Kopš 1970. gada katru gadu astronomi, ģeologi, ģeofizikāņi un daudzi citi speciālisti sanāk kopā, lai piedalītos Mēness un planētu zinātnes konferencē (LPCS). Šis ikgadējais notikums, ko kopīgi sponsorē Mēness un Planetāru institūts (LPI) un NASA Džonsona kosmosa centrs (JSC), ir iespēja zinātniekiem no visas pasaules dalīties un prezentēt jaunākos planētu pētījumus par Zemes vienīgo Mēnesi.
Šogad viens no lielākajiem uzmanības piesaistītājiem bija atklājumi, kurus otrdien, 17. martā, iepazīstināja Purdue universitātes studentu komanda. Universitātes Zemes, atmosfēras un planētu zinātnes nodaļas absolventa vadībā viņu kopīgais pētījums norāda, ka uz Mēness var būt stabilas lavas lampas, tās ir pietiekami lielas, lai izvietotu veselas pilsētas.
Papildus tam, ka šo cauruļu esamība ir mērķis turpmākiem ģeoloģiskiem un ģeofizikāliem pētījumiem, tā varētu būt arī nākamās cilvēku kosmosa izpētes ieguvums. Pamatā viņi apgalvoja, ka šādi lieli, stabili pazemes tuneļi varētu būt mājvieta cilvēku apmetnēm, pasargājot viņus no kaitīgā kosmiskā starojuma un temperatūras galējībām.
Lavas caurules ir dabiskas caurules, ko veido plūstoša lava, kas vulkāna izvirduma rezultātā pārvietojas zem virsmas. Lavam kustoties, tā ārējās malas atdziest, veidojot sacietējušu, kanālam līdzīgu garoza, kas paliek aiz muguras, kad lavas plūsma apstājas. Kādu laiku Mēness zinātnieki spekulēja par to, vai uz Mēness notiek vai nenotiek lavas plūsmas, par ko liecina grumbaino virpu klātbūtne uz virsmas.
Sinkuras sliedes ir šauras Mēness virsmas ieplakas, kas atgādina kanālus, un tām ir izliektas takas, kas pa ainavu ved pa upi, kā ielejā. Pašlaik tiek uzskatīts, ka šīs līstes ir sabrukušu lavas cauruļu vai izmirējušu lavas plūsmu paliekas, un to papildina fakts, ka tās parasti sākas izmirušā vulkāna vietā.
Tie, kas iepriekš novēroti uz Mēness, ir diapazonā no platuma līdz 10 kilometriem un simtiem kilometru garumā. Šādā izmērā stabilas caurules esamība - t.i., tāda, kas nebija sabrukusi, lai veidotu slīpu rilu - būtu pietiekami liela, lai tajā ietilptu liela pilsēta.
Pētījuma nolūkos Purdue komanda izpētīja, vai pazemē varētu pastāvēt tāda paša mēroga lavas caurules. Viņi atklāja, ka lavas caurules stabilitāte ir atkarīga no daudziem mainīgiem lielumiem, ieskaitot platumu, jumta biezumu un atdzesētas lavas sprieguma stāvokli. viņš pētnieki modelēja arī lavas caurules ar lavas radītām sienām, kas novietotas vienā biezā slānī, un ar lavu, kas novietota daudzos plānos slāņos.
Deivids Blērs, Purdue Zemes, atmosfēras un planētu zinātnes nodaļas absolvents, vadīja pētījumu, kurā pārbaudīja, vai tukšas lavas caurules, kas ir platākas par 1 kilometru, varētu palikt uz Mēness strukturāli stabilas.
“Mūsu darbs ir nedaudz unikāls ar to, ka mēs esam apvienojuši dažādu tautu cilvēkus no Purdue,” Blērs pavēstīja Space Magazine pa e-pastu. "Ar profesora Bobeta (civilās celtniecības profesora) norādījumiem mēs esam spējuši iekļaut mūsdienīgu izpratni par klinšu mehāniku savos lavas lampu datormodelos, lai redzētu, kā tie faktiski var sabojāt un saplīst Mēness gravitācijas ietekmē."
Pētījumu veikšanai komanda izveidoja vairākus dažādu izmēru un dažādu jumta biezumu lavas cauruļu modeļus, lai pārbaudītu stabilitāti. Tas sastāvēja no tā, ka viņi pārbaudīja katru modeli, lai redzētu, vai tas paredzēja kļūmi jebkur lavas caurules jumtā.
