Od roku 1970 sa každý rok od roku 1970 stretávajú astronómovia, geológovia, geofyzici a rad ďalších odborníkov, aby sa zúčastnili na konferencii o lunárnych a planetárnych vedách (LPCS). Toto každoročné podujatie, ktoré spoločne sponzorujú lunárny a planetárny inštitút (LPI) a Johnsonovo vesmírne stredisko NASA (JSC), je príležitosťou pre vedcov z celého sveta, aby sa podelili a predstavili najnovší planetárny výskum týkajúci sa jediného mesiaca Zeme.
Tento rok bol jedným z najväčších pútavých pozorovateľov zistenia, ktoré v utorok 17. marca predložil tím študentov z Purdue University. Štúdia, ktorú zdieľajú, ktorú vedie postgraduálny študent z Katedry Zeme, Atmosféry a planéty univerzity, naznačujú, že na Mesiaci môžu byť stabilné lávové trubice, ktoré sú dosť veľké na umiestnenie celých miest.
Existencia týchto trubíc by mohla byť nielen cieľom budúcich geologických a geofyzikálnych štúdií, ale aj prínosom pre budúce skúmanie ľudského priestoru. V zásade tvrdili, že také veľké a stabilné podzemné tunely by mohli byť domovom ľudských sídiel a chrániť ich pred škodlivým kozmickým žiarením a extrémnymi teplotami.
Lávové trubice sú prírodné kanály tvorené tečúcou lávou, ktorá sa pohybuje pod povrchom v dôsledku sopečnej erupcie. Pri pohybe lávy sa jej vonkajšie okraje ochladzujú a vytvárajú stvrdnutú kôrovitú kôru, ktorá zostane po zastavení lávového prúdu za ňou. Lunárny vedci už nejaký čas špekulujú o tom, či sa lúčne lúče vyskytujú na Mesiaci, čoho dôkazom je prítomnosť hladkých ríl na povrchu.
Sinusové rohy sú úzke priehlbiny na lunárnom povrchu, ktoré sa podobajú kanálom a majú zakrivené chodníky, ktoré sa tiahnu cez krajinu ako údolie rieky. V súčasnosti sa verí, že tieto rily sú pozostatkami zrútených lávových trubíc alebo zaniknutých lávových prúdov, čo potvrdzuje skutočnosť, že zvyčajne začínajú v mieste zaniknutej sopky.
Tie, ktoré boli v minulosti pozorované na Mesiaci, sa pohybujú vo veľkosti až 10 kilometrov na šírku a stovky kilometrov na dĺžku. Pri tejto veľkosti by existencia stabilnej trubice - t. J. Trubice, ktorá sa nezrútila a nevytvorila zvislú rolu - bola dostatočne veľká na umiestnenie veľkého mesta.
Z dôvodu štúdia Purdueov tím preskúmal, či lávové trubice rovnakej veľkosti môžu existovať pod zemou. Zistili, že stabilita lávovej trubice závisí od množstva premenných - vrátane šírky, hrúbky strechy a stresového stavu chladenej lávy. vedci tiež modelovali lávové trubice so stenami vytvorenými lávou umiestnenými v jednej hrubej vrstve a lávou umiestnenou v mnohých tenkých vrstvách.
David Blair, postgraduálny študent na Purdueho oddelení Zeme, atmosférických a planetárnych vied, viedol štúdiu, ktorá skúmala, či prázdne lávové trubice široké viac ako 1 kilometer môžu zostať štrukturálne stabilné na mesiaci.
"Naša práca je do istej miery jedinečná v tom, že sme spojili talenty ľudí z rôznych oddelení v Purdue," povedal Blair e-mailom časopisu Space Magazine. "S vedením profesora Bobeta (profesora stavebného inžinierstva) sme boli schopní začleniť moderné chápanie mechaniky hornín do našich počítačových modelov lávových trubíc, aby sme zistili, ako by mohli skutočne zlyhať a zlomiť sa pod lunárnou gravitáciou."
Kvôli svojmu výskumu tím zostavil niekoľko modelov lávových trubíc rôznych veľkostí as rôznymi hrúbkami strechy, aby sa otestovala stabilita. To spočívalo v tom, že skontrolovali každý model, aby zistili, či predpovedal zlyhanie kdekoľvek na streche lávovej trubice.
