Wie viel Boden kann ein aufblasbarer Lebensraum auf dem Mars tragen?

Eine 2,5 Meter dicke Regolith-Ablagerung reicht aus, um die kosmische Strahlung abzuschirmen. 6 Meter würden der Wirkung der Erdatmosphäre entsprechen. Aber das Gewicht von 2,5 Metern Ablagerung an der Decke wäre nur ein Bruchteil der inneren Druckkraft. Bei atmosphärischem Druck auf der Erde (Meereshöhe) beträgt die Kraft 100 KN / m2, während das Gewicht der Ablagerung nur 1500 kg / m3 * 2,5 * 0,38 g = 14,25 KN / m2 beträgt. Wenn Sie anstelle von Marsbeton losen Regolith an der Decke verwenden, wäre das Material eine reichlich vorhandene Ressource und die Ablagerung könnte dicker sein, mit einigen anderen Vorteilen als Wärmespeicher und Schutz vor Meteoriten. Aber bei einer Regolithschicht von 17,5 Metern wird der Aufwand für die Bagger den ganzen Regolith an die Decke zu schaufeln sehr hoch, daher würde ich die Ablagerung auf 2,5 - 4 Meter Mächtigkeit begrenzen.

Da die inneren Druckkräfte das Material immer viel stärker belasten, als das Gewicht der Ablagerung ausgleichen könnte, schlage ich vor, den Innendruck auf den halben Atmosphärendruck (500 mbar) zu reduzieren, was dem Druck auf dem Gipfel eines 4000er entspricht Berg und erhöhen Sie den Sauerstoffgehalt auf 30%.

die freie Spannweite der Membrane sollte nicht zu groß sein, da die Zugkraft auf das Membranmaterial bei gleichem Druckniveau mit der freien Spannweite zunimmt

unter folgendem link sehen sie ein konzept eines aufblasbaren marshabitates mit deponie an der decke. aber transparente Seitenwände, die sichtbares Sonnenlicht ohne kosmische Strahlung empfangen, das von einer Spiegelmembran reflektiert wird: www.marshabitat.space

Sie können eine ungefähre Zahl erhalten, indem Sie davon ausgehen, dass das Dach des Habitats flach ist, vollständig vom Luftdruck getragen wird und an und für sich nicht viel wiegt. Ihr Diagramm deutet auf eine vollständige Erdatmosphäre im Inneren hin, was für die Insassen schön wäre, aber das Versenden oder Auffinden von viel Stickstoff bedeutet. Wahrscheinlich würde ein niedrigerer Druck mit einem höheren Sauerstoffanteil ausreichen. Eine volle Atmosphäre ist jedoch auch eine schöne runde Zahl, also bleiben wir dabei. Wir brauchen also auf jedem Quadratmeter Dach ein Gewicht von 100 kNewton, was eine Masse von etwa 26500 kg bedeutet (einfach durch die Gravitation der Marsoberfläche dividieren). https://www.lpi.usra.edu/meetings/LPSC98/pdf/1690.pdfergibt eine Dichte von etwa 1500 kg/m^3 für Marserde, also bräuchten Sie etwas weniger als 18 m Marserde, um die Arbeit zu erledigen. Beachten Sie, dass Marsböden ziemlich porös sind. Wenn Sie sie also verdichten oder ein Bindemittel hinzufügen, um "Marscrete" herzustellen, benötigen Sie weniger Dicke. Wie aus früheren Antworten hervorgeht, ist dies viel mehr, als Sie für die Strahlenabschirmung benötigen würden, es hat jedoch andere Verwendungszwecke - Wärmedämmung ist eine, und das einfache Niederhalten des Dachs gegen Luftdruck ist eine andere (weniger Struktur erforderlich).

Das ist eine schwer zu beantwortende Frage, ohne als „Meinung“ markiert zu werden, denn noch hat niemand wirklich einen aufblasbaren Mars-Lebensraum entworfen, um uns diese genauen Spezifikationen geben zu können. Das Beste, was jeder tun kann, ist Ihnen zu sagen, wie viel Strahlung auf dem Mars ist und wie viel Marsboden erforderlich ist, um eine ausreichende Halbierungsdistanz bereitzustellen, um die Exposition auf ungefähr die Hintergrundwerte auf der Erde zu senken.

Laut Instrumenten an Bord der Marssonden beträgt die Strahlenbelastung auf der Marsoberfläche 11 mSv pro Jahr, als Referenz beträgt die normale Hintergrundbelastung auf der Erde im Durchschnitt etwa 1,26 mSv pro Jahr (Änderungen mit dem Standort auf unserem Planeten, aber das ist ungefähr der Durchschnitt). Theoretisch könnte man eine Exposition von bis zu 50 mSv pro Jahr aushalten, aber das ist wirklich nur die maximale Dosis, die man ein Jahr lang aushalten kann, ohne krank zu werden oder erhöhte Gesundheitsrisiken zu erfahren. Die Realität ist, dass die meisten wissenschaftlichen oder physikalischen Einrichtungen 10 mSv pro Jahr als ihre tatsächliche sichere Expositionsrate betrachten, wobei 50 mSv das vom menschlichen Körper tolerierbare Maximum sind. Auf der Marsoberfläche wären Kolonisten also nicht in unmittelbarer Gefahr, sondern würden nach etwa 60 Jahren die maximal zulässige Exposition erreichen.

Die Menge an Marsboden, die erforderlich ist, um die Expositionsraten in Innenräumen auf das gleiche Niveau zu senken, das wir hier auf der Erde erhalten, benötigt etwa 4 bis 5 Meter, aber dies setzt voraus, dass Ihr Lebensraum selbst nicht aus verschiedenen Materialien besteht, die zur Strahlenabschirmung beitragen würden . Realistischerweise könnte der Lebensraum aus einer Reihe von Materialien bestehen, die die Menge an Erde reduzieren würden, die für die Abschirmung benötigt wird. Zusammenfassend versuche ich also nicht, Ihnen eine vage Antwort zu geben, es ist nur so, dass noch niemand wirklich ein endgültiges Design angekündigt hat, also kann ich Ihnen am nächsten kommen, wenn ich sage, dass Sie 4 bis 5 Meter Erde für die Bestrahlung benötigen Abschirmung, und weniger als das proportional dazu, wie viel Abschirmung der Unterstand selbst bietet.