Den 5 oktober 2017 tillkännagav vice president Mike Pence Trump-administrationens plan att återlämna astronauter till månen. Med tanke på långsiktighet är NASA och flera andra rymdorganisationer också avsedda att etablera en permanent månbase där. Denna bas ger inte bara möjligheter för månvetenskap, utan kommer att underlätta uppdrag till Mars och därefter.
Den enda frågan är, var ska en sådan bas byggas? Under många år har NASA, ESA och andra byråer undersökt möjligheten att stabila lavarör som en potentiell plats. Enligt en ny studie av ett team av internationella forskare har förekomsten av ett sådant rör nu bekräftats i Marius Hills-regionen. Denna plats är sannolikt platsen för framtida måneuppdrag och kan till och med vara platsen för en framtida månmiljö.
Under 2009 tillhandahöll data från Terrain Camera ombord JAXA SELENE rymdskepp visade närvaron av tre enorma gropar på månen. Dessa gropar (aka. "Takfönster") var av särskilt intresse eftersom de sågs som möjliga öppningar till lavakanaler under jord. Sedan dess har Marius Hills-regionen (där de hittades) varit en samlingspunkt för astronomer och planetforskare i hopp om att bekräfta förekomsten av lavarör.
Den senaste studien, med titeln "Detektion av intakta lavarör vid Marius Hills on the Moon av SELENE (Kaguya) Lunar Radar Sounder", dykte nyligen upp i tidskriften Geofysiska forskningsbrev. Teamet bestod av medlemmar från JAXA: s Institute of Space and Astronautical Science (ISAS), Purdue University, University of Alabama, AstroLabs, National Astronomical Observatory of Japan (NOAJ) och flera japanska universitet.
Tillsammans granskade de uppgifter från SELENE uppdragets Lunar Radar Sounder (LRS) från platser som låg nära Marius Hills Hole (MHH) för att avgöra om regionen var värd för stabila lavarör. Sådana rör är en rest från Månens förflutna, när den fortfarande var vulkanisk aktiv. Dessa underjordiska kanaler tros vara en idealisk plats för en månkoloni och av flera skäl.
Till att börja med skulle deras tjocka tak ge naturlig skärmning från solstrålning, kosmiska strålar, meteoriska effekter och Månens ytterligheter i temperatur. Dessa rör, när de var slutna, kunde också tryckas för att skapa en andningsbar miljö. Som sådan skulle det att hitta en ingång till ett stabilt lavarör det första steget mot att välja en möjlig plats för en sådan koloni.
Som Junichi Haruyama, en seniorforskare vid JAXA och en av medförfattarna till studien, förklarade i ett pressmeddelande från University of Purdue:
”Det är viktigt att veta var och hur stora månen lava rör är om vi någonsin kommer att bygga en månbas. Men att känna till dessa saker är också viktigt för grundläggande vetenskap. Vi kanske får nya typer av bergprover, värmeflödesdata och observationer av månskalv.
Beviljat, LRS var inte specifikt utformad för att upptäcka lavarör, men för att karakterisera månens ursprung och dess geologiska utveckling. Av den anledningen flög den inte tillräckligt nära månen för att få extremt noggrann information på undergrunden. Men när SELENE passerade nära Marius Hills Hole, tog instrumentet upp ett distinkt eko-mönster.
Detta mönster kännetecknades av en minskning i ekoeffekten följt av en stor andra ekotopp. Dessa två ekon motsvarar radarreflektioner från Månens yta, liksom golvet och taket i det öppna lavaröret. När de analyserade detta mönster tolkade forskargruppen att det är bevis på ett rör. De hittade liknande eko mönster på flera platser runt hålet, vilket kan indikera att det finns mer än ett lavarör i regionen.
För att bekräfta sina resultat, konsulterade teamet också data från NASA: s uppdrag för Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL). Bestående av två rymdskepp samlade denna samarbetsinsats av högkvalitativ information om Månens gravitationsfält mellan 2011 och 2012. Genom att använda GRAIL-data som identifierade massunderskott under ytan, vilket är bevis på grottor, kunde teamet begränsa sin sökning .
Jay Melosh, en GRAIL-medutredare och utmärkt professor i jord-, atmosfär- och planetenskapsvetenskap vid Purdue University, var också medförfattare på tidningen. Som han förklarade:
”De visste om takfönstret i Marius Hills, men de hade ingen aning om hur långt det underjordiska hålrummet kunde ha gått. Vår grupp på Purdue använde gravitationsdata över det området för att dra slutsatsen att öppningen var en del av ett större system. Genom att använda denna gratis teknik för radar kunde de ta reda på hur djupa och höga hålrummen är. ”
På jorden har stabila lavarör hittats som kan sträcka sig i dussintals kilometer. Hittills är den längsta och djupaste som upptäckts Kazumura Cave på Hawaii, som är över en kilometer djup och 65,5 km (40,7 mi) lång. På månen är lavarören emellertid mycket större på grund av att månen bara har en bråkdel av jordens tyngdkraft (0.1654 g för att vara exakt).
För att ett lavarör ska detekteras med hjälp av tyngdkraftsdata, måste det vara flera kilometer långt och minst en kilometer i höjd och bredd. Eftersom röret i Marius Hills var detekterbart är det troligt stort nog att hysa en storstad. Faktum är att under en presentation vid den 47: e Lunar- och Planetkonferensen visade forskare från Purdue University GRAIL-data som indikerade hur röret under MHH kunde vara tillräckligt stort för att hysa Philadelphia.
Denna senaste studie var också föremål för en presentation vid den 48: e Lunar and Planetary Conference. Liknande bevis på möjliga stabila lavarör i Tranquility Sea erhölls också av Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) tillbaka 2010. Men den senaste kombinationen av radar- och tyngdkraftsdata har gett den tydligaste bilden av hur ett stabilt lavarör ser ut tycka om.
Liknande bevis på lavarör har också upptäckts på Mars och möjligen även Merkurius. I synnerhet på Mars indikerar kedjor av gropkratrar, breda lavafläktar, takfönster och delvis kollapsade lavarör alla närvaron av stabila rör. Baserat på denna senaste studie kan framtida uppdrag till Röda planeten (som kan inkludera skapandet av en livsmiljö) också innebära utredning av dessa funktioner.
I själva verket kan lavarör bli det medel genom vilket en mänsklig närvaro etableras i hela solsystemet en dag!