„To, čo sme zistili, bolo prekvapujúce,“ pokračoval Blair, „že oveľa väčšie lávové trubice sú teoreticky možné, ako sa pôvodne predpokladalo. Aj keď je strecha len pár metrov hrubá, lávové trubice široké jeden kilometer môžu zostať v stoji. Dôvod, prečo je však trochu menej prekvapujúci. Posledná práca, ktorú sme mohli nájsť na túto tému, je zapollo éry, a použil oveľa jednoduchšie priblíženie tvaru lávovej trubice - plochý lúč pre strechu.
Štúdia, o ktorej hovorí, „O pôvode lunárnych svinských ríl“, bola uverejnená v roku 1969 v časopise. Moderná geológia, V ňom profesori Greeley, Oberbeck a Quaide predložili argument, že formácia sinusových ríl bola spojená so zrútením rúrok lávového toku a že stále môžu existovať stabilné. Pri výpočte strechy s plochým trámom sa pri ich práci zistila maximálna veľkosť lávovej trubice tesne pod 400 m.
„Naše modely používajú geometriu podobnejšiu geometrii lávových trubíc na Zemi,“ povedal Blair, „akýsi eliptický tvar s klenutou strechou. Skutočnosť, že klenutá strecha umožňuje, aby väčšia lávová trubica zostala stáť, dáva zmysel: ľudia od staroveku vedeli, že klenuté strechy umožňujú tunelom alebo mostom zostať stáť so širším rozpätím. ““
Štúdia Purdue tiež vychádza z predchádzajúcich štúdií, ktoré vykonali JAXA a NASA, kde obrazy „svetlíkov“ na Mesiaci - t. J. Otvory na lunárnom povrchu - potvrdili prítomnosť jaskýň s priemerom najmenej niekoľko desiatok metrov. Údaje z lunárneho laboratória na obnovenie gravitácie a interiér NASA (GRAIL), ktoré ukazujú veľké rozdiely v hrúbke kôry Mesiaca, sa stále interpretujú, ale mohli by to byť aj náznaky veľkých podpovrchových výklenkov.
Výsledkom je, že Blair je presvedčený, že ich práca otvára nové a uskutočniteľné vysvetlenia mnohých rôznych typov pozorovaní, ktoré už boli urobené. Predtým bolo nepochopiteľné, že na Mesiaci mohli existovať veľké a stabilné jaskyne. Ale vďaka teoretickému štúdiu jeho tímu je teraz známe, že za vhodných podmienok je to najmenej možné.
Ďalším vzrušujúcim aspektom tejto práce sú dôsledky, ktoré ponúka pre budúci prieskum a dokonca aj kolonizáciu na Mesiaci. Otázka ochrany pred žiarením je už veľká. Vzhľadom na to, že Mesiac nemá atmosféru, nebudú mať kolonisti a poľnohospodárske operácie prirodzené tienenie pred kozmickými lúčmi.
"Geologicky stabilné lávové trubice by boli absolútne prínosom pre prieskum vesmíru," uviedol Blair. „Taká jaskyňa by mohla byť skutočne ideálnym miestom na vybudovanie mesačnej základne a všeobecne na podporu trvalej ľudskej prítomnosti na Mesiaci. Tým, že pôjdete pod povrch aj niekoľko metrov, zrazu zmierňujete veľa problémov so snahou obývať lunárny povrch. “
Podzemná základňa by okrem ochrany pred žiarením v podstate obchádzala problémy mikrometeoritov a extrémne zmeny teploty, ktoré sú bežné na lunárnom povrchu. Navyše, stabilné, podpovrchové lávové trubice by tiež mohli uľahčiť úlohu natlakovania základne pre bývanie ľudí.
„Ľudia o všetkých týchto veciach už študovali a hovorili o nich,“ dodal Blair, „ale naša práca ukazuje, že tieto možnosti by potenciálne mohli existovať - teraz ich musíme nájsť. Ľudia žijú v jaskyniach od začiatku a to by mohlo mať zmysel aj na Mesiaci! “
Okrem Melosh, Blair a Bobet sú členmi tímu Loic Chappaz a Rohan Sood, postgraduálni študenti Leteckej a astronautickej školy; Kathleen Howell, Purdueho profesorka leteckého a astronautického inžinierstva Hsu Lo; Andy M. Freed, docent pozemských, atmosférických a planetárnych vied; a Colleen Milbury, postdoktorandská výskumná pracovníčka na Katedre Zeme, Atmosféry a Planét.
