Po raz pierwszy zagłębienia na powierzchni Księżyca opisano w 2009 r. Okazało się, że część z nich to zapadnięte korytarze lawowe, które mogą prowadzić do różnego rodzaju jaskiń i jam. Powstały prawdopodobnie podczas przepływów lawy i z uwagi na małą siłę grawitacji mogą osiągać szerokość nawet kilkuset metrów.
Chociaż brak jest dokładnych badań w tym zakresie, to pojawiły się pomysły użycia tego typu jaskiń jako baz i schronień dla ludzi w trakcie eksploracji Księżyca.
Polsko-japońskie spacery po Księżycu
Takie korytarze pod wpływem grawitacji oraz innych czynników, np. po uderzeniach meteorytów, mogą się zapadać i tworzyć rozległe zawaliska.
Problemem stateczności księżycowych jaskiń i analizy zawalisk ich stropów zajął się dr inż. Marcin Chwała. Wykładowca Wydziału Budownictwa Lądowego i Wodnego PWr, współpracuje przy tym z z japońskimi naukowcami: prof. Goro Komatsu i doktorem Junichim Haruyamą. Efekty pracy przedstawili w publikacji zatytułowanej „Structural stability of lunar lava tubes with consideration of variable cross-section geometry”.
Głównym źródłem danych do badań wrocławianina są informacje zebrane przez sondy kosmiczne badające powierzchnię Księżyca oraz opracowania przedstawiające geometrię zmierzonych już zwalisk. Nie są jeszcze dostępne żadne dokładne informacje, ani próbki z odwiertów z tych miejsc pochodzące z Księżyca, dlatego w przygotowaniu obliczeń naukowiec Politechniki Wrocławskiej korzystał m.in. ze skanów laserowych jaskini lawowej na Wyspach Kanaryjskich.
Przeprowadzenie analizy stabilności jakiekolwiek struktury geologicznej na Księżycu jest niezwykle trudne. Możemy opierać się jedynie na szacunkowych parametrach, a zastosowanie zaawansowanych metod do opisu wytrzymałości skał mija się w tym wypadku z celem. Mamy jednak do dyspozycji bardzo cenną rzecz, czyli zawaliska na Księżycu, których geometrię już znamy - dodaje.Dr inż. Marcin Chwała
Dlatego naukowcy zaproponowali tzw. podejście wsteczne. Analizują bardzo dużo przekrojów modelowych, sprawdzając uzyskane przykłady zwalisk i korzystając z dostępnych informacji, dopasowują wyniki do parametrów zwalisk obserwowanych na Księżycu.
- W ten sposób możemy ustalić rozmiary jaskiń odpowiadające za dane zawaliska przy określonej grubości stropu skalnego - podkreśla dr Chwała. – Na potrzeby publikacji przeanalizowaliśmy trzy największe zwaliska, choć na Księżycu jest ich dużo więcej. Nie dla wszystkich można jednak dokładnie zmierzyć geometrię, czyli np. grubość stropu.
Nasza baza na srebrnym globie
Zdaniem naukowca zakładanie księżycowych baz w jaskiniach lawowych jest ciekawą alternatywą dla budowy obiektów powierzchniowych, przede wszystkim ze względu na olbrzymi potencjał naukowy.
W jaskiniach możemy znaleźć nienaruszone środowisko, w którym kryje się dużo informacji związanych z powstaniem Księżyca, a tym samym Układu Słonecznego. Podczas misji Apollo realizowanych w latach 60. i 70. XX w. pobierano próbki gruntu z głębokości trzech metrów i na tej podstawie udało się odwzorować kilkaset milionów lat aktywności Słońca. Proszę pomyśleć, ile informacji udałoby się pozyskać z jaskiń.Dr inż. Marcin Chwała
Dodatkowym atutem podziemnych baz jest także zabezpieczenie przed uderzeniami meteorytów oraz dużymi wahaniami temperatury. W ciągu dnia temperatura na Księżycu przekracza bowiem 100 st. Celsjusza, a w nocy spada do ok. 180 st. Celsjusza na minusie.
– Bardzo trudno oszacować, ile jaskiń jest na Księżycu, ale może być ich całkiem sporo, w szczególności na terenach, gdzie są morza bazaltowe i duże kratery uderzeniowe, przez które przepływała lawa – wyjaśnia dr Chwała. – Obecnie znanych zawalisk jest ponad 200, ale nie wszystkie muszą być związane z jaskiniami lawowymi.
W kolejnych etapach badań wrocławianin chce zająć się m.in. analizą warstw skał księżycowych i ich wpływem na stateczność lawowych jaskiń oraz modelowaniem zawalisk w trójwymiarze.
Źródło: materiały prasowe
