Cosa si nasconde nei tubi di lava sotterranei della luna? Ingressi o "lucernari" ai tubi di lava potrebbero consentire ai futuri esploratori l'accesso al ghiaccio sotterraneo.
(Immagine: © Pascal Lee / Mars Institute / SETI Institute)
Riportare gli umani sulla luna - "questa volta per restare"- richiederà lo sfruttamento delle risorse lunari, affermano i funzionari della NASA e i sostenitori dell'esplorazione.
La risorsa più importante, almeno a breve termine, è ghiaccio d'acqua, che è abbondante sui pavimenti di crateri polari in ombra permanente. Si ritiene che il ghiaccio trovato in queste "trappole fredde" sia stabile e accessibile.
Ma potrebbero esserci altri punti la luna ciò potrebbe produrre una lode madre di dati scientifici, nonché delle risorse necessarie per sostenere l'occupazione umana del vicino celeste della porta accanto.
Sono i box
I ricercatori hanno identificato "pozzi" sulla luna, che sono probabilmente "lucernari" del tubo di lava - porte geologiche a tunnel sotterranei che una volta erano pieni di lava.
Se effettivamente forniscono l'accesso a tubi di lava, i lucernari potrebbero essere un punto di svolta per l'esplorazione lunare umana, ha affermato lo scienziato capo della NASA Jim Green. I tubi di lava sono protetti dal duro ambiente della superficie lunare, che è bombardato da radiazioni e subisce temperature estreme. Un giorno lunare dura circa 29 giorni terrestri, il che significa che le posizioni superficiali durano circa due settimane consecutive di luce diurna seguite da due settimane di oscurità.
Strade di collegamento?
"Ci sono un certo numero di cose sulla luna che saranno sorprese", ha detto Green.
"Dobbiamo entrare", ha aggiunto, riferendosi ai lucernari lunari. "Dobbiamo verificare. Forse c'è molta acqua in questi lucernari? Non lo sappiamo. Li stiamo trovando dappertutto sulla luna."
Una rete di tubi di lava suggerirebbe corridoi protetti, liberi da sbalzi di temperatura, bombardamenti di radiazioni e meteoroidi minacciosi. Potrebbero anche offrire una capacità di habitat molto più ampia per i futuri esploratori della luna.
"Potremmo effettivamente costruire strade di collegamento in esse", ha detto Green a Space.com. "Potrebbe essere un mondo completamente nuovo per noi. Questo è un altro cambio di gioco assoluto."
Sono necessari più dati
Non abbiamo ancora abbastanza informazioni per accertare se i lucernari sulla luna rappresentino una carreggiata sotterranea interconnessa, ha detto Pascal Lee, scienziato planetario presso l'Istituto SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence). È anche presidente del Mars Institute e direttore del progetto Haughton Mars della NASA presso l'Ames Research Center della NASA a Mountain View, California.
"Per cominciare, non tutte le fosse sulla luna sono necessariamente lucernari a tubo lavico", ha detto Lee a Space.com. Ha detto che alcuni potrebbero essere associati a cavità sotterranee isolate.
"In secondo luogo, non tutti i tubi di lava in una determinata regione dovrebbero essere interconnessi", ha aggiunto. "In effetti, alcuni potrebbero essersi formati in momenti diversi e potrebbero correre a diversi livelli o profondità sottoterra."
Labirinto di corridoi?
Lee ha anche detto che mentre alcuni tubi di lava sulla Terra hanno pareti e pavimenti lisci, la maggior parte ha superfici molto ruvide e pile di detriti sui loro pavimenti.
"Non sappiamo quanto possano essere ruvidi i tubi di lava sulla luna, ma il termine carreggiata sotterranea sembra ottimista", ha detto Lee. "In ogni caso, a mio avviso, non è che le fosse sulla luna porterebbero a un labirinto di corridoi sotterranei che li rende più interessanti - anche se questo è affascinante - ma il fatto che danno accesso a un ambiente radicalmente diverso dal superficie, qualunque forma possa avere l'ambiente sotterraneo ".
Qualsiasi cavità sotterranea sulla luna, dopo tutto, fornirebbe protezione - dagli sbalzi di temperatura, radiazione spazialebombardamento micrometeoritico e sabbiatura dai motori a razzo di veicoli spaziali in atterraggio o in partenza.
Raccolta dell'acqua
I più interessanti per Lee sono i pozzi candidati recentemente identificati all'interno del Cratere Philolaus vicino al polo nord della luna.
