Ist die Schwerkraft jedes Mondes hoch genug, um in Mikrogravitationsumgebungen mit nachteiligen Auswirkungen auf Menschen zu kämpfen?

Nein. Siehe Berechnungen hier , es gibt im Wesentlichen keine Schwerkraft der Marsmonde.

Hat der Mars ähnliche Strahlungsgürtel wie die Erde und treten die Umlaufbahnen von Phobos oder Deimos in diese Gürtel ein?

Nein. Mars hat keine Van-Allen-Gürtel wie die Erde (oder Jupiter), weil er kein Magnetfeld hat. Die Strahlung, die Sie auf der Oberfläche dieser Monde erhalten würden, ist der gleiche Sonnenwind , den Sie im Weltraum sehen würden.

Die größte Gefahr würde von Protonen im Sonnenwind und periodischen Röntgenausbrüchen der Sonne ausgehen, die durch keinerlei Atmosphäre gemildert würden. Es gäbe auch Elektronen und Alpha-Teilchen im Sonnenwind und verschiedene andere EM-Strahlung von der Sonne, um die man sich kümmern müsste.

Wie dicht ist die Oberfläche jedes Mondes und ist es möglich, dieses Material zu baubaren Strukturen unter der Oberfläche zu veredeln?

Phobos hat eine Dichte von 1876 kg/m$^3$und ist spektroskopisch einem Asteroiden vom D-Typ ähnlich , der wahrscheinlich aus organischen Silikaten und Karbonaten besteht. Deimos beträgt 1471 kg/m$^3$und ist spektroskopisch ähnlich einem Asteroiden vom D- oder C-Typ mit einer ähnlichen Zusammensetzung wie Phobos.

Da Wasser eine Dichte von 1000 kg/m hat$^3$, Erdkruste etwa 2500 kg/m$^3$und Eisen 7870 kg/m$^3$, können Sie sehen, dass diese Monde relativ wenig Metall enthalten. Tatsächlich sind beide wahrscheinlich kein festes Gestein, sie sind erheblich porös, vielleicht wie ein mit Eis vermischter Kieshaufen. Deimos ist viel glatter als Phobos, was auf das Vorhandensein von Regolith hinweist , wodurch es eher wie eine Kugel aus Kies und Eis aussieht, die mit feinem Sand bedeckt ist.

Angesichts der Porosität und der fehlenden Schwerkraft sind diese Monde wahrscheinlich ziemlich zerbrechlich. Ein Raketenangriff könnte sie möglicherweise in einen Ring um den Mars blasen. Selbst wenn es nützliche Materialien gäbe (die es wahrscheinlich nicht gibt), würde ich etwas so Zerbrechliches nicht abbauen, es sei denn, es würde mir nichts ausmachen, es zu zerstören.

Welche Art von Umlaufbahnen würden Kommunikationssatelliten benötigen, um eine konstante (oder fast konstante) Verbindung zurück zur Erde aufrechtzuerhalten?

Drei "geostationäre" Satelliten um den Mars herum könnten eine ständige Kommunikation zurück zur Erde sicherstellen. Die Satelliten würden an Punkten umkreisen, die 120 Grad einander gegenüberliegen, in der Ebene der von Ihnen gewählten Umlaufbahn des Mondes. Dann hätte mindestens einer der drei immer direkte Sichtverbindung zur Erde, es sei denn, die Sonne ist im Weg. Der Mond wäre immer in Sichtlinie von mindestens zwei der drei. Die drei Satelliten würden immer in Sichtlinie zueinander sein, sodass sie bei Bedarf vom Mond zur Erde weiterleiten könnten.

Um das Problem zu umgehen, dass die Sonne zwischen Erde und Mars steht, bräuchten Sie eine Art Kommunikationsrelais im Weltraum.

Angesichts der aktuellen Technologie: Es ist schwierig genug, zum Mars zu gelangen, mit der Komplikation, Menschen lebend und gesund dorthin zu bringen, aber ich werde "Wie kommen wir dorthin" auslassen oder vielleicht später darauf eingehen.

Nun ist es an der Zeit, jede Angelegenheit der Reihe nach anzusprechen:

1) Schwerkraft

Vor ein paar Tagen wurde eine ähnliche Frage gestellt , um die Antworten zusammenzufassen: Wenn Sie einige Jahre auf dem Mars bleiben, solange Sie Nahrungsergänzungsmittel einnehmen und regelmäßig (jeden Tag) Sport treiben, können Sie wahrscheinlich damit auskommen ein Jahrzehnt (Schätzung), aber darüber hinaus haben wir keine echten Daten, also können wir es nicht mit Sicherheit sagen

2) Strahlung

Die Erde hat ein Magnetfeld, das uns beim Überleben hilft, indem es einen Großteil der Strahlung blockiert (auch die Ozonschicht hilft, indem sie UV absorbiert) . Der Mars hat dies jedoch nicht, weil die Erde einen heißen Eisenkern hat, während der Mars einen höheren hat Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis hat sich ihr eigener Kern abgekühlt, wodurch die Strahlung die Atmosphäre abstreifen konnte und im Vergleich zur Erde viel mehr Strahlung auf die Oberfläche treffen kann.

