未來月球基地會在地下嗎?

月球上的熔岩管可能是人類前哨基地的關鍵地點

美國宇航局月球勘測軌道飛行器看到的月球靜海中的“月球天窗”。這種坑狀構造可能與熔岩管形成的洞穴相連,這些洞穴可以作為未來探險家的避風港。

美國宇航局官員和探索倡導者表示,讓人類重返月球——“這次是為了長久停留”——將需要開發月球資源。 

至少在短期內,最重要的資源是水冰,它在永久陰影的極地隕石坑底部含量豐富。在這些“冷阱”中發現的冰被認為是穩定且易於獲取的。 

但在月球上可能還有其他地點,可以產生大量的科學資料,以及維持人類在地球近鄰星球上居住所需的資源。 


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那就是坑

研究人員在月球上發現了“坑”,這些坑很可能是熔岩管的“天窗”——通往曾經充滿熔岩的地下隧道的地質入口。

美國宇航局首席科學家吉姆·格林說,如果它們確實提供了通往熔岩管的通道,那麼天窗可能會成為人類月球探索的變革者。熔岩管受到月球表面惡劣環境的保護,月球表面受到輻射轟擊並經歷極端溫度。一個月球日持續約29個地球日,這意味著地表位置要忍受大約連續兩週的白天,然後是兩週的黑夜。 

連線道路?

格林說:“月球上有很多事情會讓人感到驚訝。” 

“我們需要進入那裡,”他補充說,指的是月球天窗。“我們需要驗證。也許這些天窗裡有很多水?我們不知道。我們正在月球各地發現它們。” 

熔岩管網路將提供受保護的走廊,免受溫度波動、輻射轟擊和危險的流星體的影響。它們還可能為未來的月球探險家提供更大的棲息地能力。 

格林告訴Space.com:“我們實際上可以在其中建造連線道路。” “這可能是我們的一個全新世界。那是另一個絕對的變革者。” 

需要更多資料

SETI(搜尋地外文明)研究所的行星科學家帕斯卡·李說,我們還沒有足夠的資訊來確定月球上的天窗是否代表著相互連線的地下道路。他還是火星研究所主席和美國宇航局艾姆斯研究中心火星Haughton專案主任,該中心位於加利福尼亞州山景城。 

李告訴Space.com:“首先,並非月球上的所有坑都一定是熔岩管天窗。” 他說,有些可能與孤立的地下空腔有關。

他補充說:“其次,不應期望特定區域的所有熔岩管都是相互連線的。” “實際上,有些可能是在不同時間形成的,並且可能在不同的水平或地下深度執行。”

走廊迷宮?

李還說,雖然地球上的一些熔岩管具有光滑的牆壁和地板,但大多數熔岩管的地表非常粗糙,並且地板上有碎屑堆。 

李說:“我們不知道月球上的熔岩管會有多粗糙,但地下道路這個詞似乎過於樂觀了。” “無論如何,在我看來,月球上的坑之所以最有趣,並不是因為它們會導致地下走廊迷宮——儘管這很吸引人——而是因為它們可以進入一個與地表截然不同的環境,無論地下環境可能具有什麼形狀。”

畢竟,月球上的任何地下空腔都將提供遮蔽——免受溫度波動、太空輻射、微隕石轟擊以及著陸或離開航天器火箭發動機的噴砂。

水收集

李最感興趣的是最近在月球北極附近的菲洛勞斯隕石坑內發現的候選坑。 

他說:“它們可能是與熔岩管網路相關的天窗,這些熔岩管不是在火山熔岩流中形成的,而是在撞擊熔體片中形成的,撞擊熔體片是在形成隕石坑的大撞擊之後積聚在菲洛勞斯隕石坑內的臨時熔岩池。”

李說,有趣的是,菲洛勞斯隕石坑內的候選坑位於如此高的緯度,以至於陽光永遠不會進入下面的洞穴。 

李說:“這些坑將永遠處於黑暗和寒冷之中,以至於冰可能會像在月球實際兩極的永久陰影區域一樣被冷捕獲在其中。”

因此,探索月球上的高緯度坑可能為在我們的月球鄰居上收集水提供額外的機會,李說。

重要資料

與此同時,研究人員已經開始評估地下月球棲息地的可行性。

普渡大學萊爾斯土木工程學院的博士後研究員阿納希塔·莫迪里亞薩里和她的同事一直在評估月球影像,並將其重建為3D模型,以評估熔岩管作為月球上人類的潛在棲息地。這是一項探測車或無人機可能在月球表面完成的任務。 

這項工作是普渡大學的彈性地外棲息地 (RETH) 專案的一部分,該專案調查未來月球或火星上人類棲息地的價值。

莫迪里亞薩里說:“所有這些收集到的資料都至關重要。” “我們正在使用它來構建熔岩管的尺寸、強度和結構穩定性的高階模型,”她說。例如,地震活動期間會發生什麼?如果隕石撞擊會發生什麼? 

微型漫遊

在另一項進展中,美國宇航局創新先進概念 (NIAC) 計劃最近向開發機器人技術的Lunar Pits探索研究人員授予了第 3 階段合同。 

“天窗”概念任務由卡內基梅隆大學的威廉·惠特克領導。NIAC 獎項將幫助惠特克和他的團隊充實探索和模擬月球坑的方法。這樣做將需要快速、自主的微型漫遊,從而在單個月球白天期間實現重要的探索。

惠特克認為,進入和探索月球次表面將會到來,但首先必須從地表回答“特定於坑”的問題:邊緣的可航行性如何?有洞穴嗎?有繩索下降路線嗎?形態是什麼? 

惠特克說,具體而言,這類任務將建立並下傳第一個高解析度、科學質量的、巨大的行星坑的 3D 模型。

“[天窗] 計劃使該技術成熟並實現過渡。技術創新是探索自主性、原位 3D 建模、快速、遠距離微型漫遊以及實現一週內完成任務的綜合手段,”惠特克說。

熔岩管探索的未解問題不僅是技術性的。正如月球資源利用和定居的所有方面一樣,空間法問題也迫在眉睫。

密西西比大學空間法名譽教授兼《空間法雜誌》名譽主編喬安妮·加布裡諾維奇說:“潛在的令人興奮的研究領域不能透過主權、使用或佔領或其他任何方式來聲張。”

加布裡諾維奇說:“挖掘走廊和修建道路等行為很容易被解釋為透過使用或其他方式提出主張。這是《外層空間條約》所禁止的。” “美國和所有航天國家都是締約國。具有高度科學價值的地點將需要關於其使用以及誰可以訪問它的國際協議。”

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