Какое снижение радиационного облучения обеспечивает атмосфера Марса?

В книге «The Case for Mars», цитируемой в этом ответе , есть цитируемое исследование, в котором говорится, что излучение 20-50 REM возникает из-за космических лучей в глубоком космосе. Кажется вероятным, что атмосфера Марса несколько уменьшила бы это. Насколько атмосфера Марса уменьшит радиацию?

Ответы (1)

Я нашел в SpaceMath ( http://spacemath.gsfc.nasa.gov ) документ , в котором говорится, что плотность планетарной атмосферы определяется экспоненциальной функцией:
Н ( г ) знак равно Н ( 0 ) е г / ЧАС

где H — высота шкалы газа.

Величина поверхностного экранирования для излучения, поступающего с направления 90° (по вертикали), определяется путем оценки интеграла от N(z), что приводит к:

Эквивалентное экранирование = Н ( 0 ) ЧАС

В этом документе указаны следующие значения:

  • Марс: D = 0,020 кг/м3 x 11,1 км = 22 г/см2

  • Земля: D = 1,2 кг/м3 x 8,5 км = 1020 г/см2

Мы можем извлечь:

  • Марс:

    • N(0) = 0,020 кг/м3
    • Н = 11,1 км
  • Земля:

    • N(0) = 1,2 кг/м3
    • Н = 8,5 км

Снова делаем математику со всеми шагами:

  • Марс:

ЭС = 0,020 к грамм м 3 * 11.1 к м знак равно 0,020 к грамм м 3 * 11100 м знак равно 0,020 к грамм м 2 * 11100 знак равно 222 к грамм м 2 знак равно 222000 грамм м 2 знак равно 222000 10000 грамм с м 2 знак равно 22,2 грамм с м 2

  • Земля :

ЭС = 1,2 к грамм м 3 * 8,5 к м знак равно 1,2 к грамм м 3 * 8500 м знак равно 1,2 к грамм м 2 * 8500 знак равно 10200 к грамм м 2 знак равно 10200000 грамм м 2 знак равно 10200000 10000 грамм с м 2 знак равно 1020 грамм с м 2

Другие значения для сравнения:

  • на борту МКС: 10 грамм с м 2
  • Космический комплекс «Аполлон»: 0,1 грамм с м 2

Стоит отметить, что голое тело на поверхности Марса получает вдвое меньше радиации, чем космонавт на борту МКС.

Также стоит отметить, что для эквивалентного экранирования всей земной атмосферы с помощью водной защиты требуется всего 10 метров толщины (при плотности воды 1000 кг м3 по сравнению с 1,2 кг/м3 земной атмосферы).

( р Е а р т час = 6378 км, р М а р с = 3374 км)

В табличном формате:

N0 (кг/м3) Н (км) ЭС (г/см2) Принятое излучение (нормализовано к Земле)
Марс 0,020 11.1 22,2 х45
Земля 1,2 8,5 1020 1
Луна (в скафандре) - - 0,1 х10200
МКС - - 10 х102
Документ, на который вы ссылаетесь, таков: spacemath.gsfc.nasa.gov/Calculus/3Page24.pdf Он касается только плотности материи, поэтому цифры нельзя сравнивать напрямую из-за уменьшенного падающего излучения в магнитном поле Земли. и различный состав атмосферы. Это хорошо только в качестве первого приближения, для точных значений мы все еще ждем официальных данных измерений от MSL RAD mars.jpl.nasa.gov/msl/mission/instruments/radiationdetectors/… с некоторыми предварительными результатами, например, spaceflight101. com/msl-rad-science-reports.html
Только, кстати, интеграл дает неверный ответ, да и интегрировать все равно не надо. Все, что вам нужно, это поверхностное давление и ускорение свободного падения, чтобы получить массу столба воздуха наверху. Давление там, где вы находитесь, — это просто вес атмосферы над вами (когда вы находитесь в гидростатическом равновесии, что является хорошим предположением). Разделите вес на единицу площади (давление) на ускорение свободного падения, чтобы получить массу на единицу площади.
Голосую за жестокое форматирование и хаотичное искажение единиц. Этот пост случайным образом переключается с единиц объема на единицы площади (см³ на см²), используя двусмысленные сокращения, не соответствующие системе СИ («гм» не означает «грамм» и, следовательно, не эквивалентен «г»). Я попытался восстановить это, предложив редактирование, но я отказался, потому что я даже не могу понять, каково было намерение автора по большей части.
@user47149 переформатирован
@jumpjack Голоса поменялись местами, спасибо.