Луна и Марс, вероятно, станут первыми местами в Солнечной системе, в которых человечество будет пытаться жить после того, как покинет безопасность Земли. Но эти миры по-прежнему невероятно суровые, без защиты от радиации, практически без атмосферы и экстремальных температур.
Жить в этих мирах будет трудно, это будет опасно. К счастью, в этих мирах есть несколько карманов, которые немного облегчат положение в Солнечной системе: лавовые трубки.
Я сейчас покажу вам действительно классные фотографии. Во-первых, давайте начнем с изображений Луны, полученных с помощью Лунного разведывательного орбитального аппарата НАСА.
Эти темные пятна на фотографии - фактически открытые окна в крыше, обрушенные крыши лавовых труб на Луне. Они просто выглядят как темные области, потому что вы не можете видеть дно. Как это круто?
А теперь вот аналогичные особенности на поверхности Марса. Вот несколько примеров пещерных световых люков на Красной планете.
И я хочу показать вам действительно особенный. Посмотрите на эту фотографию, где вы можете увидеть открытие пещеры, как марсианский песок стекает в окно в крыше. Вы даже можете увидеть это накапливаясь на полу пещеры. Нет сомнений, это пещера на Марсе с выходом на поверхность.
Хотите жить на Луне или Марсе? Вы смотрите на свой будущий дом.
Лавовые трубы распространены здесь, на Земле, и вы можете найти их там, где была вулканическая активность. Во время извержения лава течет вниз по каналу. Поверхность охлаждается и покрывается коркой, но лава продолжает течь, как подземная река расплавленной породы.
В правильных условиях лава может продолжать течь и полностью опустошать канал, оставляя за собой естественный туннель длиной в десятки километров. Трубы могут быть широкими, от одного метра до 15 метров в ширину. Определенно достаточно большой, чтобы жить внутри.
И у Луны, и у Марса были периоды вулканизма. Самый большой вулкан в Солнечной системе, Олимп Монс на Марсе, представляет собой огромный вулканический щит с бесконечными полями лавы, окружающими его.
Институт SETI недавно объявил, что они обнаружили серию маленьких ям в кратере около северного полюса Луны. Они нашли их, проанализировав снимки, сделанные НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter.
Они похожи на окна в крыше и соответствуют сходным объектам на Марсе, где нет кратера, а есть только затененная темная функция. Еще одним доказательством является то, что они лежат вдоль извилистых лунных течений, этих древних лавовых рек с обвалом.
На данный момент на Луне было обнаружено около 200 таких объектов, а также на Марсе.
В дополнение к окнам в крыше, обнаруженным космическим кораблем, ученые-планетологи обнаружили на Марсе обширные ямы, которые могли быть разрушены лавовыми трубами. Учитывая тот факт, что вулканизм на Марсе произошел на протяжении миллиардов лет, должно быть много особенностей, которые стоит изучить.
Из-за низкой гравитации на Луне и Марсе лавовые трубы должны быть гораздо более экстремальными. На Марсе могут быть лавовые трубки, которые имеют размеры в сотни метров в длину и сотни километров в длину. На Луне трубы лавы могут иметь размеры в несколько километров. Достаточно большой, чтобы спрятать город внутри.
Будущие колонисты Луны и Марса уже столкнутся с жизнью под землей, чтобы спрятаться от поверхностной радиации, бомбардировки микрометеоритами, экстремальных температур и создать пригодную для использования атмосферу. Эти естественные туннели избавят их от тяжелой работы, необходимой для рытья туннеля.
Предполагается, что естественная кровля в этих пещерах имеет толщину 10 метров или более, при этом на одном участке предполагается, что крыша имеет толщину 45-90 метров. Этого будет более чем достаточно для защиты от солнечного излучения и галактического космического излучения.
В то время как температура поверхности Луны варьируется от -180 С до + 100 С, внутренняя часть лавовой трубки будет оставаться постоянной, холодно -20 С. Это будет достаточно легко, чтобы поддерживать температуру, как только она будет изолирована и находится под давлением. с воздухопроницаемой атмосферой.
Как мы упоминали снова и снова, лунная пыль на Луне - опасная штука, раздражающая глаза, носовые ходы и легкие. Лунные колонисты хотели бы свести к минимуму их воздействие на него любой ценой. Герметизируя внутреннюю часть трубки лавы, они могут предотвратить дальнейшее попадание пыли. Фактически, пыль также электрически заряжена и может представлять опасность для электроники.
