Vad ligger i månens underjordiska lavarör? Ingångar eller "takfönster" till lavarör kan möjliggöra framtida upptäcktsresande tillgång till is under ytan.
(Bild: © Pascal Lee / Mars Institute / SETI Institute)
Att få människor tillbaka till månen - "den här gången att stanna"- kommer att kräva utnyttjande av månresurser, säger NASA-tjänstemän och utforskningsförespråkare.
Den viktigaste resursen, åtminstone på kort sikt, är vatten is, som är rikligt på golven hos permanent skuggade polära kratrar. Isen som finns i dessa "kalla fällor" tros vara stabil och tillgänglig.
Men det kan finnas andra platser på månen som skulle kunna ge en moderlod av vetenskaplig information - liksom de resurser som behövs för att upprätthålla mänsklig ockupation av jordens himmelska granne.
Det är groparna
Forskare har identifierat "gropar" på månen, som troligen är "takfönster" i lavaslangar - geologiska dörröppningar till underjordiska tunnlar som en gång var fyllda med lava.
Om de verkligen ger tillgång till lava rör, takfönster kan vara en spelväxlare för människors månutforskning, sa NASA: s chefforskare Jim Green. Lavarör är skyddade från den hårda miljön på månens yta, som bombarderas av strålning och upplever extrema temperaturer. En måndag varar cirka 29 jorddagar, vilket innebär att ytplatserna tål ungefär två raka veckor med dagsljus följt av två veckors mörker.
Anslutningsvägar?
"Det finns ett antal saker på månen som kommer att bli överraskningar," sade Green.
"Vi måste komma in där," tillade han och hänvisade till takfönster. "Vi måste verifiera. Kanske finns det mycket vatten i dessa takfönster? Vi vet inte. Vi hittar dem över hela månen."
Ett lavarörsnätverk skulle föreslå skyddade korridorer, fria från temperatursvingningar, bombardering av strålning och hotfulla meteoroider. De kan också erbjuda en mycket större livsmöjlighet för framtida månutforskare.
"Vi kunde faktiskt bygga anslutningsvägar i dem," sa Green till Space.com. "Det kan vara en helt ny värld för oss. Det är en annan absolut spelväxlare."
Mer information behövs
Vi har ännu inte tillräckligt med information för att fastställa om takfönster på månen representerar en sammankopplad underjordisk väg, sa Pascal Lee, en planetforskare vid SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) Institute. Han är också ordförande för Mars Institute och chef för NASA Haughton Mars-projektet vid NASA: s Ames Research Center i Mountain View, Kalifornien.
"Till att börja med är inte alla gropar på månen nödvändigtvis takfönster med lavaslangar," sa Lee till Space.com. Han sa att vissa kan vara förknippade med isolerade underjordiska håligheter.
"För det andra bör inte alla lavarör i en viss region förväntas vara sammankopplade," tillade han. "Visst kan vissa ha bildats vid olika tidpunkter och köra på olika nivåer eller djup under jord."
Korgens labyrint?
Lee sade också att även om vissa lavarör på jorden har släta väggar och golv, har de flesta mycket grova ytor och skräpstaplar på sina golv.
"Vi vet inte hur grova lavarör på månen kan vara, men termen tunnelbaneväg verkar optimistisk," sade Lee. "Hur som helst, enligt min mening är det inte så att gropar på månen skulle leda till en labyrint av underjordiska korridorer som gör dem mest intressanta - även om det är fascinerande - men det faktum att de ger tillgång till en miljö som är radikalt annorlunda än ytan, vilken form som underjordisk miljö kan ha. "
Alla underjordiska håligheter på månen, trots allt, skulle ge skydd - från temperatursvingningar, rymdstrålning, mikrometeoritiskt bombardemang och sandblästring från raketmotorerna för landning eller avgående rymdskepp.
Vattenskördande
Mest intressant för Lee är kandidatgropar som nyligen har identifierats inuti Philolaus Krater nära månens nordpol.
"De kan vara takfönster som är associerade med ett nätverk av lavarör som inte bildas i vulkaniska lavaflöden, utan i ett slagsmältblad, den tillfälliga poolen av smält sten som slog sig in i Philolaus-krateret efter den stora påverkan som skapade kratern," sade han.
