月球火山熔岩管道——未來月球上的地下潛在棲息地

美國國家航空航天局官員和太空探索倡導者表示，讓人類重返月球(這一次還要留在月球上)——將需要開發月球的資源。

月球上最重要的資源，就是水冰(至少在短期來說是最重要的)，被永久陰影籠罩的極地火山口地面有著大量水冰，科學家們認為這些「冷阱」中的水冰狀態穩定，而且能夠被開採。

但月球上可能還有其他地方可以為科學家們提供大量科學數據，以及維持人類月球基地所需的資源。

月球坑

研究人員已經確定了月球上的許多個「坑」，這些坑很可能是火山熔岩管道留下來的「天窗」——這些天然地質坑口可以通往曾經充滿熔岩的地下隧道。

美國國家航空航天局首席科學家吉姆·格林(Jim Green)說，如果天窗真的能提供進入熔岩管的通道，那麼天窗可能會改變人類月球探索的局面。月球表面會受到輻射的轟擊，並經歷極端溫度，一個月球日大約持續29個地球日，這意味著月球表面要經歷連續兩周的白晝，然後是兩周的黑暗，而月球地表下的熔岩管道則受到了天然的保護。

連接道路?

格林說：「月球為我們準備了許多驚喜。」

「我們需要到裡面去，」他補充道，他指的是月球上的天窗，「我們需要實地確認一下，或許這些天窗里有很多水呢?我們也說不準，我們在月球上到處都能找到這種天窗。」

有熔岩管道網路就意味著有受到保護的走廊，這些走廊裡面沒有溫度波動，強烈輻射和危險的流星，它們也許能夠為未來的月球探險者提供更大的棲息地。

格林說：「我們實際上可以在裡面建造相連的道路。對我們來說，那可能是一個全新的世界。這絕對是另一個可以改變月球探索局面的因素。」

需要更多的數據

地外文明搜尋研究所的行星科學家帕斯卡爾·李(Pascal Lee)說：「我們目前還沒有足夠的信息來確定月球上的天窗是否就代表著一條相互連通的地下通道。」他也是火星研究所的主席，以及加州山景城NASA艾姆斯研究中心的NASA Haughton 火星項目的主任。

「首先，月球上的坑並不一定都是熔岩管道天窗，」李說，其中一些可能與孤立的地下洞穴有關。

他補充說：「其次，並不是某個地區的所有熔岩管都應該相互連接，有些熔岩管可能在不同的時間段形成，有些可能在不同的地下深度流動。」

走廊迷宮?

李還說，雖然地球上的一些熔岩管有著光滑的牆壁和地面，但大多數熔岩管都有著非常粗糙的表面，地面上也堆積著許多碎片。

李說：「我們不知道月球上的熔岩管有多粗糙，但地下道路這個術語聽起來似乎很樂觀。不管怎樣，在我看來，月球天窗之所以這麼有研究價值，不是因為它們會通向一個錯綜複雜的地下通道(雖然確實是很有趣)，而是這些天窗可以讓我們進入一個與月球表面完全不同的環境(無論月球地下環境如何)。」

月球上的地下熔岩管可能是建立未來月球居住區的好地方。這張照片顯示的是地球上的熔岩管。(圖片來源：普渡大學)

畢竟，月球上的任何地下空洞都能提供防護——防止溫度波動、太空輻射、微隕石撞擊以及航天器活動造成的噴砂。

集水

李最感興趣的是最近在月球北極附近菲洛勞斯隕石坑中發現的准天窗。

他說：「它們可能是與熔岩管網路相連的天窗，這些熔岩管並不是由火山熔岩流造成的，而是由撞擊造成的熔岩形成的，臨時的熔融岩石池受到了隕石的撞擊(這次撞擊形成了菲洛勞斯隕石坑)。」

有趣的是，李說，在菲洛勞斯隕石坑內部的這個准天窗緯度非常高，陽光永遠都照不進下面的洞穴。

李說：「這些地方將永遠處於黑暗之中，而且非常寒冷，冰可能會被困在其中，就像月球兩極的永久陰影區域一樣。」

因此，在月球上探索高緯度地區的坑可能會為我們在月球尋找水源提供額外的機會，李說。

重要數據

與此同時，研究人員已經開始評估月球地下棲息地的可行性。

普渡大學萊爾斯土木工程學院博士後研究員安娜希塔·莫迪亞薩利(Anahita Modiriasari)和她的同事一直在評估月球圖像，並將其重建為一個3D模型，以評估熔岩管道是否可能成為人類在月球上的棲息地。這是一個月球車或無人機就可能在月球表面完成的任務。

這項工作是普渡大學彈性地外棲息地(RETH)項目的一部分，該項目旨在調查未來人類在月球或火星上的棲息地的價值。

莫迪亞薩利：「所有收集到的數據都是至關重要的，我們正在用它來為熔岩管道建立一個先進的模型，模型包括熔岩管的大小、強度和結構穩定性。」例如，地震活動期間熔岩管道到會發生什麼，月球受到隕石撞擊之後這些熔岩管道又會發生什麼。

機器人技術

在另一個項目中，美國國家航空航天局創新先進概念(NIAC)項目最近向一些研究人員授予了一份第三階段的合同，這些研究人員正在開發機器人技術以探索月球坑。

「天窗」概念任務由卡內基梅隆大學的威廉·惠特克(William Whittaker)領導。NIAC獎將幫助惠特克和他的團隊完善探索和模擬月球坑的方法。這樣做將需要快速、自主的小型移動機器人，這些活動將需要在一個白天月球日里完成重要的探索。

惠特克表示，未來是一定會進入月球地下進行探索的，但首先，有一些關於月球坑的問題必須要先從月球表面得到答案，月球坑邊緣的通航能力如何?月球坑有洞嗎?有垂繩下降路線嗎?月球坑的形態是怎樣的?

惠特克說，具體來說，這種類型的任務將會先創建並回傳第一個高解析度、具有科學質量的巨大行星坑3D模型。

「這項(天窗)計劃會使這項技術變得更加成熟，以及對這項技術進行轉型，這些技術創新包括自主勘探、現場三維建模、快速遠距離活動機器人和其他綜合手段，以實現在一周內完成任務的目標，」惠特克說。

熔岩管道探測的未解之謎並不只受到技術問題的制約。與月球資源利用和定居月球的所有方面一樣，空間法問題也迫在眉睫。

密西西比大學空間法榮譽教授、《空間法雜誌》榮譽主編Joanne Gabrynowicz說：「任何實體都不得通過使用、佔領或任何其他方式來對令人興奮的潛在研究領域宣示主權。」

「挖掘走廊和修建道路等行為會很容易被解讀為以使用或其他方式宣示主權。這是《外層空間條約》所禁止的。美國和所有航天國家都參與了這項條約。一個高科學價值地點的用途以及使用許可權將需要一項國際協議。」

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