С точки зрения ресурсов у Луны есть много. В реголите повсюду алюминий, а также железо и титан. Но самое ценное для людей, вода, тоже может быть там. В вечно затененных кратерах могут быть большие запасы воды, собранные ниже, чтобы колонисты могли собирать урожай.
Есть еще одно преимущество: лавовые трубки на Марсе могут быть лучшими местами для поиска жизни на Красной планете. Естественная защита также позволит марсианским бактериям меньше подвергаться воздействию суровых условий поверхности.
Будущие исследователи могут быть защищены внутри лавовых труб одновременно с тем, что они находятся в идеальном месте для поиска жизни на Марсе. Это удобно
Разумеется, НАСА и Европейское космическое агентство рассматривали миссии людей и роботов, которые могли бы путешествовать на Луну или Марс и исследовать внутренности лавовых труб.
В 2011 году группа исследователей предложила проект миссии для комбинированного вездехода, который бы невероятно детально планировал просвет на Луне. Он известен как отверстие Мариус-Хиллз, его ширина составляет около 65 метров.
Сначала спускаемый аппарат спускался вниз к поверхности Луны возле дыры, используя импульсный лазер под названием ЛИДАР, чтобы наметить 50-метровую область вокруг места посадки в поисках опасностей.
Затем космический корабль выберет посадочную площадку и развернет марсоход, который будет чрезвычайно детально сканировать область вокруг окна в крыше, заглядывая в лавовую трубку, когда свет правильный.
После этого должны были появиться миссии по разведке в туннелях. Помните, насколько они велики, потенциально сотни метров и даже километров в поперечнике.
Вы можете представить различные роботизированные вездеходы и машины, но одна из моих любимых идей - робот-змея, разработанный SINTEF в Норвегии. Робот использует гидравлику для перемещения сегментов своего тела, что позволяет ему двигаться как настоящая змея. Он может подниматься по лестнице, перемещаться вверх и вниз по склонам, проходить повороты и уметь справляться с непредсказуемой местностью пола лаватуба.
После роботов идут люди. Сложная часть проникает от поверхности до пола туннеля. Планировщики миссий предложили традиционные скалолазания и даже астронавтов с реактивными ранцами, которые спускались в туннель для исследования вокруг.
Первые астронавты спускались на пол лавовой трубы, неся роботов-четвероногих муков, которые могли бы перемещаться по пересеченной местности пола туннеля. Оказавшись внутри, они установили линию связи у отверстия кратера, а затем развернули палатку под давлением в качестве временной среды обитания.
Астронавты могут свободно проезжать несколько километров в лавовой трубе, составлять карту интерьера и брать образцы. Они могли бы установить свою палатку в разных точках, что позволило бы глубже исследовать.
Конечно, тогда враждебные инопланетяне из пещер будут убирать их одного за другим, и единственный способ узнать о миссии мы узнаем из серии найденных материалов и компьютерных журналов. Но я отвлекся.
Европейское космическое агентство разрабатывает инструменты для измерения внутренней части пещер здесь, на Земле, для разработки технологий, которые могут быть использованы для исследования других миров. Вы смотрите на 3D изображение интерьера пещерной сети в Испании.
Команда исследователей, в том числе европейский астронавт, использовала камеры на основе рюкзаков и инструменты LIDAR, чтобы составить карту пещеры с разрешением всего в несколько сантиметров. Они также протестировали портативные инструменты для исследования стен пещеры, выполняя те же самые эксперименты, которые могут проводить будущие астронавты.
Долгосрочная цель, конечно, состоит в том, чтобы создать какую-то долговременную колонию внутри лавовых труб на Луне или Марсе.
То, что начиналось как временное укрытие от жестокой окружающей среды Луны и Марса, стало бы основой операций для будущей среды обитания и, в конечном счете, началом научного форпоста или даже полной колонии.
Нет сомнений, что лавовые трубки станут одним из главных приоритетов, когда мы вернемся на Луну и когда первый астронавт ступит на Марс. И со всеми новыми миссиями в работе от NASA, SpaceX, европейцев и даже китайцев, похоже, что те дни не так уж и далеки.
