宇宙飛行士は火星の氷のドームの中で生活できるかもしれない

子どもの頃に雪の砦を作ったとき、あなたは知らず知らずのうちに氷の怪物から身を守っていただけではありません。放射線シールドを作っていたのです。地球ではそれは大した問題ではありませんが、火星ではどうでしょうか？それは生死に関わる問題です。

太陽や天の川の他の星々は、人体にダメージを与える高エネルギー粒子を放出します。太陽粒子のほとんどは、基本的な物理的構造に吸収されるほどエネルギーが低い陽子です。銀河宇宙線は、ひどい SF 映画から出てきたような話に聞こえるかもしれませんが、実際には宇宙飛行士の健康に対する最も危険な長期的な脅威の 1 つです。陽子ではない銀河宇宙線のごく一部は、光速に近い速度で移動する重い化学元素です。宇宙船に衝突すると、その物質内の原子を分解し、宇宙船内に二次放射線のシャワーを発生させます。

将来火星に行く宇宙飛行士たちは、宇宙からの放射線を浴びることになる。月面に着陸したアポロ宇宙飛行士たちは、地球の放射線防護層の外側を旅した唯一の人々であり、地表にいる間、通常よりも高い放射線を浴びた。彼らはあまり長く外にいなかったため、影響は限定的だった。そのせいで、この7人の男性は心臓血管疾患のリスクが高まった可能性はあるが、基本的にはそれだけだ。

長期被曝はもっとひどい状況になる可能性がある。二次放射線は細胞や DNA にダメージを与え、後年ガンやその他の病気にかかるリスクが高まる。急性放射線症は短期的な問題になる可能性がある。高線量の放射線は吐き気、嘔吐、出血を引き起こす。そのため、将来の火星探検家は何らかの防御シールドが必要になるだろう。

氷は、この問題に対する予想外に優れた解決策です。水は分子ごとに水素原子を 2 つ含み、水素は放射線をブロックするのに特に優れています。ガンマ線と紫外線を安全なレベルまで下げるには、わずか 5 センチメートル (オレオとソーダ缶の直径の中間くらい) で十分です。

そこでNASAのラングレー研究センターのチームは、宇宙探査建築およびクラウド建築オフィスと協力して、氷をシールドとして使う方法を考案した。そして、巨大な氷の泡を考案した。

火星の氷の家は、基本的に水を入れられる膨張式ドームで、火星の冷たい空気で凍ります。外側の厚い氷の層が内部を放射線から守り、内側の小さなドームが実際の居住区となります。外側のドームは膨張式で、赤い惑星への旅にはコンパクトで軽量なので、大きくすることもできます。居住区は巨大である必要はありません。そのため、氷のドーム内の余分なスペースは氷の庭として機能します。たとえば、宇宙飛行士は加圧スーツを着用せずに庭の機器を修理できます。呼吸するには酸素マスクだけが必要です。Clouds Architecture Officeは、元の提案でこれを「瞑想、リラクゼーション、運動、ゲーム、または乗組員が行うことを決定したあらゆることのための、定義のないオープンスペース」と提案しています。そのため、いつか私たちは、氷の庭で低重力サッカーをする思索にふける宇宙飛行士の写真を目にすることができるかもしれません。

アイス ホームは、火星の居住地に関する他のいくつかの潜在的な問題も解決します。最大の問題の 1 つは、建築資材を火星に運ぶ方法です。現在、1 ポンドの資材を軌道に乗せるには 2 ～ 3 千ドルかかりますが、別の惑星まで運ぶとなるとなおさらです。膨張式のアイス ホームは軽量の資材を使用し、到着後すぐに充填できます。NASA は、火星の表面からドーム全体を満たすのに十分な水を抽出できると考えています。ただし、それには推定 400 日かかるため、宇宙飛行士が到着する前に何らかの自動組み立てを行う必要があります。宇宙飛行士が到着すると、完全に充填された家が迎えてくれます。ドーム内に閉じ込められた二酸化炭素の層は、火星の寒い気候に対する断熱材としても機能します。

さらに、この素​​材は透明です。放射線を遮断できる他の素材のほとんどは不透明で、その素材で作った家はどれも非常に暗くなります。見た目の違いだけかもしれませんが、もしあなたが何年も（あるいは残りの人生を）別の惑星で過ごすなら、あなたも日当たりの良い家に住みたいと思うでしょう。