“Tas, ko atradām, bija pārsteidzoši,” turpināja Blērs, “ka teorētiski ir iespējamas daudz lielākas lavas lampas, nekā tika domāts iepriekš. Pat ar dažu metru biezu jumtu, kilometru platumā esošām lavas caurulēm, iespējams, var palikt nekustīgi. Iemesls, kāpēc tas tomēr ir nedaudz mazāk pārsteidzošs. Pēdējais darbs, ko mēs varētu atrast par šo tēmu, ir noApollo laikmetā, un izmantoja daudz vienkāršāku lavas caurules formas tuvinājumu - jumta plakanu siju.
Pētījums, uz kuru viņš atsaucas, “Par Mēness griezošo rilu izcelsmi” tika publicēts 1969. gadā žurnālā Mūsdienu ģeoloģija. Tajā profesori Gērlijs, Oberbeks un Kveids izvirzīja argumentu, ka vienlaidu ruļļu veidošanās ir saistīta ar lavas plūsmas caurulīšu sabrukšanu un ka stabilas tās joprojām varētu pastāvēt. Aprēķinot plakanu jumtu, viņu darbā tika atrasts maksimālais lavas caurules izmērs nedaudz zem 400 m.
“Mūsu modeļi izmanto ģeometriju, kas ir līdzīgāka tai, kas redzama lavas caurulēs uz Zemes,” Blērs sacīja, “sava veida puseliptiska forma ar arkveida jumtu. Faktam, ka arkveida jumts ļauj lielākai lavas caurulei palikt stāvošai, ir jēga: cilvēki kopš senatnes ir zinājuši, ka arkveida jumti ļauj tuneļiem vai tiltiem stāvēt stāvot ar platāku laidumu. ”
Purdue pētījums balstās arī uz iepriekšējiem JAXA un NASA veiktajiem pētījumiem, kur “virsgaismas” attēli uz Mēness - t.i., caurumi Mēness virsmā - apstiprināja dobumu klātbūtni vismaz dažus desmitus metru pāri. NASA Mēness gravitācijas atjaunošanas un interjera laboratorijas (GRAIL) dati, kas uzrādīja lielas Mēness garozas biezuma variācijas, joprojām tiek interpretēti, bet arī varētu liecināt par lielām grunts padziļinājumiem.
Rezultātā Blērs ir pārliecināts, ka viņu darbs paver jaunus un īstenojamus skaidrojumus daudziem iepriekš izdarītajiem dažāda veida novērojumiem. Iepriekš nebija iedomājams, ka uz Mēness varētu pastāvēt lielas, stabilas alas. Bet, pateicoties viņa komandas teorētiskajam pētījumam, tagad ir zināms, ka pienācīgos apstākļos tas ir vismazāk iespējams.
Vēl viens aizraujošs aspekts, ka šis darbs ir sekas, ko tas piedāvā turpmākai izpētei un pat kolonizācijai uz Mēness. Jau tagad jautājums par aizsardzību pret radiāciju ir liels. Ņemot vērā, ka Mēness nav atmosfēras, kolonistiem un lauksaimniecības darbībām nebūs dabiska vairoga no kosmiskajiem stariem.
“Ģeoloģiski stabilas lavas lampas būtu absolūti noderīgs solis cilvēku kosmosa izpētē,” komentēja Blērs. “Tāda kaverna varētu būt patiešām ideāla vieta Mēness bāzes celtniecībai un parasti ilgstošas cilvēku klātbūtnes atbalstīšanai uz Mēness. Dodoties zem virsmas pat dažus metrus, jūs pēkšņi mazināt daudzas problēmas, kas saistītas ar mēģinājumu apdzīvot Mēness virsmu. ”
Būtībā, papildus aizsardzībai pret radiāciju, virszemes pamatne novērš mikrometeorītu problēmas un ārkārtējās temperatūras izmaiņas, kas raksturīgas Mēness virsmai. Turklāt stabilas zemūdens lavas lampas varētu arī atvieglot spiediena palielināšanu cilvēku dzīvesvietai.
"Cilvēki jau iepriekš ir izpētījuši un runājuši par visām šīm lietām," piebilda Blērs, "bet mūsu darbs parāda, ka šādas iespējas potenciāli varētu pastāvēt - tagad mums tās vienkārši jāatrod. Cilvēki alās dzīvo jau kopš paša sākuma, un arī uz Mēness tam varētu būt jēga! ”
Papildus Melošam, Blēram un Bobetam komandas locekļi ir Loiks Čepāzs un Rohans Sūds, Aeronautikas un astronautikas skolas absolventi; Kathleen Howell, Purdue's Hsu Lo aeronavigācijas un astronautiskās inženierijas profesore; Andijs M. Frīds, zemes, atmosfēras un planētu zinātņu asociētais profesors; un Kolēns Milberijs, pēcdoktorantūras pētnieks Zemes, atmosfēras un planētu zinātņu departamentā.
