1970 년 이후 매년 천문학 자, 지질 학자, 지구 물리학 자 및 기타 여러 전문가들이 모여 달과 행성 과학 회의 (LPCS)에 참여했습니다. Lunar and Planetary Institute (LPI)와 NASA의 Johnson Space Center (JSC)가 공동 후원하는이 연례 행사는 전 세계의 과학자들이 지구의 유일한 달에 관한 최신 행성 연구를 공유하고 발표 할 수있는 기회입니다.
올해 가장 큰 관심을 끄는 사람 중 하나는 3 월 17 일 화요일 Purdue University의 학생들이 발표 한 결과입니다. 대학 지구, 대기 및 행성 과학 대학원생이 이끄는 연구 결과에 따르면 달 전체에 도시 전체를 수용 할 수있을만큼 큰 용암 튜브가있을 수 있습니다.
미래 지질 및 지구 물리학 연구의 대상이 될뿐만 아니라,이 튜브의 존재는 미래의 인간 우주 탐사에도 도움이 될 수 있습니다. 기본적으로 그들은 이렇게 크고 안정적인 지하 터널이 인간 거주지의 집이되어 해로운 우주 방사선과 극한의 온도로부터 보호 할 수 있다고 주장했다.
용암 튜브는 화산 폭발의 결과로 표면 아래로 움직이는 용암을 흐르게하여 형성된 자연 도관입니다. 용암이 움직일 때, 용암의 바깥 쪽 가장자리는 냉각되어 용암의 흐름이 멈 추면 남은 딱딱한 채널과 같은 표면을 형성합니다. 한동안 달의 과학자들은 달에 용암의 흐름이 표면에 잔잔한 돌기가 있다는 증거로 달에 발생하는지에 대해 추측 해 왔습니다.
부풀어 오른 구멍은 달 표면의 좁은 움푹 들어간 곳으로 채널과 비슷하며 강 계곡처럼 풍경을 가로 질러 구불 구불 한 길을 가지고 있습니다. 현재이 굴은 붕괴 된 용암 튜브 또는 멸종 된 용암 흐름의 잔존물로 여겨지고 있으며, 이들은 보통 멸종 화산이있는 곳에서 시작한다는 사실에 의해 뒷받침됩니다.
과거 달에서 관측 된 것들의 폭은 최대 10km, 길이는 수백 킬로미터입니다. 그 크기에서, 안정적인 관 (즉, 무성한 릴을 형성하기 위해 붕괴되지 않은 관)의 존재는 주요 도시를 수용하기에 충분히 클 것이다.
연구를 위해 Purdue 팀은 지하에 동일한 규모의 용암 튜브가 존재할 수 있는지 여부를 조사했습니다. 그들이 찾은 것은 용암 튜브의 안정성이 폭, 지붕 두께 및 냉각 된 용암의 응력 상태를 포함한 여러 변수에 의존한다는 것입니다. 또한 연구원들은 하나의 두꺼운 층에 놓인 용암으로 만든 벽과 많은 얇은 층에 놓인 용암으로 된 용암 튜브를 모델링했습니다.
퍼듀 지구 지구 대기 및 행성 과학 대학원생 인 데이비드 블레어 (David Blair)는 폭이 1km 이상인 빈 용암 튜브가 달에 구조적으로 안정적으로 유지 될 수 있는지 여부를 조사한 연구를 주도했습니다.
블레어는 이메일을 통해 스페이스 매거진에게“우리는 퍼듀의 여러 부서 직원들의 재능을 결합한 점에서 다소 독특하다”고 말했다. "토목 공학 교수 인 Bobet 교수의지도를 통해 우리는 암석 튜브의 컴퓨터 모델에 암석 역학에 대한 현대적인 이해를 통합하여 실제로 달의 중력 하에서 어떻게 실패하고 깨질 수 있는지 확인할 수있었습니다."
연구를 위해 팀은 안정성을 테스트하기 위해 다양한 크기와 지붕 두께를 가진 다양한 용암 튜브 모델을 구성했습니다. 이것은 용암 튜브의 지붕 어딘가에서 고장을 예측했는지 확인하기 위해 각 모델을 확인하는 것으로 구성되었습니다.