Intressant nog, sa Lee, är kandidatgroparna inuti Philolaus belägna på så hög latitud att solljus aldrig skulle komma in i de underliggande grottorna.
"Dessa skulle vara i evigt mörker och så kallt att is kan fångas i dem, precis som det är i de permanent skuggade regionerna vid månens poler," sade Lee.
Att utforska grovgradar på månen kan därför ge en extra möjlighet att skördvatten på vår mångranne, sa Lee.
Vitaluppgifter
Under tiden har forskare börjat bedöma livskraften hos underjordiska månmiljöer.
Anahita Modiriasari, en postdoktorisk forskare vid Purdue Universitys Lyles School of Civil Engineering, och hennes kollegor har bedömt månbilder, rekonstruerade till en 3D-modell för att utvärdera lava rör som en potentiellt livsmiljö för människor på månen. Detta är en uppgift som en rover eller drone potentiellt kan utföra på månens yta.
Arbetet är en del av Purdue's Resilient ExtraTerrestrial Habitats (RETH), ett projekt som undersöker värdet av framtida mänskliga livsmiljöer på månen eller Mars.
"All denna insamlade data är viktig," sade Modiriasari. "Vi använder den för att bygga en avancerad modell av lavaslangens storlek, styrka och strukturella stabilitet," sade hon. Till exempel, vad händer under seismisk aktivitet? Vad skulle hända om en meteorit slår till?
Micro-kringflackande
I en annan utveckling tilldelade NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) -programmet nyligen ett fas 3-kontrakt till forskare som utvecklar robotteknologier för att möjliggöra utforskning av mångropar.
Konceptuppdraget "Skylight" leds av William Whittaker från Carnegie Mellon University. NIAC-utmärkelsen hjälper Whittaker och hans team att utarbeta sätt att utforska och modellera en mångrop. Det kräver snabb, självständig mikrotrafik, vilket uppnår betydande utforskning under en enda månljusperiod.
Enligt Whittaker kommer nedstigning och utforskning av månens underyta, men "grovspecifika" frågor måste först besvaras från ytan: Hur navigerbara är fälgen? Finns det grottor? Finns det rappellrutter? Vad är morfologin?
Specifikt skulle ett uppdrag av denna typ skapa och nedlänka den första högupplösta, vetenskapliga kvalitet, 3D-modellen av en stor planetgrop, sa Whittaker.
"Detta [Skylight] -initiativ mognar och övergångar den tekniken. Teknologinovationerna är utforskningsautonomi, 3D-modellering på plats, snabb, långt mikro-roving och de samlade medlen för att uppnå uppdrag i veckan," sade Whittaker.
De obesvarade frågorna om utforskning av lavaslangar är inte bara tekniska. Också hotande stora, som med alla aspekter av månens resursanvändning och bosättning, är rättslagsfrågor.
"Potentiellt spännande forskningsområden kan inte göras gällande av suveränitet, genom användning eller ockupation eller på något annat sätt", säger Joanne Gabrynowicz, professor emerita för rymdlagar vid University of Mississippi och chefredaktör emerita vid Journal of Rymdlag.
"Att göra saker som att gräva korridorer och bygga vägar kan lätt tolkas som att göra anspråk på användning eller på annat sätt. Detta är förbjudet enligt det yttre rymdfördraget," sade Gabrynowicz. "USA och alla rymdfarande länder är part i den. En plats med högt vetenskapligt värde kommer att kräva ett internationellt avtal om dess användning och vem som kan få åtkomst till det."
- Moon Rush: Dessa företag har stora planer för månutforskning
- Moon Master: En enkel frågesport för Lunatics
- Astronauter Utforska Grottor i Mock Space Mission (Foton)
Leonard David är författare till den nyligen släppta boken "Moon Rush: The New Space Race" som publicerades av National Geographic i maj 2019. En långvarig författare för Space.com, David har rapporterat om rymdbranschen i mer än fem decennier. Följ oss på Twitter @Spacedotcom eller Facebook.
