Hva lurer i månens underjordiske lavarør? Innganger eller "takvinduer" til lavarør kan gi fremtidige oppdagere tilgang til is under jorden.
(Bilde: © Pascal Lee / Mars Institute / SETI Institute)
Å få mennesker tilbake til månen - "denne gangen for å bli"- vil kreve utnyttelse av månens ressurser, sier NASA-tjenestemenn og leteforfolkere.
Den viktigste ressursen, i det minste på kort sikt, er vann is, som er rikelig på gulvene til permanent skyggelagte polarkrater. Isen som finnes i disse "kalde feller" antas å være stabil og tilgjengelig.
Men det kan være andre flekker på månen som kan gi en morsomhet av vitenskapelige data - så vel som ressursene som trengs for å opprettholde menneskelig okkupasjon av jordens himmelske naboer.
Det er gropene
Forskere har identifisert "groper" på månen, som trolig er "takvinduer" av lava-rør - geologiske døråpninger til underjordiske tunneler som en gang var fylt med lava.
Hvis de virkelig gir tilgang til lavarør, takvinduer kan være en spillutveksler for menneskelig måneutforskning, sa NASAs sjefforsker Jim Green. Lavastrør er beskyttet mot det tøffe miljøet på månens overflate, som er bombardert av stråling og opplever ekstreme temperaturer. En månedag varer omtrent 29 jorddager, noe som betyr at overflatelokalitetene varer omtrent to ukers dagslys fulgt av to ukers mørke.
Koblingsveier?
"Det er en rekke ting på månen som kommer til å være overraskelser," sa Green.
"Vi trenger å komme inn dit," la han til og refererte til takvinduer i månen. "Vi må bekrefte. Kanskje det er mye vann i disse takvinduene? Vi vet ikke. Vi finner dem over hele månen."
Et lava-rørnettverk vil foreslå beskyttede korridorer, fri for temperatursvingninger, bombardering av stråling og truende meteoroider. De kan også tilby en mye større habitatevne for fremtidige måneutforskere.
"Vi kunne faktisk bygge bindeveier i dem," sa Green til Space.com. "Det kan være en helt ny verden for oss. Det er en annen absolutt spillbytter."
Mer data er nødvendig
Vi har ennå ikke nok informasjon til å finne ut om takvinduer på månen representerer en sammenkoblet underjordisk kjørebane, sa Pascal Lee, en planetforsker ved SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) Institute. Han er også styreleder for Mars Institute og direktør for NASA Haughton Mars-prosjektet ved NASAs Ames Research Center i Mountain View, California.
"Til å begynne med er ikke alle groper på månen nødvendigvis takvinduer i lava-røret," sa Lee til Space.com. Han sa at noen kan være assosiert med isolerte underjordiske hulrom.
For det andre bør ikke alle lavarør i en gitt region forventes å være sammenkoblet, "la han til. "Faktisk kan noen ha dannet seg på forskjellige tidspunkter, og kanskje løpe på forskjellige nivåer eller dybder under jorden."
Labyrint av korridorer?
Lee sa også at selv om noen lavarør på jorden har glatte vegger og gulv, har de fleste veldig ru overflater og søppelhauger på gulvene.
"Vi vet ikke hvor grove lavarør på månen kan være, men begrepet underjordisk kjørebane virker optimistisk," sa Lee. "I alle fall er det etter mitt syn ikke at groper på månen vil føre til en labyrint av underjordiske korridorer som gjør dem mest interessante - selv om det er fascinerende - men det faktum at de gir tilgang til et miljø som er radikalt forskjellig fra overflaten, uansett hvilken form det underjordiske miljøet måtte ha. "
Tross alt ville underjordisk hulrom på månen gi skjerming - fra temperatursvingninger, romstråling, mikrometeorittisk bombardement og sandblåsing fra rakettmotorene til landing eller avgangs romfartøy.
Vannhøsting
Mest interessant for Lee er kandidatgroper som nylig ble identifisert inne i Philolaus Crater nær månens nordpol.
