宇航员可以在火星的冰穹内生活

宇航员可以在火星的冰穹内生活

当你还是个孩子时,你建造了一座雪堡,但其实你无意中保护自己免受冰怪的伤害。你建造了一道辐射屏障。在地球上,这没什么大不了的,但在火星上呢?这事关生死。

太阳和银河系中的其他恒星会产生高能粒子,对人体造成伤害。太阳粒子大多是质子,能量低到可以被基本物理结构吸收。银河宇宙射线听起来像是科幻电影里的情节,但实际上它是对宇航员健康最危险的长期威胁之一。银河宇宙射线中除了质子以外的一小部分是重化学元素,它们以接近光速的速度移动。当它们与航天器相撞时,它们会分解材料内部的原子,在航天器内部产生二次辐射流。

将来前往火星的宇航员将受到来自太空的辐射。登陆月球的阿波罗宇航员是唯一在地球防辐射层之外旅行的人,他们在月球表面受到的辐射量高于正常水平。他们在外面待的时间不长,所以影响有限。这七名男子可能因此患心血管疾病的风险增加,但基本就是这样。

长期暴露可能更糟糕。所有这些二次辐射都会导致细胞和 DNA 损伤,这意味着以后患癌症和其他疾病的风险更高。急性放射病可能是一个短期问题——高剂量的辐射会导致恶心、呕吐和出血。所以我们未来的火星探险者需要某种防护罩来保护他们。

你可以看到火星表面上方的大气层——它是固体地面上方的半透明弧形。这一薄层保护着宇航员免受辐射,远不如地球周围的屏障。NASA/Viking 1

冰是解决这个问题的出乎意料的好办法。水的每个分子中都有两个氢原子,而氢特别擅长阻挡辐射。只需要五厘米(介于奥利奥饼干和汽水罐的直径之间)就能将伽马射线和紫外线降至安全水平。

因此,美国宇航局兰利研究中心的团队与太空探索架构和云架构办公室合作,设计出一种使用冰作为盾牌的方法。他们想出了巨大的冰泡。

火星冰屋本质上是一个充气圆顶,里面可以装满水,然后在寒冷的火星空气中结冰。厚厚的外层冰可以保护内部免受辐射,而内部较小的圆顶将提供实际的居住区。由于外层圆顶是充气的,因此对于前往火星的旅程来说紧凑而轻便,因此也可以很大。居住区不需要很大,因此冰穹顶内的额外空间可以用作冰院。例如,宇航员可以在院子里维修设备而不必穿加压服,因为他们只需要一个氧气面罩就可以呼吸。云建筑办公室在其原始提案中将其定位为“一个未定义的开放空间,用于沉思、放松、锻炼、玩游戏或任何宇航员决定做的事情”。所以也许有一天,我们会看到沉思的宇航员在冰院里踢低重力足球的照片。

冰屋还解决了火星居住地的其他几个潜在问题。最大的问题之一是如何将建筑材料运到火星。目前,将一磅材料发射到轨道上需要花费两到三千美元,更不用说一路运往另一个星球了。充气式冰屋采用轻质材料,可在抵达时填充。NASA 认为它可以从火星表面提取足够的水来填满整个圆顶。但这需要大约 400 天的时间,因此在宇航员到达之前必须进行某种自动组装。一旦宇航员到达,他们就会看到一个装满水的冰屋。圆顶内的一层二氧化碳也可以起到隔热作用,抵御寒冷的火星气候。

另外,它是透明的。大多数其他可以阻挡辐射的材料都是不透明的,这使得用它们建造的任何房屋都非常暗。这可能只是一种审美差异,但如果你在另一个星球上度过数年(或可能是余生),你也会想要一个阳光明媚的房子。

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