1970 óta minden évben csillagászok, geológusok, geofizikusok és számos más szakember találkoztak, hogy részt vegyenek a hold- és bolygótudományi konferencián (LPCS). A Hold- és Bolygóközi Intézet (LPI) és a NASA Johnson Űrközpontja (JSC) által szponzorált ez az éves esemény a világ minden tájáról származó tudósok számára lehetőséget kínál arra, hogy megosszák és bemutatják a Föld egyetlen holdjáról szóló legfrissebb bolygós kutatásokat.
Ebben az évben az egyik legnagyobb figyelemfelkeltő tény volt a március 17-én, kedden, a Purdue Egyetem hallgatói csoportja által bemutatott eredmény. Az egyetem Föld-, légkör- és bolygótudományi tanszékének végzős hallgatója vezetésében az általuk megosztott tanulmány rámutat arra, hogy a Holdon lehetnek stabil lávacsövek, amelyek elég nagyok ahhoz, hogy egész városokat befogadjanak.
Amellett, hogy a jövőbeli geológiai és geofizikai vizsgálatok célpontja, ezeknek a csöveknek a létezése szintén jótékony hatással lehet a jövőbeli emberi űrkutatásokra. Alapvetően azt állították, hogy az ilyen nagy, stabil földalatti alagutak otthont adhatnak az emberi településeknek, megvédve őket a káros kozmikus sugárzástól és a hőmérsékleti szélsőségektől.
A lávacsövek olyan természetes vezetékek, amelyeket egy áramló láva képez, amely a felület alatt egy vulkánkitörés eredményeként mozog. A láva mozgása közben a külső szélei lehűlnek, edzett, csatornaszerű héjat képezve, amely a lávaáramlás leállása után marad. A Hold-tudósok egy ideje spekuláltak azzal kapcsolatban, hogy a lávaáramlás megtörténik-e a Holdon, és ezt bizonyítja a felszíni szakaszos hullámok jelenléte.
A kanyargós hullámok a Hold felületének keskeny, a csatornákat emlékeztető mélyedései, és ívelt ösvényeik a táj mentén kanyarodnak, mint egy folyó-völgy. Jelenleg úgy gondolják, hogy ezek a rullák az összeomlott lávacsövek maradványai vagy a kihalt lávafolyások maradványai, amit támaszt alá az a tény, hogy ezek általában egy kihalt vulkán helyén kezdődnek.
Ahol a Holdon a múltban megfigyelték, akár 10 kilométer szélességű és száz kilométer hosszúságú is lehet. Ebben a méretben egy stabil cső létezése - azaz olyan, amely nem összeomlott, hogy szinuszos tekercset képezzen - elegendő lenne egy nagyobb város befogadásához.
Tanulmányuk céljából a purdue csapata megvizsgálta, hogy létezhetnek-e azonos méretű lávacsövek a föld alatt. Azt találták, hogy a lávacső stabilitása számos változótól függ - ide tartozik a szélesség, a tető vastagsága és a lehűtött láva feszültségi állapota. Kutatói modellezték a lávacsöveket is, amelyeknek a láva által létrehozott falai egy vastag rétegbe vannak helyezve, és a láva sok vékony rétegbe került.
David Blair, a Purdue Föld, a légköri és bolygótudományi tanszék posztgraduális hallgatója vezette a tanulmányt, amely azt vizsgálta, hogy az 1 kilométernél szélesebb üres lávacsövek szerkezetileg stabilak maradhatnak-e a Holdon.
„Munkánk kissé egyedülálló abban a tekintetben, hogy a Purdue-ban különböző osztályokból származó emberek tehetségét egyesítettük” - mondta Blair a Space Magazine e-mailben. "Bobet professzor (építészmérnöki professzor) útmutatásaival be tudtuk építeni a sziklamechanika modern megértését a lávacsövek számítógépes modelljeibe, hogy megnézhessük, miként válhatnak valójában meghibásodásuk és törésük a Hold gravitációja alatt."
Kutatásuk érdekében a csoport számos modellt készített különböző méretű és különböző tetővastagságú lávacsövekből, hogy megvizsgálják a stabilitást. Ennek részét képezte az egyes modellek ellenőrzése, hogy megbizonyosodjon-e arról, hogy a lámpatest tetején bárhol meghibásodott-e.