"De kan være takvinduer tilknyttet et nettverk av lavarør som ikke er dannet i vulkanske lavastrømmer, men i et støtsmelteark, den midlertidige puljen av smeltet stein som dundret inne i Philolaus krater etter den store påvirkningen som skapte krateret," sa han.
Interessant nok, sa Lee, er kandidatgravene inne i Philolaus lokalisert på så høy breddegrad at sollys aldri ville komme inn i de underliggende hulene.
"Disse ville være i evigvarende mørke og så kaldt at isen kunne bli fanget i dem, omtrent som det er i de permanent skyggelagte områdene ved de faktiske månepolene," sa Lee.
Utforsking av høye breddegrader på månen kan derfor tilby en ekstra mulighet til høstvann på månens nabo, sa Lee.
Vital data
I mellomtiden har forskere begynt å vurdere levedyktigheten til underjordiske månemiljøer.
Anahita Modiriasari, en postdoktor i Purdue University Lyles School of Civil Engineering, og kollegene hennes har taksert månebilder, rekonstruert til en 3D-modell for å evaluere lava-rør som en potensielt leveområde for mennesker på månen. Dette er en oppgave en rover eller drone potensielt kan utføre på månens overflate.
Arbeidet er en del av Purdue's Resilient ExtraTerrestrial Habitats (RETH), et prosjekt som undersøker verdien av fremtidige menneskelige naturtyper på månen eller Mars.
"All disse innsamlede dataene er viktige," sa Modiriasari. "Vi bruker den til å bygge en avansert modell av lavarørets størrelse, styrke og strukturelle stabilitet," sa hun. Hva skjer for eksempel under seismisk aktivitet? Hva ville skje hvis en meteoritt slår til?
Micro-roving
I en annen utvikling tildelte NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) -programmet nylig en fase 3-kontrakt til forskere som utvikler robotteknologier for å muliggjøre utforskning av månegrøfter.
Konseptoppdraget "Skylight" ledes av William Whittaker ved Carnegie Mellon University. NIAC-prisen vil hjelpe Whittaker og teamet hans til å finne ut måter å utforske og modellere en månegrop. Å gjøre det vil kreve rask, autonom mikroturing, som oppnår betydelig leting i en enkelt måneskinnsperiode.
I følge Whittaker vil nedstigning og utforskning av månens undergrunn komme, men "grovspesifikke" spørsmål må først besvares fra overflaten: Hvor navigerbare er felgene? Er det huler? Er det rappellruter? Hva er morfologien?
Spesielt ville et oppdrag av denne typen skape og nedkobling av den første høyoppløselig, vitenskapskvalitets 3D-modellen av en enorm planetgrop, sa Whittaker.
"Dette [Skylight] -initiativet modnes og overgår den teknologien. Teknologinovasjonene er utforskningsautonomi, in-situ 3D-modellering, rask, langt mikro-roving og de samlede midlene for å oppnå oppdrag i løpet av en uke," sa Whittaker.
De ubesvarte spørsmålene om leting av laverør er ikke bare teknologiske. Også truende store, som med alle aspekter av månens ressursbruk og bosetting romrettslige spørsmål.
Joanne Potrynowicz, professor emerita i romfartslov ved University of Mississippi og sjefredaktør emerita ved Journal of Romlov.
"Å gjøre ting som å grave korridorer og bygge veier kan lett tolkes som å fremsette krav på bruk eller på andre måter. Dette er forbudt i den ytre romtraktaten," sa Gabrynowicz. "USA og alle romfartsnasjoner er part i det. Et sted med høy vitenskapelig verdi vil kreve en internasjonal avtale om bruken og hvem som kan få tilgang til den."
- Moon Rush: Disse selskapene har store planer for måneforsøk
- Moon Master: En enkel quiz for lunatics
- Astronauter Utforsk huler i Mock Space Mission (bilder)
Leonard David er forfatter av den nylig utgitte boken, "Moon Rush: The New Space Race" utgitt av National Geographic i mai 2019. En mangeårig skribent for Space.com, Har David rapportert om romindustrien i mer enn fem tiår. Følg oss på Twitter @Spacedotcom eller Facebook.
