Welche, wenn überhaupt, Reduzierung der Strahlenbelastung bietet die Atmosphäre des Mars?

In dem in dieser Antwort zitierten Buch "The Case for Mars" wird eine Studie zitiert, die besagt, dass 20-50 REM-Strahlung aufgrund kosmischer Strahlung im Weltraum auftritt. Es scheint wahrscheinlich, dass die Atmosphäre des Mars dies etwas verringern würde. Um wie viel wird die Atmosphäre des Mars die Strahlung reduzieren?

Antworten (1)

Ich habe bei SpaceMath ( http://spacemath.gsfc.nasa.gov ) ein Dokument gefunden , das besagt, dass die Dichte einer Planetenatmosphäre durch die Exponentialfunktion definiert wird:
N ( z ) = N ( 0 ) e z / H

wobei H die Skalenhöhe des Gases ist.

Die Größe der Oberflächenabschirmung für Strahlung, die aus 90°-Richtung (vertikal) einfällt, ergibt sich durch Auswertung des Integrals von N(z), was ergibt:

Äquivalente Abschirmung = N ( 0 ) H

Die in diesem Dokument aufgeführten Werte sind:

  • Mars: D = 0,020 kg/m3 x 11,1 km = 22 g/cm2

  • Erde: D = 1,2 kg/m3 x 8,5 km = 1.020 g/cm2

Wir können extrahieren:

  • Mars:

    • N(0) = 0,020 kg/m3
    • H = 11,1 km
  • Erde:

    • N(0) = 1,2 kg/m3
    • H = 8,5 km

Rechne nochmal mit allen Schritten:

  • Mars:

ES = 0,020 k g m 3 11.1 k m = 0,020 k g m 3 11100 m = 0,020 k g m 2 11100 = 222 k g m 2 = 222000 g m 2 = 222000 10000 g c m 2 = 22.2 g c m 2

  • Erde :

ES = 1.2 k g m 3 8.5 k m = 1.2 k g m 3 8500 m = 1.2 k g m 2 8500 = 10200 k g m 2 = 10200000 g m 2 = 10200000 10000 g c m 2 = 1020 g c m 2

Weitere Werte zum Vergleich:

  • an Bord der ISS: 10 g c m 2
  • Apollo-Raumsuite: 0,1 g c m 2

Es ist erwähnenswert, dass ein nackter Körper auf der Marsoberfläche nur halb so viel Strahlung empfängt wie ein Astronaut an Bord der ISS.

Es ist auch erwähnenswert, dass für eine gleichwertige Abschirmung der gesamten Erdatmosphäre durch die Verwendung einer Wasserabschirmung nur eine Dicke von 10 Metern erforderlich ist (bei einer Wasserdichte von 1000 kg m3 im Vergleich zu 1,2 kg/m3 für die Erdatmosphäre).

( R E a r t h = 6378 km, R M a r s = 3374 km)

In tabellarischer Form:

N0 (kg/m3) H (km) ES (g/cm2) Empfangene Strahlung (normalisiert auf die Erde)
Mars 0,020 11.1 22.2 x45
Erde 1.2 8.5 1020 1
Mond (in der Raumsuite) - - 0,1 x10200
ISS - - 10 x102
Das Dokument, auf das Sie sich beziehen, ist dieses: spacemath.gsfc.nasa.gov/Calculus/3Page24.pdf Es befasst sich jedoch nur mit der Materiedichte, sodass die Zahlen aufgrund der reduzierten einfallenden Strahlung im Erdmagnetfeld nicht direkt vergleichbar sind und unterschiedliche atmosphärische Zusammensetzung. Es ist nur als Annäherung erster Ordnung gut, für genaue Werte warten wir noch auf offizielle Messdaten von MSL RAD mars.jpl.nasa.gov/msl/mission/instruments/radiationdetectors/… mit einigen vorläufigen Ergebnissen, zB spaceflight101 . com/msl-rad-science-reports.html
Übrigens gibt das Integral die falsche Antwort, und Sie müssen sowieso nicht integrieren. Alles, was Sie brauchen, ist der Oberflächendruck und die Erdbeschleunigung, um die Masse der Luftsäule nach oben zu bringen. Der Druck, an dem Sie sich befinden, ist einfach das Gewicht der Atmosphäre über Ihnen (im hydrostatischen Gleichgewicht, was eine gute Annahme ist). Teilen Sie das Gewicht pro Flächeneinheit (den Druck) durch die Erdbeschleunigung, um die Masse pro Flächeneinheit zu erhalten.
Ablehnen für grausame Formatierung und chaotische Verstümmelung der Einheiten. Dieser Beitrag wechselt willkürlich von Volumen- zu Flächeneinheiten (cm³ zu cm²) und verwendet mehrdeutige, nicht SI-konforme Einheitenabkürzungen ("gm" bedeutet nicht "Gramm" und ist daher nicht gleichbedeutend mit "g"). Ich habe versucht, dies wiederherzustellen, indem ich eine Änderung vorschlug, aber ich habe aufgegeben, weil ich zum größten Teil nicht einmal verstehen kann, was die Absicht des Autors war.
@ user47149 Neu formatiert
@jumpjack Vertauschte Stimmen, danke.