Стабильная лавовая трубка может обеспечить потенциальную среду обитания человека на Луне
5 октября 2017 года вице-президент США Майк Пенс объявил о намерении администрации Трампа вернуть астронавтов на Луну.
Рассматривая долгосрочную перспективу, NASA и несколько других космических агентств также намерены создать там постоянную лунную базу. Такая база не только предоставит возможности для лунной науки, но и облегчит миссии на Марс и за его пределы, сообщает universetoday.com.
Вопрос только в том, где должна строиться такая база? На протяжении многих лет NASA, ESA и другие агентства изучали возможность использования стабильных лавовых труб в качестве потенциального места. Согласно новому исследованию, группой международных ученых, наличие такой трубки подтверждено в регионе Холмов Марии (Marius Hills). Эта локация, вероятно, будет местом будущих лунных миссий и может даже стать местом будущей лунной среды обитания.
В 2009 году данные, предоставленные ландшафтной камерой (Terrain Camera) на борту космического аппарата JAXA SELENE, указали на наличие трех огромных ям на Луне. Эти ямы (или «световые люки») представляли особый интерес, поскольку они рассматривались как возможная доступность к подземным каналам лавы. С тех пор регион Холмов Марии (где они были найдены) был фокусом для астрономов и ученых-планетарщиков, надеющихся подтвердить существование лавовых труб.
Впечатление художника об экипаже по разведке поверхности, исследующего типичный тонкий лавовый тоннель, чтобы определить, может ли он служить естественным убежищем для модулей жилья Лунной базы. Изображение: Космический центр Джонсона NASA
Недавнее исследование, озаглавленное «Обнаружение неповрежденных лавовых трубок на Холмах Марии, на Луне, с помощью лунного радиолокатора SELENE (Кагуя)», недавно появилось в журнале Geophysical Research Letters. В состав команды входили представители Института космической и Относящейся к астронавтике Науки JAXA (ISAS), Университета Пердью, Университета Алабамы, AstroLabs, Национальной астрономической обсерватории Японии (NOAJ) и нескольких японских университетов.
Вместе они исследовали данные лунного радиолокационного зонда (LRS) миссии SELENE из мест, которые были близки к отверстию Marius Hills Hole (MHH), чтобы определить наличие в регионе стабильных лавовых трубок. Такие трубки являются наследием прошлого Луны, когда она еще была вулканически активной. Подземные каналы считаются идеальным местом для лунной колонии по нескольким причинам.
Во-первых, их толстые потолки обеспечивали бы естественную защиту от солнечной радиации, космических лучей, метеоритных ударов и экстремальных температур Луны. Эти трубки, когда-то закрытые, также могут быть герметизированы для создания воздушной среды. Таким образом, поиск входа в устойчивую лавовую трубку станет первым шагом к выбору возможного участка для такой колонии.
Как пояснил в пресс-релизе Университета Пердью Джунити Харуяма, старший научный сотрудник JAXA и один из соавторов исследования:
"Важно знать, где и как большие лунные лавовые трубки существуют, если мы когда-нибудь собираемся построить лунную базу. Но знание этих вещей также важно для фундаментальной науки. Мы могли бы получить новые типы образцов горных пород, данные о тепловом потоке и данные наблюдения за лунными землетрясениями".
Город Филадельфия показан внутри теоретической лунной лавовой трубки. Исследовательская группа Университета Пердью изучила, могут ли лавовые трубки шириной более 1 километра оставаться структурно устойчивыми на Луне. Изображение: Purdue University/courtesy of David Blair
Разумеется, LRS не был специально разработан для обнаружения лавовых труб, а только для характеристики происхождения Луны и ее геологической эволюции. По этой причине он не пролетал достаточно близко к Луне, для того чтобы получить чрезвычайно точную информацию о ее недрах. Тем не менее, когда SELENE проходила мимо отверстия Marius Hills Hole, прибор получил особый эхо-рисунок.
Этот образец характеризовался уменьшением мощности первой волны эха с его последующим большим вторым пиком. Эти две волны эха соответствуют радиолокационным отражениям от поверхности Луны, а также полу и потолку открытой лавовой трубки. Когда этот паттерн был проанализирован, исследовательская группа интерпретировала его как доказательство наличия пустотности. Они нашли похожие эхограммы в нескольких местах вокруг отверстия, что может указывать на то, что в регионе имеется более чем одна лавовая трубка.
Чтобы подтвердить свои выводы, команда также провела изучение данных миссии NASA по гравитации и внутренней лаборатории (GRAIL). Эти совместные усилия двух космических аппаратов, собрали высококачественные данные о гравитационном поле Луны в период с 2011 по 2012 год. Используя данные GRAIL, которые выявили массовый дефицит под поверхностью, свидетельствующий о пещерах, команда смогла сузить их поиск.
Джей Мелош, со-исследователь GRAIL и заслуженный профессор Университета Пердью, также был соавтором статьи. Как он объяснил:
«Они знали о «световых люках» в Марийских Холмах, но они не знали, как далеко могла пройти подземная полость. Наша группа в Пердью использовала гравитационные данные по этой области, чтобы сделать вывод, что пустотность была частью более крупной системы. Используя эту дополнительную радарную технику, они смогли выяснить, насколько глубоки и высоки были впадины».
Арочные проходы в основной трубе показывают классическую форму лавовой трубки. Пол был корой на прежнем лавовом озере, которое упало ниже, осушивши его. Изображение: Dave Bunnell/Under Earth Images/Wikipedia Commons
На Земле также найдены стабильные лавовые трубки, которые могут простираться на десятки километров. На сегодняшний день самой длинной и самой глубокой из которых является Казумураская пещера на Гавайях, составляющая более километра (3614 футов) в глубину и 65,5 км (40,7 миль) в длину. Однако на Луне лавовых трубок намного больше, поскольку притяжение составляет лишь малую часть земного (точнее, 0.1654 г).
Для того, чтобы лавовую трубку обнаружили гравитационные данные, она должна быть длиной в несколько километров и не менее одного километра по высоте и ширине. Эти критерии справедливы для обнаруженной трубки в Marius Hills, она, вероятно, достаточно велика для размещения крупного города. Фактически во время презентации на 47-й Лунной и Планетарной конференции исследователи из Университета Пердью продемонстрировали данные GRAIL, в которых указывалось, что трубка под MHH может быть достаточно большой, чтобы вместить Филадельфию.
Это последнее исследование также было предметом презентации на 48-й Лунной и Планетарной конференции. Подобные доказательства возможных стабильных лавовых трубок в Море Спокойствия также были получены с Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) еще в 2010 году. Однако эта последняя комбинация данных радара и гравитации предоставила самую ясную картину того, как выглядит стабильная лавовая трубка.
Аналогичные доказательства лавовых труб также были обнаружены на Марсе и они вполне возможны для Меркурия. На Марсе, в частности, цепочки ямных кратеров, широкие лавовые «сопла», «световые люки» и частично рухнувшие лавовые трубки указывают на наличие стабильных трубок. Основываясь на этом последнем исследовании, будущая миссия на Красную Планету (которая могла бы включать создание среды обитания) может также повлечь за собой исследование этих особенностей.
Фактически, лавовые трубки могут стать средством, которое когда-либо обеспечит присутствие человека во всей Солнечной системе!
Перевел и озвучил оформил @vako