Blindaje de radiación transparente para bases de superficie marciana

Una idea que a menudo surge cuando se discuten formas de construir hábitats marcianos es la de "domo" sobre pequeños cráteres o valles y presurizar toda el área. Esto tendría varias ventajas, como tener un gran espacio abierto para que los científicos/colonos pasen tiempo sin su traje espacial y proteger a las personas de las duras condiciones en la superficie. Sin embargo, un problema que esto presenta es que debajo de una cúpula transparente, las personas estarían expuestas a más radiación del sol y la radiación cósmica de fondo.

Pregunta: ¿Cuál sería el material de construcción más efectivo que sea transparente, fácil de obtener en Marte y que proteja a las personas que están adentro de la radiación y otros peligros marcianos?

Mi idea: Se puede producir vidrio en Marte con los abundantes yacimientos de sílice y reforzarlo con capas de plástico traídas de la tierra. Luego, estos paneles de vidrio se cortan en formas triangulares y se construyen dos estructuras de cúpula geodésica una dentro de la otra. El espacio entre estos dos domos está lleno de agua que proporciona un excelente escudo contra la radiación y "repara" automáticamente cualquier perforación o grieta debido a impactos de micrometeoritos al congelarse al entrar en contacto con la atmósfera marciana. El agua está aislada para que no se congele dentro del domo o se calienta activamente (tal vez como refrigerante para un reactor nuclear).

El vidrio de plomo se utiliza como protección contra la radiación contra los rayos X y gamma.
¿Por qué la cúpula necesita ser transparente?
@DanPichelman Creo que es importante para la salud psicológica de las personas estar en un gran espacio abierto y tener vista al cielo. Estar permanentemente dentro de pequeños entornos confinados no es bueno para las personas.
@Dragongeek, pero ¿cuál sería el grosor de esta capa de agua? ¿No se sentiría la gente confinada en un gran acuario en lugar de una cueva? También dudo que los materiales conocidos permitan construir un acuario domo económicamente viable de suficiente altura. El récord mundial actual es un cilindro de 24 metros de altura, y no está hecho de frágil vidrio de silicato.
@ZuOverture, estaba pensando que el espesor del agua es de entre 10 y 100 cm, así que no es tan grueso. Creo que si se construye en un domo geodésico, esto podría ser lo suficientemente fuerte. En esta imagen: seattleaquarium.org/image/private-events/… se usa una cúpula en un museo con mucha más agua de lo que sugiero. Sugiero que se use agua ya que es un material de protección contra la radiación de alta calidad fácilmente disponible en Marte.
También he visto la propuesta de agua para la luna. Sin embargo, desea casi 10 metros de agua; no solo sus 100 cm no son suficiente protección contra la radiación, sino que su ciudad necesita presión de aire. Haga coincidir la presión del aire con el peso de la cubierta y no tendrá mucha fuerza sobre ella.
@AviCherry, estás mezclando accidentalmente una tonelada de fuerza con una tonelada de masa. Dado que la gravedad marciana es aproximadamente 1/3 de la terrestre, necesita 3 veces la profundidad o 1/3 de la presión del aire.
(¡gracias, lex, por el recordatorio de la gravedad de Marte!) Solo para agregar algunos números al comentario de @LorenPechtel, 100 cm de agua reducirían la radiación a un poco más de 1/50 del nivel original. Eso es a un costo de 1/3 t por metro cuadrado de cúpula (en la gravedad de Marte). La presión atmosférica es de aproximadamente 10 t por m2, lo que hace que 30 m de agua la igualen (ignorando la insignificante presión atmosférica de Marte). Eso reduciría la radiación a alrededor de 1,1e-50 en comparación con la radiación sin blindaje. fuente: space.stackexchange.com/a/1826/17980
También puede obtener algunas buenas respuestas del equipo de Worldbuilding para esta pregunta. Es un tema muy frecuente.

Respuestas (1)

Yo usaría hielo. Todavía puede ser transparente y puede reforzarse con una especie de red o capa transparente. Parece que en muchas áreas de Marte las temperaturas nunca alcanzan los grados suficientes para que el hielo se derrita o se vaporice.

Hay un vidrio especial capaz de proteger la radiación y también se encontró sílice pura en Marte, junto con otros minerales. Supongo que el problema es fabricarlo en Marte. osapublishing.org/ome/abstract.cfm?uri=ome-6-2-531 Compuesto de vidrio como sólido absorbente UV para protección biológica

El hielo se puede cubrir con una capa de polímeros rociados, aunque no dure para siempre. Lo bueno es que cuando empieza a adelgazar, es fácil y barato arreglarlo.

El hielo sería un material pobre, ya que puede sublimar incluso en temperaturas frías, y especialmente en la delgada atmósfera de Marte.
@Ingolifs ver respuestas Si hay hielo real en la luna, ¿por qué no se ha sublimado? . La tasa de sublimación (como la evaporación) es una fuerte función de la temperatura, por lo que solo debe mantenerse fría a la luz del sol. Por definición, una losa de hielo transparente no absorberá mucha luz visible, al mismo tiempo el hielo es opaco en el infrarrojo térmico y por lo tanto tiene una alta emisividad, por lo que puede irradiar efectivamente al espacio 24.6/7 incluso si el Sol está afuera. Por lo tanto, si bien se requiere una ingeniería y un análisis térmico cuidadosos, puede ser demasiado pronto para llamarlo una "mala elección".
@Ingolifs "... especialmente en la delgada atmósfera de Marte". En primer lugar, no creo que la tasa de sublimación dependa mucho de la presión total de la atmósfera . Sin embargo, depende de la presión parcial del agua en la atmósfera, por lo que tal vez sea mejor "... especialmente en la atmósfera seca de Marte".
Mmm. Será un equilibrio dinámico: el hielo se sublimará y volverá a congelarse en otro lugar. No es un buen objeto permanente. Además, también tienes que lidiar con el interior de la base. Podrías hacer un triple glaseado o algo así con 2 capas de vidrio y una de hielo, pero en ese punto, también podrías hacer todas las capas de vidrio.
@Ingolifs Creo que este es un ejercicio de ingeniería bastante intrigante. Sin duda, necesitará una ventilación en la parte superior y un drenaje en la parte inferior por seguridad, una especie de "escudo viviente" que requiere mantenimiento.
Gracias por tu ayuda @uhoh, edité la respuesta y eliminé los comentarios, perdón por el descuido.
Blindaje de radiación transparente para bases de superficie marciana
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