Kasmet nuo 1970 m. Astronomai, geologai, geofizikai ir daugybė kitų specialistų susirenka dalyvauti Mėnulio ir planetų mokslo konferencijoje (LPCS). Šis metinis renginys, kurį bendrai remia Mėnulio ir planetų institutas (LPI) ir NASA Johnsono kosmoso centras (JSC), yra proga mokslininkams iš viso pasaulio pasidalyti ir pristatyti naujausius planetos tyrimus, susijusius tik su Žemės mėnuliu.
Šiais metais vienas didžiausių dėmesį patraukusių asmenų buvo išvados, kurias antradienį, kovo 17 d., Pristatė Purdue universiteto studentų komanda. Universiteto Žemės, atmosferos ir planetų mokslų skyriaus abituriento vadovaujamas tyrimas, kuriame jie pasidalijo, rodo, kad Mėnulyje gali būti stabilūs lavos vamzdžiai, pakankamai dideli, kad tilptų ištisai miestai.
Šių vamzdžių buvimas gali būti ne tik būsimų geologinių ir geofizinių tyrimų tikslas, bet ir būsimų žmonių kosminių tyrinėjimų atnaša. Iš esmės, jie teigė, kad tokie dideli, stabilūs požeminiai tuneliai galėtų suteikti namus žmonių gyvenvietėms, apsaugodami juos nuo kenksmingos kosminės radiacijos ir kraštutinės temperatūros.
Lavos vamzdeliai yra natūralūs vamzdynai, kuriuos suformuoja tekanti lava, kuri juda po paviršiumi dėl ugnikalnio išsiveržimo. Kai lava juda, išoriniai jos kraštai atvėsta ir susidaro sukietėjusi, į kanalą panaši pluta, kuri paliekama, kai tik lavos srautas nutrūksta. Jau kurį laiką mėnulio mokslininkai spėlioja, ar Mėnulyje vyksta lavos srautai, o tai patvirtina paviršiuje esančių sinusinių ritinių buvimas.
Sinusinės tėkmės yra siauros mėnulio paviršiaus įdubos, primenančios kanalus, ir vingiuotos takais, vingiuotais kraštovaizdžio vingiais, kaip upės slėnis. Šiuo metu manoma, kad šios ritės yra sugriuvusių lavos vamzdžių liekanos ar išnykę lavos srautai, o tai patvirtina faktas, kad jie paprastai prasideda užgesusio ugnikalnio vietoje.
Tie, kurie praeityje buvo stebimi Mėnulyje, buvo iki 10 kilometrų pločio ir šimtų kilometrų ilgio. Esant tokiam dydžiui, stabilus vamzdis - t. Y. Tas, kuris nebuvo sugriuvęs, kad sudarytų sinusinę grotelę - būtų pakankamai didelis, kad tilptų didysis miestas.
Tyrimo tikslais Purdue komanda ištyrė, ar po žeme gali egzistuoti tokio paties masto lavos vamzdžiai. Jie nustatė, kad lavos vamzdžio stabilumas priklausė nuo daugelio kintamųjų, įskaitant plotį, stogo storį ir aušintos lavos įtempių būseną. jis taip pat modeliavo lavos vamzdelius su lavos sukurtomis sienomis, išdėstytomis viename storu sluoksniu, ir su lava, esančia daugelyje plonų sluoksnių.
Purdue'o Žemės, atmosferos ir planetų mokslų katedros magistrantas Davidas Blairas vedė tyrimą, kurio metu buvo tiriama, ar daugiau nei 1 kilometro pločio tušti lavos vamzdžiai gali išlikti struktūriškai stabilūs Mėnulyje.
„Mūsų darbas yra savitas tuo, kad sujungėme žmonių iš įvairių Purdue skyrių talentus“, - elektroniniu paštu „Blair“ pasakojo „Space Magazine“. „Remdamiesi prof. Bobet (civilinės inžinerijos profesorius), mes sugebėjome į savo kompiuterinius lavos vamzdžių modelius įtraukti šiuolaikinį roko mechanikos supratimą, kad pamatytume, kaip jie iš tikrųjų gali sugesti ir sulūžti esant mėnulio gravitacijai“.
Tyrimo tikslais komanda sukūrė daugybę skirtingų dydžių ir skirtingo stogo storio lavos vamzdžių modelių, kad patikrintų stabilumą. Tai sudarė jų tikrinimas kiekvienam modeliui, kad būtų galima numatyti gedimą kur nors lavos vamzdžio stoge.