Der Mars hat jedoch eine dünne Atmosphäre, die die gesamte Alphastrahlung und wahrscheinlich gut 99+% der Betastrahlung stoppt, die Gamma hinterlässt, und Sie müssen sich nicht wirklich darum kümmern, vielleicht eine monatliche Untersuchung durchführen für die langfristige Exposition gegenüber schwacher Strahlung und bewahren Sie sie dann innerhalb der Basis auf, wenn sie Anzeichen einer Strahlenvergiftung aufweisen. Aber das sollte kein Problem sein, der Film The Martian ist sehr wissenschaftlich genau (abgesehen von den Stürmen) und die darin gezeigten Anzüge würden jede verbleibende Betastrahlung blockieren, und Sie können sich dort nicht zu viele Sorgen um Gamma machen ist Gammastrahlung, die Sie JETZT durchdringt, aber das meiste davon ist so energiearm, dass es Sie sauber durchdringt.

3) Oberflächendichte

Lassen Sie uns nun zum Bohren und Verfeinern etwas Kontext haben: Die durchschnittliche Dichte der kontinentalen Kruste beträgt etwa 2,7 g / cm3, aber die mittlere Dichte des Mars beträgt 3,9 g / cm. Angesichts der fortschrittlichen Bergbautechnologie ist dies jedoch wahrscheinlich nicht der Fall Beachten Sie jedoch, dass die Erdausrüstung leicht angepasst werden muss, um der geringen Schwerkraft Rechnung zu tragen: Wenn Sie einen Vorschlaghammer nehmen und auf den Boden schlagen, bewegen Sie sich nicht, auf dem Mars oder dem Mond jedoch, wenn Sie a treffen Vorschlaghammer hart genug, werden Sie aufgrund der Impulserhaltung vom Boden abheben. Was die Monde betrifft ... fangen wir einfach mit dem Mars an und sehen, wo wir hinkommen. Der Mars enthält viele nützliche Mineralien und Metalle, solange Sie Raumschiffe (wie das in The Martian zu sehende) hin und her schicken können, können Sie genau die Raffinerieausrüstung aufstellen, die Sie benötigen (dies wird sehr teuer).

4) Kommunikation

Mit einer permanenten Basis auf dem Mars wird die Kommunikation immer ein Problem sein, bis Sie die Zeit haben, ein ausgedehntes Satellitennetzwerk mit einer Verzögerung von 0,75 Sekunden einzurichten, damit das elektromagnetische Spektrum tatsächlich die Erde erreicht, die gleiche Verzögerung, um zurückzukommen, dann wahrscheinlich a wenige Sekunden Verarbeitung und Satellitenverbindung an beiden Enden. Vor diesem Zeitpunkt wird es einen großen Zeitraum geben (ein Marstag dauert 1 Tag und 40 Minuten, also etwa die Hälfte), in dem keine Kommunikation möglich ist.

5) Zusätzliche Probleme

Ersatzteile. Wenn auf der Erde etwas schief geht, können Sie wahrscheinlich online einen Ersatz finden und ihn innerhalb von 5 Werktagen versenden lassen, auf dem Mars könnte diese Reisezeit Jahre betragen, sodass Sie riesige Lagerhäuser voller Ersatzteile und Ersatzteile benötigen würden – was bedeutet, dass alle Geräte benötigt würden relativ modular sein, mit wenigen Spezialteilen, zumindest bis man komplizierte Elektronikfabriken aufbauen kann.

Essen. Ja, ich beziehe mich immer wieder auf The Martian, aber es hat sehr viel richtig gemacht, man braucht viel Energie, um Nahrung anzubauen. Mit einer alten FrageAls Anhaltspunkt: Jeder wird Süßkartoffeln essen – langfristig werden sie eine Vitamin-A-Vergiftung bekommen, die zu Leberschäden führen kann, aber für kurze Zeit liefern sie die meisten Kalorien im Vergleich zu der Energie, die in das System gesteckt wird. Ich gehe davon aus, dass eine Kolonie von 100 Menschen 2000 Kalorien pro Tag benötigt (ja, sie machen Sport, aber geringe Schwerkraft, also weniger Kalorien), die Zahl ist „98.420.000 kcal/km^2/Tag, die a insgesamt 49.210 Menschen mit einer Süßkartoffel-Diät von 2000 kcal/Tag", wenn wir aeroponische Buchten verwenden. Jetzt brauchen wir nur noch 100 Leute, also brauchen wir ungefähr 2030 m^2 Aeroponikbuchten, jetzt sagen wir 2500 für Redundanz, damit wir etwas Ersatzfutter haben können, wenn die Ernte aus irgendeinem Grund ausfällt. Dies erfordert immer noch RIESIGE Mengen an Nährstoffen – von denen die meisten aus Fäkalien wiedergewonnen werden könnten, wenn Sie über die notwendige Ausrüstung verfügen. ABER Sie benötigen auch riesige Mengen an hocheffizienten Solarmodulen, um die UV-Lichter zu betreiben, die für den Anbau dieser Menge an Pflanzen erforderlich sind. Es ist zu kompliziert und ineffizient für Nutztiere, also Süßkartoffeln!

Bearbeiten, um die Monde einzubeziehen: Der einzige Unterschied besteht darin, dass sie leicht unterschiedliche Einstellungen benötigen würden, um leicht unterschiedliche Schwerkraft zu berücksichtigen, und wir haben nicht genau genug Informationen über ihre geologische Zusammensetzung, daher schließe ich sie nicht ein Abschnitt 3, aber der Rest GILT NOCH