Какая радиационная защита потребуется для среды обитания на Меркурий-Солнце L5?

Учитывая цилиндрическую среду обитания О'Нила в стиле «Третий остров», расположенную на орбите Меркурий-Солнце L5, сколько радиационной защиты потребуется для защиты обитателей и как ее нужно будет структурировать?

Конструкция цилиндра Island Three O'Neill имеет два вращающихся в противоположных направлениях цилиндра, выровненных с осями, направленными к солнцу, с солнцезащитным козырьком / солнечной электростанцией на обращенном к солнцу конце и зеркалами для отражения света в среду обитания. Козырька от солнца и радиатора, казалось, было достаточно для недавней миссии MESSENGER .

Я не нашел источника того, сколько излучения можно ожидать на орбите Меркурия, которая проходит в пределах 46 миллионов километров от Солнца.

В документе «Радиационная защита орбитальных космических поселений» (Globus 2016) компания Globus рекомендует ограничение облучения в 20 мЗв/год для населения в целом и облучение 6,6 мГр/год для беременных женщин.

Глобус рекомендует воду как наиболее эффективный защитный материал, но его расчеты относятся к среде НОО, где радиационные пояса Земли вызывают больше беспокойства, чем GCR.

Игнорируя стоимость, предполагая наличие всех необходимых материалов и технологии их изготовления, какая радиационная защита потребуется для ограничения риска пожизненных обитателей, особенно беременных женщин, в такой среде обитания, и как должна быть защищена настроен?

Я не мог опубликовать более одной ссылки в теле вопроса, но вот краткое описание дизайна среды обитания на острове 3: nss.org/settlement/space/oneillcylinder.htm
Это больше вопрос инженерной SE, imo и, возможно, вопрос типа списка, извините. Вы могли бы подумать о перемещении его туда, если вы не получите ответов здесь.
Изначально я собирался опубликовать этот материал в качестве ответа, но на самом деле это не ответ на ваш вопрос, как он был задан. Однако, безусловно, есть о чем подумать!
Не знаю, зачем вам нужно быть на L5 Меркурия. Если вам нужна стабильная точка Ларанжа, вы можете также выбрать земной, лучший баланс солнечной энергии для того, что нужно людям. Кроме того, вам потребуется гораздо больше экранирования, но если вы хотите/должны быть близко к Солнцу и/или Меркурию, можете также пойти с Солнцем, обращенным к полярной орбите Меркурия, чтобы воспользоваться его небольшим магнитным полем и доступом к Ресурсы. Также вы можете использовать что угодно для защиты, просто одних вещей требуется больше, чем других. Солнечная система имеет много воды в поясе астероидов, которую можно использовать.
Почему вы попытаетесь сделать это в первую очередь?
Почему? Играть с интересным сеттингом sf! :D Мотивация архитекторов среды обитания, конечно, сложнее. Я определенно вижу, что либо орбита Меркурия, либо чисто гелиоцентрическая орбита, вероятно, являются лучшим выбором — спасибо @uhoh за это понимание — но в любом случае это все равно потребует много защиты.
@David Между научной фантастикой и наукой всегда был богатый обмен идеями, реалиями будущего и мечтами, и исследование космоса было одной из самых плодородных почв для этого. Пока мы можем отслеживать, что есть что, я думаю, это фантастика!

Ответы (1)

Вам придется побеспокоиться о солнечном ветре — заряженных частицах, которые испускает Солнце и которые довольно эффективно экранируются магнитным полем Земли. Магнитное поле Меркурия очень слабое (в 150 раз слабее земного) и, вероятно, не очень хорошо отклоняет солнечный ветер. Подробнее см . здесь . У него также незначительная атмосфера (низкая гравитация и сильный солнечный ветер убрали любое подобие атмосферы, как мы ее узнали).

К счастью, заряженные частицы довольно эффективно останавливаются водой. Но вам также нужно беспокоиться о нейтронах (побочных продуктах процесса синтеза) и, конечно же, об интенсивном тепле и гамма-излучении.

Неплохое начало — посмотреть на дозу радиации, которую астронавты получают на МКС — см., например, это резюме, в котором говорится, что они могут получить 160 мЗв радиации за 6-месячный период. Нам нужно масштабировать это число, потому что Меркурий ближе... с эксцентриситетом 0,21 он иногда «гораздо ближе» к Солнцу, чем в другое время (от 4,6E10 до 7,0E10 м по сравнению с Землей на 1,5E11 м). .

Когда он находится ближе всего к Солнцу, его орбита в 3 раза ближе, а интенсивность излучения будет в 9 раз больше. Чтобы вернуться на уровни МКС, вам нужна защита, которая снижает дозу радиации примерно в 10 раз. Но это игнорирует тот факт, что МКС работает «внутри магнитного поля Земли» и, таким образом, все еще получает некоторую выгоду от обеспечиваемой ею защиты.

В этой статье можно найти много подробностей - хотя в ней конкретно говорится о проблемах марсианской миссии, принципы те же; просто уровни радиации на Меркурии будут намного выше, так как радиус орбиты составляет около 1/4 радиуса орбиты Марса... обратите также внимание, что это означает, что когда происходит значительная солнечная вспышка, у вас не так много времени прятаться...

«Много воды» должно справиться с большей частью радиации.

Просто чтобы уточнить, я смотрю на Меркурий-Солнце L5 (или предпочтительнее сказать Солнце-Меркурий L5?), тянущуюся троянскую орбиту (если только у меня она не обратная, а ведущая). Я предполагаю, что там нет защиты от магнитного поля Меркурия.
Благодарю за разъяснение. Вы правы магнитной защиты от Меркурия в точке L5 нет. В первом абзаце говорилось о "на Меркурии" - отмечая, что обычные механизмы защиты на Земле (атмосфера, магнитное поле) мало что для вас там делают. В точке L5 вы находитесь на том же расстоянии от Солнца, что и Меркурий (IIRC - это равносторонний треугольник из трех тел), поэтому остальная часть математики верна.