grietas y las llenen. A medida que eventualmente se congelan, también pueden expandirse (agua) o contraerse (hielo seco) y agrietar o aflojar aún más la roca. Una mejor opción podrían ser las calderas que ya colapsaron y luego se llenaron con lava que una vez fluyó y luego se solidificó. Si este proceso ocurrió en la antigüedad marciana cuando todavía tenía algún campo magnético planetario, tales lechos de lava solidificados también permanecerían ligeramente magnéticos, formando lo que llamamoscampo magnético remanente . Marte tiene puntos en su superficie donde está presente este campo magnético, pero lamentablemente, quizás hasta un par de microteslas en su mejor momento, es bastante débil (alrededor de 30 veces más débil que el campo magnético de la Tierra en su superficie) y bastante localizado.

En segundo lugar, la superficie marciana está activa y el planeta tiene estaciones al igual que la Tierra, solo que incluso más largas y con mayores diferencias de temperatura en la superficie. Quizás los procesos superficiales más obvios son los vientos que pueden causar tormentas de polvo globales, y provocan varias formaciones eólicas, tanto erosión eólica como sedimentación. Esto podría significar que las entradas a las cuevas podrían quedar bloqueadas por la arena. Pero quizás aún menos conocidos son los abanicos estacionales que cobran vida durante las primaveras marcianas, formados por hielo seco (dióxido de carbono congelado) incrustado en el regolito durante los inviernos y luego calentado durante las primaveras. Esto puede causar una liberación violenta (léase: explosiva) de volátiles debajo del regolito y formar abanicos de hielo seco que se observaron en Marte. De acuerdo, podríamos seleccionar áreas donde esto no es un problema, pero lo que quería demostrar es lo que puede provocar la gran diferencia de temperatura entre estaciones. Obviamente, las rocas también estarían sujetas a estos cambios de temperatura estacionales. Dependiendo de sus características térmicas, podría provocar un aflojamiento adicional de sus materiales más cerca de la superficie. Y si incorporan gran parte de los materiales volátiles, como se mencionó anteriormente, ese entorno puede ser literalmente explosivo. Especialmente si tratamos de construir un hábitat encima o dentro de él, que podría actuar como la tapa de una olla a presión. como se discutió anteriormente que podrían, dicho entorno puede ser literalmente explosivo. Especialmente si tratamos de construir un hábitat encima o dentro de él, que podría actuar como la tapa de una olla a presión. como se discutió anteriormente que podrían, dicho entorno puede ser literalmente explosivo. Especialmente si tratamos de construir un hábitat encima o dentro de él, que podría actuar como la tapa de una olla a presión.

En tercer lugar, por supuesto, necesitaríamos bastante equipo bastante pesado para cavar tales madrigueras. No tenemos eso (el equipo más pesado que hasta ahora aterrizamos allí tenía una MSL pesada de aproximadamente dos toneladas métricas), y tampoco lo tendremos pronto en Marte. Pero si está listo para esperar, entonces supongo que eventualmente podríamos establecer una industria marciana y aprender a usar sus muchos recursos para construir la maquinaria pesada necesaria. Pero el punto que quería señalar es que para cuando estemos listos para excavar en las montañas marcianas, tendremos que tener formas de proteger nuestros hábitats de la radiación peligrosa en formas diferentes y más accesibles. Y afortunadamente, Marte tiene mucha arena, que al principio podría usarse tal como está para proporcionar el material de protección.

En cuanto a la actividad sísmica del subsuelo en Marte, solo obtendremos una visión general justa una vez que InSigth de la NASA(Exploración interior usando investigaciones sísmicas, geodesia y transporte de calor) llega a la superficie marciana, presumiblemente a fines de 2016. Por lo tanto, hasta que tengamos estos datos, podría ser más prudente buscar cuevas naturales estructuralmente más estables, tal vez lava subterránea cercana. tubos que pueden tener muchos metros de ancho y, donde la lava que fluye ya comenzó a enfriarse, pueden formar gruesas y fuertes paredes de silicato que los rodean. algunos también pueden tener salidas naturales al aire libre, y si se formaron en una pendiente ligeramente inclinada (a menudo lo son), no serían bloqueados por el polvo tan fácilmente. Tenga en cuenta que todavía estamos hablando de un terreno no atravesado, en gran parte no meteorizado aquí, y estaríamos perturbando sus ciclos naturales no perturbados de millones de años (diurnos, estacionales,...) con actividad humana, incluida, muy posiblemente, maquinaria pesada y explosivos. . Cada uno de estos tubos de lava tendría que ser inspeccionado primero en el sitio y podría necesitar un refuerzo estructural. Asegúrese de traer muchos ingenieros estructurales, geólogos y sismólogos.

Entonces, TL; DR: algún día podríamos aprender a cavar madrigueras profundas en las laderas marcianas de esta y aquella variedad, pero tendremos que aprender a prescindir de eso de todos modos, si los humanos queremos colonizar Marte.

El MSL en realidad era solo una tonelada en.wikipedia.org/wiki/Mars_Science_Laboratory#Specifications
@briligg Junto con la parte de "grúa aérea" de EDL, creo que fue todo sobre dos toneladas métricas que se desaceleraron a 0 velocidad vertical, una vez que deducimos la masa de los propulsores. Pero no puedo encontrar cifras exactas en este momento. Usé algo fuera de mi cabeza por una vez :)) De todos modos, podríamos "caer" en equipos mucho más pesados ​​de Marte una vez que comencemos a usar el LDSD (Desacelerador Supersónico de Baja Densidad). Pero no estoy seguro de que sea suficiente para excavadoras, cargadoras y todo lo que se necesite para proyectos de excavación a gran escala como este. Además, está este pequeño detalle de la economía de masa de carga útil... :)
Muchas gracias por su respuesta detallada que cubre todos los ángulos posibles con tal esfuerzo. Realmente aprecio su respuesta mesurada y reflexiva. Y, para un entusiasta novato como yo, explicaste los antecedentes científicos en un idioma que podía entender fácilmente. Escuché sobre el uso del polvo de Marte (¿regolito?) en la parte superior de la estructura para ayudar a reducir la radiación, pero eso solo podría funcionar para una estructura determinada. ¿Cuáles son las posibilidades futuras de crear un escudo magnético o los marcianos están condenados para siempre a vivir en estructuras protegidas? Una vez más, muchas gracias por tu respuesta. Aprendí mucho.
@CitizenOneofMars Regolith es básicamente todos los materiales superficiales inmediatos hasta el lecho rocoso. Aquí en la Tierra, un término análogo sería suelo , pero realmente no podemos hablar de suelos en Marte ya que carecen de materia orgánica. Bueno, tal vez no lo hagan en todas partes, pero todavía tenemos que establecerlo. Del mismo modo, todavía tenemos que establecer el entorno de radiación marciano con precisión. Los resultados preliminares del experimento RAD de MSL (dirigido por el DLR alemán) son mucho más optimistas que las mediciones terrestres y orbitales anteriores. Y eso es a ~ 4 km por debajo del dato de Marte, digamos en la cuenca de Hellas, la atmósfera se vuelve aún más densa.

No soy un geólogo marciano, pero supongo que la composición de las rocas en los volcanes es diferente al promedio de todo Marte. Me pregunto si esto es preferible.

La certeza de usar roca sólida para el aislamiento de radiación se ha sugerido antes (¡ese enlace es incluso sobre cuevas de lava!). Podría ser útil para mitigar la radiación dañina, cualquier material (sólido, líquido o gas) es útil para este propósito si tiene suficiente .