未来月球基地会在地下吗?

月球上的熔岩管可能是人类前哨基地的关键地点

美国宇航局月球勘测轨道飞行器看到的月球静海中的“月球天窗”。这种坑状构造可能与熔岩管形成的洞穴相连,这些洞穴可以作为未来探险家的避风港。

美国宇航局官员和探索倡导者表示,让人类重返月球——“这次是为了长久停留”——将需要开发月球资源。 

至少在短期内,最重要的资源是水冰,它在永久阴影的极地陨石坑底部含量丰富。在这些“冷阱”中发现的冰被认为是稳定且易于获取的。 

但在月球上可能还有其他地点,可以产生大量的科学数据,以及维持人类在地球近邻星球上居住所需的资源。 


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那就是坑

研究人员在月球上发现了“坑”,这些坑很可能是熔岩管的“天窗”——通往曾经充满熔岩的地下隧道的地质入口。

美国宇航局首席科学家吉姆·格林说,如果它们确实提供了通往熔岩管的通道,那么天窗可能会成为人类月球探索的变革者。熔岩管受到月球表面恶劣环境的保护,月球表面受到辐射轰击并经历极端温度。一个月球日持续约29个地球日,这意味着地表位置要忍受大约连续两周的白天,然后是两周的黑夜。 

连接道路?

格林说:“月球上有很多事情会让人感到惊讶。” 

“我们需要进入那里,”他补充说,指的是月球天窗。“我们需要验证。也许这些天窗里有很多水?我们不知道。我们正在月球各地发现它们。” 

熔岩管网络将提供受保护的走廊,免受温度波动、辐射轰击和危险的流星体的影响。它们还可能为未来的月球探险家提供更大的栖息地能力。 

格林告诉Space.com:“我们实际上可以在其中建造连接道路。” “这可能是我们的一个全新世界。那是另一个绝对的变革者。” 

需要更多数据

SETI(搜寻地外文明)研究所的行星科学家帕斯卡·李说,我们还没有足够的信息来确定月球上的天窗是否代表着相互连接的地下道路。他还是火星研究所主席和美国宇航局艾姆斯研究中心火星Haughton项目主任,该中心位于加利福尼亚州山景城。 

李告诉Space.com:“首先,并非月球上的所有坑都一定是熔岩管天窗。” 他说,有些可能与孤立的地下空腔有关。

他补充说:“其次,不应期望特定区域的所有熔岩管都是相互连接的。” “实际上,有些可能是在不同时间形成的,并且可能在不同的水平或地下深度运行。”

走廊迷宫?

李还说,虽然地球上的一些熔岩管具有光滑的墙壁和地板,但大多数熔岩管的地表非常粗糙,并且地板上有碎屑堆。 

李说:“我们不知道月球上的熔岩管会有多粗糙,但地下道路这个词似乎过于乐观了。” “无论如何,在我看来,月球上的坑之所以最有趣,并不是因为它们会导致地下走廊迷宫——尽管这很吸引人——而是因为它们可以进入一个与地表截然不同的环境,无论地下环境可能具有什么形状。”

毕竟,月球上的任何地下空腔都将提供屏蔽——免受温度波动、太空辐射、微陨石轰击以及着陆或离开航天器火箭发动机的喷砂。

水收集

李最感兴趣的是最近在月球北极附近的菲洛劳斯陨石坑内发现的候选坑。 

他说:“它们可能是与熔岩管网络相关的天窗,这些熔岩管不是在火山熔岩流中形成的,而是在撞击熔体片中形成的,撞击熔体片是在形成陨石坑的大撞击之后积聚在菲洛劳斯陨石坑内的临时熔岩池。”

李说,有趣的是,菲洛劳斯陨石坑内的候选坑位于如此高的纬度,以至于阳光永远不会进入下面的洞穴。 

李说:“这些坑将永远处于黑暗和寒冷之中,以至于冰可能会像在月球实际两极的永久阴影区域一样被冷捕获在其中。”

因此,探索月球上的高纬度坑可能为在我们的月球邻居上收集水提供额外的机会,李说。

重要数据

与此同时,研究人员已经开始评估地下月球栖息地的可行性。

普渡大学莱尔斯土木工程学院的博士后研究员阿纳希塔·莫迪里亚萨里和她的同事一直在评估月球图像,并将其重建为3D模型,以评估熔岩管作为月球上人类的潜在栖息地。这是一项探测车或无人机可能在月球表面完成的任务。 

这项工作是普渡大学的弹性地外栖息地 (RETH) 项目的一部分,该项目调查未来月球或火星上人类栖息地的价值。

莫迪里亚萨里说:“所有这些收集到的数据都至关重要。” “我们正在使用它来构建熔岩管的尺寸、强度和结构稳定性的高级模型,”她说。例如,地震活动期间会发生什么?如果陨石撞击会发生什么? 

微型漫游

在另一项进展中,美国宇航局创新先进概念 (NIAC) 计划最近向开发机器人技术的Lunar Pits探索研究人员授予了第 3 阶段合同。 

“天窗”概念任务由卡内基梅隆大学的威廉·惠特克领导。NIAC 奖项将帮助惠特克和他的团队充实探索和模拟月球坑的方法。这样做将需要快速、自主的微型漫游,从而在单个月球白天期间实现重要的探索。

惠特克认为,进入和探索月球次表面将会到来,但首先必须从地表回答“特定于坑”的问题:边缘的可航行性如何?有洞穴吗?有绳索下降路线吗?形态是什么? 

惠特克说,具体而言,这类任务将创建并下传第一个高分辨率、科学质量的、巨大的行星坑的 3D 模型。

“[天窗] 计划使该技术成熟并实现过渡。技术创新是探索自主性、原位 3D 建模、快速、远距离微型漫游以及实现一周内完成任务的综合手段,”惠特克说。

熔岩管探索的未解问题不仅是技术性的。正如月球资源利用和定居的所有方面一样,空间法问题也迫在眉睫。

密西西比大学空间法名誉教授兼《空间法杂志》名誉主编乔安妮·加布里诺维奇说:“潜在的令人兴奋的研究领域不能通过主权、使用或占领或其他任何方式来声张。”

加布里诺维奇说:“挖掘走廊和修建道路等行为很容易被解释为通过使用或其他方式提出主张。这是《外层空间条约》所禁止的。” “美国和所有航天国家都是缔约国。具有高度科学价值的地点将需要关于其使用以及谁可以访问它的国际协议。”

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