„Tai, ką atradome, nustebino, - tęsė Blairas, - teoriškai įmanomi daug didesni lavos vamzdeliai, nei manyta anksčiau. Net ir turėdamas tik kelių metrų storio, kilometro pločio lavos vamzdžius gali likti stovintis. Priežastis, kodėl, vis dėlto, šiek tiek mažiau stebina. Paskutinis darbas, kurį galime rasti šia tema, yra išApolonas eros, ir naudojo daug paprastesnį lavos vamzdžio formos suderinimą - plokščią siją stogui.
Jo minimas tyrimas „Dėl mėnulio sinusinių ritinių kilmės“ buvo paskelbtas 1969 m. Žurnale Šiuolaikinė geologija. Jame profesoriai Greeley, Oberbeckas ir Quaide'as pateikė argumentą, kad nuosekliųjų ritių formavimasis buvo susietas su lavos tekėjimo vamzdžių griūtimi ir kad stabilūs vamzdžiai vis dar gali egzistuoti. Skaičiuojant už stogo, kurio spindulys yra plokščias, jų darbas nustatė, kad maksimalus lavos vamzdžio dydis yra šiek tiek mažesnis nei 400 m.
„Mūsų modeliai naudoja geometriją, labiau panašią į tai, kas matoma lavos vamzdeliuose Žemėje“, - teigė Blairas, „tam tikros pusės elipsės formos arkos formos stogas. Tai, kad arkinis stogas leidžia didesniam lavos vamzdeliui išlikti stovint, yra prasminga: nuo antikos laikų žmonės žinojo, kad arkiniai stogai tuneliams ar tiltams leidžia stovėti stovint platesniais tarpais. “
„Purdue“ tyrimas taip pat grindžiamas ankstesniais JAXA ir NASA atliktais tyrimais, kuriuose „stoglangių“ vaizdai Mėnulyje - t. Y. Skylės Mėnulio paviršiuje - patvirtino, kad urvai yra bent kelias dešimtis metrų skersai. NASA mėnulio gravitacijos atkūrimo ir interjero laboratorijos (GRAIL) duomenys, kurie parodė didelius Mėnulio plutos storio pokyčius, vis dar aiškinami, tačiau tai taip pat gali reikšti didelius požeminius griovius.
Todėl Blairas įsitikinęs, kad jų darbas atveria naujus ir įmanomus paaiškinimus daugeliui skirtingų stebėjimų, kurie buvo atlikti anksčiau. Anksčiau buvo nesuvokiama, kad Mėnulyje gali egzistuoti dideli, stabilūs urvai. Tačiau jo komandos teorinio tyrimo dėka dabar žinoma, kad tinkamomis sąlygomis tai yra mažiausiai įmanoma.
Kitas įdomus šio darbo aspektas yra jo poveikis būsimiems tyrimams ir netgi kolonizavimui Mėnulyje. Apsaugos nuo radiacijos klausimas jau yra didelis. Atsižvelgiant į tai, kad Mėnulis neturi atmosferos, kolonistai ir žemės ūkio operacijos neturės natūralaus skydo nuo kosminių spindulių.
„Geologiškai stabilūs lavos vamzdžiai būtų absoliučiai naudingi žmogaus kosmoso tyrinėjimams“, - komentavo Blairas. „Panaši urvas gali būti tikrai ideali vieta Mėnulio bazės statybai ir palaikant nuolatinį žmogaus buvimą Mėnulyje. Eidami po paviršių net kelis metrus, staiga sušvelninate daugybę problemų, susijusių su bandymu apsigyventi mėnulio paviršiuje. “
Iš esmės ne tik apsauga nuo radiacijos, bet ir požeminis pagrindas pašalins mikrometeoritų problemas ir didelius temperatūros pokyčius, būdingus mėnulio paviršiui. Be to, stabilūs, požeminiai lavos vamzdeliai taip pat galėtų palengvinti žmogaus gyvenamosios vietos slėgio padidinimo užduotį.
„Žmonės anksčiau studijavo ir kalbėjo apie visus šiuos dalykus“, - pridūrė Blairas, „tačiau mūsų darbas rodo, kad tokios galimybės gali egzistuoti - dabar mes tiesiog turime jas rasti. Žmonės nuo pat pradžių gyvena urvuose, ir tai gali turėti prasmės ir Mėnulyje! “
Be „Melosh“, „Blair“ ir „Bobet“, komandos nariai yra Loicas Chappazas ir Rohanas Soodas, aeronautikos ir astronautikos mokyklos magistrantai; Kathleen Howell, Purdue's Hsu Lo aviacijos ir astronautikos inžinerijos profesorė; Andy M. Freed, žemės, atmosferos ir planetų mokslų docentas; ir Colleen Milbury, podoktorantūros tyrinėtoja Žemės, atmosferos ir planetų mokslų departamente.
