Wie viel Strahlungsabschirmung wäre erforderlich, um die Insassen zu schützen, und wie müsste sie strukturiert sein, wenn ein zylindrisches Habitat im O'Neill-Stil "Island Three" auf der Umlaufbahn von Merkur und Sonne L5 liegt?
Das Zylinderdesign von Island Three O'Neill besteht aus zwei gegenläufig rotierenden Zylindern, deren Achsen zur Sonne zeigen, mit einem Sonnenschutz/einer Solarstromanlage am sonnenzugewandten Ende und Spiegeln, um Licht in die Lebensräume zu reflektieren. Für die jüngste MESSENGER-Mission schienen ein Sonnenschirm und ein Heizkörper ausreichend zu sein .
Ich habe keine Quelle dafür gefunden, wie viel Strahlung in der Merkurumlaufbahn zu erwarten ist, die sich in einem Umkreis von 46 Millionen Kilometern um die Sonne befindet.
In Orbital Space Settlement Radiation Shielding (Globus 2016) empfiehlt Globus eine Expositionsgrenze von 20 mSv/Jahr für die allgemeine Bevölkerung und 6,6 mGy/Jahr für schwangere Frauen.
Globus empfiehlt Wasser als das effektivste Abschirmmaterial, aber seine Berechnungen gelten für die LEO-Umgebung, wo die Strahlungsgürtel der Erde ein größeres Problem darstellen als GCR.
Abgesehen von den Kosten, unter der Annahme aller benötigten Materialien und der Technologie, um sie zu bauen, welche Strahlenabschirmung wäre erforderlich, um das Risiko lebenslanger Bewohner, insbesondere schwangerer Frauen, eines solchen Lebensraums zu begrenzen, und wie müsste die Abschirmung sein konfiguriert?
Sie müssen sich Sorgen um den Sonnenwind machen – die geladenen Teilchen, die von der Sonne emittiert werden und die vom Magnetfeld der Erde ziemlich effektiv abgeschirmt werden. Das Magnetfeld von Merkur ist sehr schwach (150x schwächer als das der Erde) und würde wahrscheinlich keine gute Arbeit leisten, um den Sonnenwind abzulenken. Details siehe hier . Es hat auch eine vernachlässigbare Atmosphäre (geringe Schwerkraft und starker Sonnenwind haben jeden Anschein von Atmosphäre, wie wir sie erkennen würden, entfernt).
Glücklicherweise werden geladene Teilchen recht effizient durch Wasser gestoppt. Aber Sie müssen sich auch um Neutronen (Nebenprodukte des Fusionsprozesses) und natürlich um die intensive Hitze und Gammastrahlung kümmern.
Es ist kein schlechter Anfang, sich die Strahlungsdosis anzusehen, die Astronauten auf der ISS erhalten – siehe zum Beispiel diese Zusammenfassung, die uns sagt, dass sie über einen Zeitraum von 6 Monaten 160 mSv Strahlung erhalten könnten. Wir müssen diese Zahl skalieren, weil Merkur näher ist ... mit einer Exzentrizität von 0,21 ist er manchmal "viel näher" an der Sonne als zu anderen Zeiten (von 4,6 E10 bis 7,0 E10 m, verglichen mit der Erde bei 1,5 E11 m). .
Wenn es der Sonne am nächsten ist, ist seine Umlaufbahn 3x näher und die Strahlungsintensität wäre 9x größer. Um wieder auf die Ebenen der ISS zu kommen, braucht man eine Abschirmung, die die Strahlendosis um etwa das 10-fache reduziert. Aber das ignoriert die Tatsache, dass die ISS "innerhalb des Erdmagnetfelds" operiert und daher immer noch etwas von der Abschirmung profitiert, die das bietet.
Viele Details sind in diesem Artikel zu finden - obwohl es speziell um die Probleme einer Marsmission geht, sind die Prinzipien dieselben; Es ist nur so, dass die Strahlungswerte auf Merkur viel größer sein werden, da der Umlaufradius etwa 1/4 des Marsradius beträgt ... Beachten Sie auch, dass dies bedeutet, dass Sie bei einer signifikanten Sonneneruption nicht viel Zeit haben verstecken...
Ein "viel Wasser" sollte für den größten Teil der Strahlung ausreichen.
David
Zähl bis 10
äh
Brooks Nelson
FKEinternet
David
äh