블레어는“우리가 발견 한 것은 이전에 생각했던 것보다 이론적으로 훨씬 더 큰 용암 튜브가 가능하다는 점에서 놀랍습니다. 두께가 몇 미터에 불과한 지붕이라도 1km 너비의 용암 관은 계속 서있을 수 있습니다. 그러나 그 이유는 조금 덜 놀랍습니다. 우리가 주제에 대해 찾을 수있는 마지막 작업은아폴로 시대에, 지붕을위한 평평한 빔인 용암 관 모양의 훨씬 간단한 근사치를 사용했습니다.
그가 언급 한 연구는“음력이 강한 음순의 기원에 관한 것”은 1969 년에 저널에 발표되었다. 현대 지질학. 그에 따라 Greeley, Oberbeck 및 Quaide 교수는 풍성한 구멍 형성이 용암 흐름 관의 붕괴와 관련이 있으며, 안정된 구멍이 여전히 존재할 수 있다고 주장했다. 평평한 지붕의 계산 결과, 그들의 작업은 최대 용암 튜브 크기가 400m 미만임을 발견했습니다.
블레어는“우리의 모델은 지구의 용암 튜브에서 볼 수있는 것과 유사한 형상을 사용합니다.”는 아치형 지붕이있는 일종의 반 타원형입니다. 아치형 지붕은 더 큰 용암 관이 서있는 상태를 유지한다는 사실이 의미가 있습니다. 인류는 아치형 지붕이 터널이나 다리가 더 넓은 범위로 서있을 수 있도록 고대부터 알고 있습니다.”
Purdue 연구는 JAXA와 NASA가 수행 한 이전 연구를 바탕으로 달 표면의 구멍 (예 : 달 표면의 구멍)이 적어도 수십 미터에 걸쳐 동굴의 존재를 확인했습니다. NASA의 음력 회복 및 내부 실험실 (GRAIL)의 데이터는 달의 지각 두께에 큰 변화가 있음을 보여 주지만 여전히 지하 표면의 오목한 부분을 나타낼 수 있습니다.
결과적으로, 블레어는 그들의 연구가 이전에 이루어진 많은 다른 유형의 관찰에 대해 새롭고 실현 가능한 설명을 열어 줄 것이라고 확신합니다. 이전에는 달에 크고 안정된 동굴이 존재할 수 없었습니다. 그러나 그의 팀의 이론적 연구 덕분에 이제는 적절한 조건 하에서는 가능하지 않다는 것이 알려져 있습니다.
이 연구의 또 다른 흥미로운 측면은 미래의 탐사와 심지어 달의 식민지화에 대한 시사점입니다. 이미 방사선 방호 문제는 큰 문제입니다. 달에는 대기가 없기 때문에 식민지 주민과 농업 시설은 우주 광선으로부터 자연적으로 보호되지 않습니다.
블레어는“지리학 적으로 안정적인 용암 튜브는 인간의 우주 탐사에 절대적으로 도움이 될 것입니다. “그와 같은 동굴은 달 기지를 건설하고 일반적으로 달에 인간의 지속적인 존재를 지원하기에 이상적인 장소가 될 수 있습니다. 수 미터까지도 지표면 아래로 내려 가면 달 표면에 서식하는 데 따르는 많은 문제를 갑자기 완화 할 수 있습니다.”
기본적으로, 방사선으로부터 보호하는 것 외에도, 지하 표면은 미세 운석의 문제와 달 표면에 일반적인 온도의 극단적 인 변화를 피할 수 있습니다. 또한, 안정적인 지하 지하 용암 튜브는 인간 거주지의 기초를 가압하는 작업을 더 쉽게 만들 수 있습니다.
블레어 총장은“사람들은이 모든 것들에 대해 이전에 연구하고 이야기 해 왔지만 우리의 연구는 그러한 종류의 기회가 잠재적으로 존재할 수 있음을 보여주었습니다. 인류는 처음부터 동굴에서 살았으며 달에서도 의미가있을 것입니다!”
Melosh, Blair 및 Bobet 외에도 팀원으로는 Loic Chappaz 및 Rohan Sood, 항공 우주 및 우주 학교 대학원생; Kathleen Howell, Purdue의 Hsu Lo 항공 및 우주 공학 교수; 지구, 대기 및 행성 과학의 부교수 인 Andy M. Freed; 그리고 지구 대기 및 행성 과학과의 박사후 연구원 인 Colleen Milbury.
