Joka vuosi vuodesta 1970 lähtien, tähtitieteilijät, geologit, geofysiikit ja joukko muita asiantuntijoita ovat kokoontuneet osallistumaan Lunar and Planetary Science -konferenssiin (LPCS). Lunar- ja Planetary Institute (LPI): n ja NASA: n Johnson Space Centerin (JSC) sponsoroima vuosittainen tapahtuma on mahdollisuus tutkijoille ympäri maailmaa jakaa ja esitellä viimeisintä planeettatutkimusta, joka koskee maan ainoaa kuua.
Tänä vuonna yksi suurimmista huomion kiinnostajista oli havainnot, jotka tiistaina 17. maaliskuuta esittelivät Purduen yliopiston opiskelijaryhmä. Yliopiston maapallon, ilmakehän ja planeettatieteiden laitoksen jatko-opiskelijan johtama tutkimus, jonka he jakavat, osoittaa, että kuulla voi olla vakaita laavaputkia, riittävän suuria, jotta ne voivat sijoittaa kokonaisia kaupunkeja.
Näiden putkien olemassaolon lisäksi, että se on tulevaisuuden geologisten ja geofysikaalisten tutkimusten kohde, se voi myös olla avuna tulevaisuuden ihmisen avaruustutkimuksille. Periaatteessa he väittivät, että tällaiset suuret, vakaat maanalaiset tunnelit voisivat tarjota kodin ihmisasutuksille, suojaamaan heitä haitalliselta kosmiselta säteilyltä ja lämpötilan ääripäiltä.
Laavaputket ovat luonnollisia putkia, jotka muodostuu virtaavasta laavasta, joka liikkuu pinnan alla tulivuorenpurkauksen seurauksena. Laavan liikkuessa sen ulkoreunat jäähtyvät, jolloin muodostuu kovettunut, kanavamainen kuori, joka jää taaksepäin kun laavavirtaus pysähtyy. Lunar-tutkijat ovat jo jonkin aikaa spekuloineet siitä, tapahtuuko laavavirtauksia Kuulla vai ei, mistä on osoituksena siitä, että pinnalla on rinnakkaiskäämiä.
Ykkösjyrät ovat kapeita kuunpinnan syvennyksiä, jotka muistuttavat kanavia, ja niillä on kaarevat polut, jotka kiertävät maisemaa kuin jokilaakso. Tällä hetkellä uskotaan, että nämä rillat ovat romahtuneiden laavaputkien jäännöksiä tai sukupuuttoon sammunut laavavirtauksia, mitä tukee se tosiasia, että ne alkavat yleensä sukupuuttoon sammunneen tulivuoren kohdalta.
Ne, joita on aiemmin havaittu Kuulla, ovat kooltaan jopa 10 km leveitä ja satoja kilometrejä pitkiä. Siinä koko vakaan putken olemassaolo - ts. Sellainen, joka ei ollut romahtanut muodostamaan rinnakkaista telaa - olisi riittävän suuri majoittamaan suurkaupunki.
Purduen joukkue tutki tutkimuksensa vuoksi, olisiko saman mittaisia laavaputkia maanalaisia. He havaitsivat, että laavaputken stabiilisuus riippui useista muuttujista - mukaan lukien leveys, kattopaksuus ja jäähdytetyn laavan jännitystila. hän tutkija mallitsi myös laavaputket, joissa laavan luomat seinät sijoitettiin yhdeksi paksuksi kerrokseksi ja laava sijoitettiin moniin ohuisiin kerroksiin.
Purduen Maapallon, ilmakehän ja planeettatieteiden laitoksen jatko-opiskelija David Blair johti tutkimusta, jossa tutkittiin, voivatko yli kilometrin leveät tyhjät laavaputket pysyä rakenteellisesti vakaina kuussa.
"Tehtävämme on hiukan ainutlaatuinen siinä mielessä, että olemme yhdistäneet Purduen eri osastojen ihmisten kyvyt", Blair kertoi Space Magazinelle sähköpostitse. "Professori Bobetin (rakennustekniikan professori) opastuksella olemme pystyneet sisällyttämään nykyaikaisen käsityksen kivimekaniikasta laavaputkien tietokonemalleihimme nähdäksemme, miten ne saattavat todella mennä rikki ja rikkoutua kuun painovoiman alaisena."
Tutkimuksensa vuoksi ryhmä konstruoi useita malleja eri kokoisia laavaputkia ja eri kattopaksuuksia vakauden testaamiseksi. Tämä koostui siitä, että he tarkistivat kunkin mallin nähdäkseen, ennustaako se vikaa missä tahansa laavaputken katolla.