- Amit meglepőnek találtunk - folytatta Blair -, abban az értelemben sokkal nagyobb lávacsövek állnak rendelkezésre, mint amit korábban gondoltak. A néhány méter vastag tetõvel akár kilométer szélességû lávacsövek is képesek maradni. Ennek oka azonban kissé kevésbé meglepő. Az utolsó munka, amelyet a témában találhattunk, aApollo korszakában, és a lávacső alakjának sokkal egyszerűbb közelítését alkalmazta - egy tető lapos gerendáját.
Az általa hivatkozott tanulmányt „A holdszintes tekercsek eredetéről” 1969-ben tették közzé a folyóiratban. Modern geológia. Ebben Greeley, Oberbeck és Quaide professzor kifejtette azt az érvet, miszerint a kanyargós hullámok kialakulása a lávaáramlási csövek összeomlásához kapcsolódik, és hogy stabilak továbbra is fennállhatnak. A lapos gerendával ellátott tetőre számítva munkájuk során a lávacső maximális mérete 400 m alatt volt.
„Modelleink olyan geometriát használnak, amely jobban hasonlít a Föld lávacsövein láthatóhoz - mondta Blair. - Egyfajta fél elliptikus alakú, íves tetővel. Az a tény, hogy az íves tető lehetővé teszi, hogy egy nagyobb lávacső állandóan álljon, értelme: az emberek az ókor óta tudják, hogy az íves tetők lehetővé teszik, hogy az alagutak vagy hidak szélesebb szélességgel állhassanak. "
A Purdue tanulmány a JAXA és a NASA által korábban végzett tanulmányokra épül, amelyekben a Holdon található „tetőablakok” képei - vagyis a holdfelszínen lévő lyukak - megerősítették legalább néhány tíz méter hosszúságú barlangok jelenlétét. A NASA Hold gravitációs helyreállítási és belső laboratóriumának (GRAIL) adatait - amelyek a holdkéreg vastagságában nagy eltéréseket mutattak - még mindig értelmezik, de jelezhetik a nagy felszín alatti mélyedéseket.
Ennek eredményeként Blair biztos abban, hogy munkájuk új és megvalósítható magyarázatokat nyit a korábban elvégzett különféle típusú megfigyelésekre. Korábban elképzelhetetlen volt, hogy nagy, stabil barlangok létezhessenek a Holdon. De a csapata elméleti tanulmányának köszönhetően ma már ismert, hogy megfelelő feltételek mellett ez a legkevésbé lehetséges.
Egy másik izgalmas szempont, amelyet ez a munka a jövőbeli feltárásokra, sőt a Holdon való gyarmatosításra kínál. A sugárzás elleni védelem kérdése már nagy kérdés. Mivel a Holdnak nincs légköre, a gyarmatosítóknak és a mezőgazdasági műveleteknek nincs természetes árnyékolása a kozmikus sugarak ellen.
„A geológiailag stabil lávacsövek abszolút jótételt jelentenek az emberi űrkutatásban” - kommentálta Blair. „Egy ilyen barlang valóban ideális hely lehet egy holdi bázis építéséhez, és általában a Holdon való tartós emberi jelenlét támogatásához. Ha néhány méterre a felszín alatt megy, hirtelen enyhíti a Hold felületének megkísérelésével kapcsolatos sok problémát. ”
Alapvetően a sugárzás elleni védelem mellett a felszín alatti alap megkerüli a mikrometeoritok problémáit és a hold felszínén jellemző szélsőséges hőmérsékleti változásokat. Sőt, a stabil, felszín alatti lávacsövek megkönnyíthetik az alapot az emberi lakóhely nyomásának növelésével is.
"Az emberek mindezen dolgokat már tanulmányozták és beszélték korábban" - tette hozzá Blair -, de a munkánk azt mutatja, hogy potenciálisan léteznek ilyen lehetőségek - most csak meg kell találnunk őket. Az emberek már a kezdetektől barlangokban élnek, és ennek a Holdon is lehet értelme! "
Melosh, Blair és Bobet mellett a csapat tagjai között szerepel Loic Chappaz és Rohan Sood, a Repülési és Űrhajózási Iskola végzős hallgatói; Kathleen Howell, a Purdue Hsu Lo légiforgalmi és űrhajózási műszaki professzora; Andy M. Freed, a föld, a légkör és a bolygó tudományának egyetemi docens; és Colleen Milbury, posztdoktori kutató munkatárs a Föld, légkör és bolygótudomány tanszékén.
