Polski uczony bada wytrzymałość księżycowych jaskiń. W przyszłości mogą mieszkać w nich ludzie

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Jaskinie lawowe na Księżycu mogą w przyszłości stać się schronieniem dla ludzi. Przed kilku laty informowaliśmy o odkryciu tego typu gigantycznej struktury – o długości kilkunastu kilometrów, a wysokości i szerokości około kilometra – w regionie Marius Hills. W takiej jaskini zmieściłoby się duże miasto. Jaskinie mogą występować zresztą nie tylko na Księżycu, ale też na innych ciałach niebieskich. Dlatego już od kilku lat naukowcy pracują nad autonomicznymi robotami, które będą je badały.

Żaden człowiek nie przebywał na Księżycu dłużej niż trzy doby. Kombinezony kosmiczne nie wystarczą bowiem, by chronić astronautów przed ekstremalnymi zmianami temperatury, promieniowaniem kosmicznym czy uderzeniami meteorytów. Księżyc nie posiada atmosfery i pola magnetycznego, które chronią nas na Ziemi. Najbezpieczniejszym dla człowieka miejscem na Księżycu mogą być jaskinie lawowe. To naturalne tunele, które formują się, gdy lawa zastyga i sztywnieje, a pod nią wciąż płynie strumień lawy. Czasami strumień przestaje płynąć, pozostawiając po sobie pustą jaskinię.

Problemem bezpieczeństwa takich jaskiń zajmuje się doktor inżynier Maciej Chwała z Politechniki Wrocławskiej. W 2009 roku na powierzchni Księżyca zauważono zagłębienia, które z czasem okazały się zapadniętymi korytarzami lawowymi. Mogą one zawalić się pod wpływem grawitacji czy uderzeń meteorytów. Skoro więc myślimy o wykorzystaniu ich na ludzkie siedziby, powinniśmy przyjrzeć się im pod kątem bezpieczeństwa.

Doktor Chwała, we współpracy z profesorem Goro Komatsu i doktorm Junichim Haruyamją z Japonii, przeanalizował stateczność księżycowych jaskiń oraz zawaliska ich stropów. Wyniki badań naukowcy opublikowali w artykule Structural stability of lunar lava tubes with consideration of variable cross-section geometry.

W tej chwili nie są dostępne żadne dokładne informacje dotyczące jaskiń na Księżycu, więc naukowcy musieli opierać się na szacunkowych danych, uzyskanych chociażby w 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, mówi Chwała. Naukowcy przeanalizowali dostępne modele zwalisk i dopasowali je do parametrów zwalisk zaobserwowanych na Księżycu. W ten sposób możemy ustalić rozmiary jaskiń odpowiadające za dane zawaliska przy określonej grubości stropu skalnego. Udało nam się to zrobić, oczywiście też w pewnym stopniu szacunkowo, i jest to całkiem nowe podejście do tego typu badań. 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 – dodaje uczony.

Za wykorzystaniem jaskiń przemawiają przede wszystkim względy praktyczne. Uchronią one ludzi przed promieniowaniem kosmicznym, uderzeniami meteorytów czy olbrzymimi wahaniami temperatury na Srebrnym Globie. Jednak eksploracja jaskiń może przynieść również wiele odkryć naukowych. 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, wyjaśnia doktor Chwała.

W następnym etapie badań naukowiec zajmie się analizą skał księżycowych i ich wpływem na stateczność jaskiń oraz modelowaniem zwalisk w trójwymiarze.

« powrót do artykułu

[Sławko 101]

Sam fakt, że część z tych jaskiń jest zawalona świadczy o tym, że nie są zbyt stabilne. Oczywiście to, że część się zawaliła nie oznacza, że nie ma tam jaskiń, które przetrwają miliony lat, a może nawet uderzenie sporego meteorytu. Jednak „wirtualne” badanie, które z tych jaskiń są mocne, a które nie, z góry skazane jest na porażkę, bo nawet jeśli jaskinia nie zawali się w całości, to może zawalić się częściowo, np. przez oderwanie płata stropu. Czyli jest to wróżenie z fusów. Nawet bezpośrednie badanie na miejscu nie przyniesie 100% pewności co do bezpieczeństwa konkretnej jaskini.

[krzysztof B7QkDkW 13]

W dniu 11.01.2024 o 19:16, Sławko napisał:

Nawet bezpośrednie badanie na miejscu nie przyniesie 100% pewności co do bezpieczeństwa konkretnej jaskini.

Żaden naukowiec nie powie że jest czegoś pewien w stu procentach. Ot taka ich natura że doszukają się jakich takich szczególnych warunków krańcowych w których być może coś ewentualnie się rypnie.

Ale tak se pomyślałem że powierzchnia stropu takiej jaskini jest usiana kraterkami po uderzeniowymi. Znaczy można wykalkulować parametry tego co walnęło w powierzchnie Księżyca. Jednocześnie otrzymując informację że naturalna konstrukcja wytrzymała "najwyżej" walnięcie obiektem o średnicy X metrów i i X m/s prędkości.

Poza tym. Pewnie da się "to" jakoś wzmacniać. Można podstemplować.