"Se mitä löysimme oli yllättävää", Blair jatkoi, "siinä, että paljon suuret laavaputket ovat teoriassa mahdollisia kuin mitä aiemmin ajateltiin. Vaikka vain muutaman metrin paksuinen katto, kilometrin leveät laavaputket pystyisivät pysymään pystyssä. Syy miksi on kuitenkin hieman vähemmän yllättävää. Viimeisin aiheesta löydetty työ onApollo aikakaudella, ja käytti paljon yksinkertaisempaa laavaputken muodon lähentämistä - kattolevyn tasaista palkkia.
Tutkimus, johon hän viittaa, ”Kuuherkkyystelojen alkuperästä”, julkaistiin lehdessä 1969 Nykyaikainen geologia. Siinä professorit Greeley, Oberbeck ja Quaide esittivät väitteen, jonka mukaan yksivaiheisten rillien muodostuminen oli sidottu laavavirtausputkien romahtamiseen ja että vakaita putkia saattaa vielä olla. Laskettaessa kattopalkkiä, heidän työstään todettiin, että laavaputken enimmäiskoko oli vajaat 400 m.
"Mallimme käyttävät geometriaa, joka on samankaltainen kuin mitä maapallon laavaputkissa nähdään", Blair sanoi, "eräänlainen puolielliptinen muoto kaarevalla katolla. Se tosiasia, että kaareva katto antaa suuremman laavaputken pysyä seisovana, on järkevää: ihmiset ovat jo antiikin alusta lähtien tiedän, että kaarevien kattojen ansiosta tunnelit tai sillat voivat pysyä seisoen laajemmilla väleillä. "
Purdue-tutkimus perustuu myös aikaisempiin JAXA: n ja NASA: n tekemiin tutkimuksiin, joissa Kuun ”kattoikkunoiden” kuvat - ts. Kuun pinnan reikät - vahvistivat vähintään muutaman kymmenen metrin mittaisten luolien läsnäolon. NASAn kuun painovoiman elvytys- ja sisustuslaboratorion (GRAIL) tietoja, jotka osoittivat suuria eroja Kuun kuoren paksuudessa, tulkitaan edelleen, mutta se voi myös olla merkki suurista maanpinnan syvennyksistä.
Tämän seurauksena Blair on vakuuttunut siitä, että heidän työnsä avaa uusia ja toteutettavissa olevia selityksiä monille erityyppisille havainnoille, joita on tehty aiemmin. Aikaisemmin oli käsittämätöntä, että suuria, vakaita luolia voisi olla Kuulla. Mutta joukkueensa teoreettisen tutkimuksen ansiosta on nyt tiedossa, että asianmukaisissa olosuhteissa se on vähiten mahdollista.
Toinen mielenkiintoinen seikka, että tämä työ on vaikutukset, joita se tarjoaa tulevalle etsinnälle ja jopa kolonisaatiolle Kuussa. Säteilysuojelu on jo suuri kysymys. Koska Kuussa ei ole ilmapiiriä, siirtolaisilla ja maatalousoperaatioilla ei ole luonnollista suojaa kosmisilta säteiltä.
"Geologisesti vakaat laavaputket olisivat ehdottomasti apu ihmisen avaruustutkimukseen", Blair kommentoi. ”Tällainen luola voisi olla todella ihanteellinen paikka rakentaa kuunpohja ja yleensä tukea jatkuvaa ihmisen läsnäoloa Kuulla. Menemällä pinnan alapuolelle jopa muutama metri, lievät yhtäkkiä paljon ongelmia yrittäessään asua kuunpinnalla. "
Periaatteessa sen lisäksi, että suojataan säteilyltä, maanalainen pohja ohittaisi mikrometeoriittien ongelmat ja äärimmäiset lämpötilan muutokset, jotka ovat yleisiä kuun pinnalla. Lisäksi vakaa, maanalainen laavaputki voi myös helpottaa tehtävää paineistaa pohjan ihmisten asutusta varten.
"Ihmiset ovat tutkineet ja puhuneet kaikista näistä asioista aiemmin", Blair lisäsi, "mutta työmme osoittaa, että sellaisia mahdollisuuksia voi olla - nyt meidän on vain löydettävä ne. Ihmiset ovat asuneet luolissa alusta alkaen, ja sillä saattaa olla järkeä myös Kuussa! ”
Meloshin, Blairin ja Bobetin lisäksi tiimin jäseniin kuuluu Loic Chappaz ja Rohan Sood, jatko-opiskelijat ilmailun ja astronautian korkeakoulusta; Kathleen Howell, Purduen Hsu Lo-ilmailutekniikan professori; Andy M. Freed, maa-, ilma- ja planeettatieteiden apulaisprofessori; ja Colleen Milbury, tutkijatohtori, maa-, ilma- ja planeettatieteiden laitoksella.
