Domanda:
Gli umani possono vivere in qualcosa di simile alla ISS intorno ai giganti del gas?
aybe
2014-05-13 01:10:25 UTC
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Oltre ai venti solari e ai raggi cosmici, avrebbero bisogno di qualche forma di schermatura da qualunque cosa mortale provenga da questi pianeti?

E riguardo a questa roba potenzialmente mortale proveniente dai pianeti, quale sarebbe?

Solo radiazioni o anche qualcos'altro?

Vivere intorno a Giove richiederebbe molta protezione dalle radiazioni nell'Ade. Saturno, non così tanto ...
@DeerHunter Saturno è un altro tipo di bestia che orbita attorno ad esso, intenzionalmente non l'ho toccato per mantenere la mia risposta a una lunghezza gestibile, quindi c'è ancora spazio per ulteriori risposte. Ad esempio, per un'orbita di Saturno bassa (sotto i suoi anelli) a ~ 5.000 km sopra la superficie, calcolo la velocità orbitale di ~ 25,5 km / s (~ 4 ore e 20 min). Con alcuni anelli di polvere attorno ad esso a circa 1,5 km / s retrogradi, ci sono alcune enormi velocità relative da cui proteggersi. ["Pioggia" dai suoi anelli] (http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2013-130) non aiuta neanche, abbassando forse l'inclinazione possibile. Eccetera. ;)
"(~ 4 ore 20 min)." accendilo
Due risposte:
TildalWave
2014-05-13 02:44:51 UTC
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Questa è una domanda piuttosto ampia, poiché dipende dal gigante gassoso che hai in mente. Escludendo Urano e Nettuno come giganti di ghiaccio, questo ci lascia con Giove e Saturno nel nostro sistema solare, e sono ancora difficili da confrontare direttamente in termini di quanto l'ambiente pericoloso rappresenterebbero per un orbita stazione Spaziale. Ma hanno una cosa mortale in comune:

Per raggiungerli dalla Terra sono necessari anni di viaggio nello spazio profondo. Per quanto riguarda le missioni con equipaggio nello spazio, non abbiamo ancora fatto nulla di simile. Quelle visite Apollo della Luna alla fine degli anni '60 e all'inizio degli anni '70 erano escursioni di breve durata di un giorno in confronto, quindi la prima cosa che dovremmo capire è come proteggere gli astronauti dall'esposizione mortale al vento solare e raggi cosmici ed evita il flusso di particelle caricate dal sole di espulsioni di massa coronale (CME) per la durata del viaggio di andata e ritorno e la loro permanenza su una delle orbite dei giganti gassosi.

La magnetosfera di Giove è anche la seconda struttura più grande e più forte del sistema solare. Il suo campo magnetico può accelerare le particelle caricate elettricamente a velocità immense. Il loro effetto può essere osservato ai poli di Giove come aurore polari, dove interagiscono con la sua atmosfera superiore e creano aree di un cerchio blu brillante di gas ionizzati, molte volte le dimensioni della Terra. Queste particelle accelerate magneticamente provengono principalmente da una delle sue lune: Io e dalla sua attività vulcanica. Possono avere le dimensioni di particelle di polvere e causare danni significativi all'impatto con la schermatura del velivolo, soprattutto con il passare del tempo e il danno si accumula, a particelle e ioni appena percettibili ma comunque mortali su nanoscala (radiazione di particelle cariche) che può lacerare i tessuti viventi e causare cicatrici sui tessuti, difetti genetici e peggio.

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Osservazioni dell'emissione di sincrotrone di Giove da parte dei radiotelescopi del Very Large Array (fonte: SwRI in missione JUNO)

Anche le regioni polari sono dove Giove si ricollega magneticamente con la magnetosfera del Sole, quindi presentano un doppio pericolo sia per le particelle cariche dei venti solari sia per quelle accelerate dalla magnetosfera di Giove. Quindi non esiste davvero alcuna orbita attorno a Giove che possa essere considerata sicura quasi quanto l'Orbita terrestre bassa (LEO) della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), che è ancora ben all'interno della magnetosfera terrestre e fasce di radiazione di Van Allen, ad eccezione dell ' Anomalia del Sud Atlantico che la stazione attraversa ancora durante alcune delle sue orbite terrestri e forse per un massimo di 10 minuti o meno (la sua orbita è di circa 92 minuti lungo).

E ci sono altri potenziali problemi, come le emissioni di Giove nelle radiofrequenze che interferiscono con le apparecchiature di comunicazione, il plasma caricato elettricamente che danneggia altre parti elettroniche sensibili, e altrimenti mette in pericolo la tua missione in orbita attorno a Giove. L'elenco dei modi in cui l'universo può ucciderci è infinito, l'elenco dei modi per proteggerci da questi pericoli, purtroppo, non lo è.

aramis
2014-05-13 06:42:46 UTC
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Dal vivo, sì. Prosperare? No.

La ISS e le stazioni come questa non sono "ambienti benigni", cioè sostengono la vita, ma non sono sicure per abitazioni a lungo termine dell'ordine di anni. Perdono aria, ammettono radiazioni EM e particolato e sono solo minimamente protetti dall'induzione magnetica.

Il limite di esposizione nello spazio a vita della NASA è inferiore a 5 Seiverts (Sv), con un limite annuo di 0,5 Sv . L'Apollo 14 ha raggiunto 0,014 Sv in 9 giorni, un tasso superiore alla soglia annuale. Alcuni eventi spaziali dovrebbero essere in grado di generare 0,01 Sv al giorno, anche attraverso i muri della stazione di tipo ISS. (Il bunkeraggio delle radiazioni è stato proposto per tali situazioni; i costi di lancio sono proibitivi.)

Giove e Saturno sono entrambi sorgenti di radiazioni. Le loro cinture di radiazione sono anche nei regimi orbitali, un fattore che doveva essere progettato per le sonde della NASA.

La radiazione da cui è necessario schermare include alcuni gamma, alcuni X, Cosmic e Solar Wind, le estese emissioni IR, alcune onde radio, gli ambienti dei microcorpi relativamente densi, i campi magnetici incredibilmente intensi (e il loro corrente potenziale indotta).


Capisco cosa intendi per 0,014 Sv per 9 giorni essendo un tasso al di sopra della soglia annuale di 500 mSv / anno (funziona a circa 570 mSv / anno annualizzati), ma mi ha comunque fatto inciampare durante la lettura. Forse quella parte può essere riformulata leggermente?
La NASA utilizza un aumento del 3% del rischio di mortalità per cancro nel corso della vita nel calcolo dei limiti di esposizione cumulativa. Oltre che burocraticamente, non sono limiti assoluti. Sfortunatamente, non sono a conoscenza di studi che abbiano tentato di stimare le esposizioni massime consentite per altre soglie di rischio.
Gli attuali limiti della NASA non sono solo un aumento del 3% del tasso di cancro, ma anche "quasi garantito per sviluppare la cataratta"; studi militari sull'esposizione a radiazioni a lungo termine (in particolare la Marina) si sono concentrati su esposizioni a raffiche ad alte dosi (0,1 Sv o più). Alcuni eventi di vento solare possono superare quello come dose oraria. Si noti che il limite di esposizione nel corso della vita per le esposizioni professionali negli Stati Uniti è di 4 Sv. Il limite di vita suggerito dalla radiologia è di 0,4 Sv e l'esposizione tipica all'anno dalla sola radiologia è di 0,0014 Sv.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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