Лавовая труба Skylight на Марсе. Для сравнения рядом Boeing 747. Фото: NASA
Недавнее исследование подтверждает идею о том, что туннели лавы под поверхностью Марса и Луны, станут отличным убежищем для будущих колоний.
Хотя поверхности Луны и Марса уже были тщательно сфотографированы и нанесены на карту, мы все еще очень мало знаем об их подземной географии. Вулканизм в прошлом предполагает, что они скрывают сети лавовых туннелей, подобные тем, что есть на Земле. Теория была подтверждена открытием впадин в лунных морях - результатами обрушения таких структур - а затем подтверждена гравиметрическими и радиолокационными исследованиями.
Вход в марсианскую пещеру. Орбитальный аппарат MRO зафиксировал просвет в пещере на юго-восточной части горы Павлина – крупный вулкан Провинции Фарсида. Углубление в ширину простирается на 180 м. Фото: NASA
Туннели лавы образуются, когда вулканический поток достаточно охлаждается на поверхности, чтобы сформировать твердую корку, в то время как его ядро остается жидким. Затем образуется прочная полость. На Земле у таких туннелей диаметр всего несколько метров, а длина в несколько километров. Но совсем иначе дело обстоит с другими небесными телами, такими как Марс, Луна или Венера, где они могут достигать нескольких сотен или даже тысяч метров в диаметре и простираться на десятки километров, как показано в новом исследовании.
Приют для будущих исследователей
Обучение астронавтов в условиях земных лавовых труб в 2016 году
Пока никому не приходит в голову ступить на горячую поверхность Венеры (около 465°C, приготовьте вентилятор и бутылки с водой).
Однако, вполне вероятно колонизировать Красную планету и наш естественный спутник. Титанические размеры их лавовых туннелей, способных защитить астронавтов и космические объекты от радиации, песчаных бурь и экстремальных перепадов температуры, делают их идеальным ориентиром для колонии.
«Анализы показывают, что, помимо обрушений, вызванных ударами или тектоникой, большая часть лунных туннелей могут быть не повреждены. И это делает Луну отличным местом для подземных исследований и возможной колонизации», - пишут исследователи.
Их данные также указывают на то, что крыша таких туннелей не представляет угрозы обрушения, тем более благодаря низкой гравитации. «Марсианские и лунные лавовые туннели настолько огромны, что могут вместить в себя сердце среднего города. На Луне их объем может превышать миллиард кубических метров при диаметре более километра, или ширине Центрального парка в Нью-Йорке»,, - комментирует соавтор Риккардо Поццобон, - «Несмотря на такие внушительные размеры, они остаются стабильными, и большинство из них все еще целы».
На снимке показаны аэрофотоснимки цепи кратерных ям, скрывающие лавовую трубк в Нью-Мексико (вверху) и аналогичное образование на Марсе (внизу). Фото: Paris et al./arXiv
Убежища, являющиеся настоящими щитами от радиации, могут стать хорошей средой обитания для лунных поселенцев. Эта же команда объявила, что нашла их на кратере Мариус благодаря радару японского зонда «Кагуя». Вернемся к гипотезе, которую представили в декабре прошлого года.
Еще в 1969 году группа геофизиков предположила, что несколько лунных трещин, иногда длиной в несколько сотен километров, могут быть провалившимися лавовыми туннелями, подобным тем, которые были обнаружены на острове Гавайи или в Исландии. Они предположили, что такие туннели также могут быть оставлены рекой расплавленного материала, уровень которого упал, когда вызвавшее его извержение прекратилось. Некоторые из лунных канавок были шириной в несколько километров. Расчеты того времени показали, что лавовые трубы не могут быть устойчивыми, ширина которых превышает 400 м. Но данные исследования гравитационного поля Луны, а также более свежие изображения, полученные такими миссиями, как Grail (Gravity Recovery And Interior Laboratory), Selene и LRO, предполагают наличие стабильных лавовых трубок километрового размера.
Группа исследователей из Университета Пердью в США пришли к выводу, что лавовые туннели шириной от 1 до 5 километров могут существовать без обрушения. На Земле они могут быть только 30 м в ширину из-за силы тяжести.
Лунные пещеры для защиты от космических лучей
Пещера сбоку от вулкана. Орбитальный аппарат MRO сфотографировал отверстие, расположенное на склонах гигантского марсианского вулкана Гора Арсия. По параметрам отверстие напоминает футбольное поле, а глубина настолько большая, что не освещается Солнцем. Фото: NASA
Трубы очень интересны для тех, кто мечтает основать большие лунные колонии. У нашего спутника нет атмосферы или магнитосферы, защищающих его поверхность от космических лучей, особенно во время солнечных бурь. Поэтому колонисты заинтересованы в жизни под лунным грунтом, чтобы защитить себя от последствий длительного воздействия этих излучений. Также было предложено использовать лунный реголит, чтобы сделать своего рода бетон, покрывающий модули выживания астронавтов. Таким образом, такие трубы могут облегчить создание постоянной лунной базы, поскольку они будут обеспечивать защиту (тем не менее, возникнет проблема освещения растений для выращивания).
Расчеты показывают, что лавовая труба шириной в километр с толщиной стенок не менее 40-500 м будет защищена от амплитуд колебаний температуры на поверхности Луны и останется стабильной при температуре около -20°C.
Тем не менее, было бы лучше найти вулканические образования недалеко от лунных кратеров, расположенных на полюсах Луны. Скорее всего, там могут быть отложения водяного льда. Можно получить кислород из некоторых нагретых лунных камней с помощью солнечной энергии, но с водой - это другая история. Однако это будет необходимо для большой популяции людей, питающихся за счет сокращающейся биосферы.