"Potrebbero essere lucernari associati a una rete di tubi di lava formati non in flussi di lava vulcanica, ma in un foglio di fusione a impatto, lo stagno temporaneo di roccia fusa che si accumulava all'interno del cratere Philolaus in seguito al grande impatto che ha creato il cratere", ha detto.
È interessante notare che, ha detto Lee, i pozzi candidati all'interno di Philolaus si trovano a una latitudine così elevata che la luce solare non entrerebbe mai nelle grotte sottostanti.
"Questi sarebbero nell'oscurità perpetua e così freddi che il ghiaccio potrebbe essere intrappolato in essi, proprio come nelle regioni permanentemente ombreggiate ai poli attuali della luna", ha detto Lee.
L'esplorazione di fosse ad alta latitudine sulla luna potrebbe quindi offrire un'ulteriore opportunità raccogliere l'acqua sul nostro vicino lunare, disse Lee.
Dati vitali
Nel frattempo, i ricercatori hanno iniziato a valutare la fattibilità degli habitat lunari sotterranei.
Anahita Modiriasari, ricercatrice post-dottorato presso la Lyles School of Civil Engineering della Purdue University, e i suoi colleghi hanno valutato le immagini lunari, ricostruite in un modello 3D per valutare i tubi di lava come potenziale habitat per l'uomo sulla luna. Questo è un compito che un rover o un drone potrebbe potenzialmente svolgere sulla superficie lunare.
Il lavoro fa parte di Resilient ExtraTerrestrial Habitats (RETH) di Purdue, un progetto che indaga il valore dei futuri habitat umani sulla Luna o su Marte.
"Tutti questi dati raccolti sono fondamentali", ha detto Modiriasari. "Lo stiamo usando per costruire un modello avanzato di dimensioni, resistenza e stabilità strutturale del tubo di lava", ha detto. Ad esempio, cosa succede durante l'attività sismica? Cosa accadrebbe se un meteorite colpisce?
Micro-roving
In un altro sviluppo, il programma NIAC (Innovative Advanced Concepts) della NASA ha recentemente assegnato un contratto di Fase 3 a ricercatori che sviluppano tecnologie robotiche per consentire l'esplorazione di fosse lunari.
La missione concettuale "Skylight" è guidata da William Whittaker della Carnegie Mellon University. Il premio NIAC aiuterà Whittaker e il suo team a trovare modi per esplorare e modellare una fossa lunare. Ciò richiederà un micro-roving rapido e autonomo, che consente di esplorare in modo significativo in un singolo periodo di luce del giorno lunare.
Secondo Whittaker, la discesa e l'esplorazione del sottosuolo lunare arriveranno, ma le domande "specifiche del pozzo" devono prima avere una risposta in superficie: quanto sono navigabili i cerchioni? Ci sono grotte? Ci sono percorsi rappel? Qual è la morfologia?
In particolare, una missione di questo tipo avrebbe creato e downlink il primo modello 3D ad alta risoluzione, di qualità scientifica, di una vasta fossa planetaria, ha detto Whittaker.
"Questa iniziativa [Skylight] fa maturare e transitare quella tecnologia. Le innovazioni tecnologiche sono l'autonomia di esplorazione, la modellazione 3D in situ, i micro-roving veloci e di gran lunga e i mezzi aggregati per raggiungere la missione in una settimana", ha affermato Whittaker.
Le domande senza risposta dell'esplorazione del tubo di lava non sono solo tecnologiche. Incombono anche grandi, come per tutti gli aspetti dell'uso e dell'insediamento delle risorse lunari questioni di legge spaziale.
"Le aree di ricerca potenzialmente eccitanti non possono essere rivendicate dalla sovranità, mediante l'uso o l'occupazione o con qualsiasi altro mezzo", ha dichiarato Joanne Gabrynowicz, professore emerita di diritto spaziale all'Università del Mississippi ed emerita capo redattore del Journal of Legge spaziale.
"Fare cose come scavare corridoi e costruire strade potrebbe essere facilmente interpretato come un reclamo con l'uso o altri mezzi. Ciò è proibito dal Trattato sullo spazio esterno", ha detto Gabrynowicz. "Gli Stati Uniti e tutte le nazioni spaziali sono parte di esso. Un luogo con un alto valore scientifico richiederà un accordo internazionale per quanto riguarda il suo utilizzo e chi può accedervi."
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Leonard David è autore del libro recentemente pubblicato, "Moon Rush: The New Space Race", pubblicato da National Geographic nel maggio 2019. Uno scrittore di lunga data per Space.com, David riferisce sull'industria spaziale da più di cinquant'anni. Seguici su Twitter @Spacedotcom o Facebook.
