Яма в Mare Tranquillitatis ведет к подземной системе пещер. Кредит: NASA
Используя радар, космический аппарат НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) подтвердил существование пещер под поверхностью Луны. Вот почему такие геологические особенности будут иметь ключевое значение для создания базы на Луне, и что они могут рассказать нам о Земле и общем космологическом происхождении нашей Луны.
Лунные орбитальные спутники впервые обнаружили ямы на поверхности Луны несколько десятилетий назад. Многие из них считались отверстиями, которые соединялись с крупными подземными туннелями, образовавшимися в результате вулканических процессов, но только сейчас это было подтверждено с помощью анализа радиолокационных данных.
Некоторые из туннелей, которые, как предполагается, существуют на Луне, являются лавовыми трубками, которые также встречаются на Земле. Когда расплавленная лава вытекает из земли, поток лавы в конечном итоге остывает и затвердевает, образуя корку. Лава внутри все еще расплавлена и продолжает течь. После того, как лава вытекает, она оставляет пустой туннель, называемый лавовой трубкой. Считается, что эти процессы формирования очень похожи на Земле и Луне.
Данные, использованные в последнем исследовании, были собраны LRO в 2010 году, но только недавно проанализированы с использованием современных методов обработки сигналов. Радар (электромагнитные волны с длиной волны 12,6 см), выпущенный под острым углом к этим лунным ямам, частично освещал затененные подземные области, чтобы генерировать измеримые эхо-сигналы радара.
Время и амплитуда отраженных сигналов позволили исследователям сравнить их с симуляциями и составить картину подземного рельефа. Данные показывают, что самая большая яма «Mare Tranquillitatis» ведет к пещере длиной 80 метров и шириной 45 метров: площадь, эквивалентная примерно половине футбольного поля.
Вероятно, на поверхности Луны находятся сотни таких пещер. Широко распространено мнение, что около 4,5 миллиардов лет назад молодая Земля яростно столкнулась с протопланетой размером с Марс, разделив нашу молодую планету на систему Земли и Луны, которую мы имеем сегодня.
После этого мощного энергетического удара Луна могла расплавиться. Поэтому неудивительно, что на Луне есть пещеры, которые, по-видимому, имеют вулканическое происхождение и поразительно похожи на вулканические пещеры на Земле. Однако нам не нужно беспокоиться об астронавтах, столкнувшихся с опасностями извержения вулкана; вулканическая активность на Луне полностью прекратилась около 50 миллионов лет назад.
Дом вдали от дома?
На Земле мы живем в необычайно благоприятной среде, которая защищает нас от угроз из космоса. Например, Юпитер, самая большая планета в нашей солнечной системе, имеет хорошее расположение, чтобы гравитационно оттягивать астероиды от Земли. Это сводит к минимуму частоту катастрофических столкновений астероидов с нашей планетой — например, то, которое положило конец динозаврам.
Менее очевидная угроза жизни на Земле — ионизирующее излучение. Вся Солнечная система постоянно купается в супе заряженных частиц, называемых галактическими космическими лучами, которые разгоняются до огромных скоростей далекими взрывами сверхновых, отправляя их на курс столкновения с Землей.
Кроме того, периодические события, называемые выбросами корональной массы из нашего Солнца, выбрасывают в нашу сторону высокоэнергетические частицы в гораздо большем количестве, но с меньшей частотой.
Магнитное поле Земли в значительной степени защищает нас от этого излучения, направляя заряженные частицы к северному и южному полюсам. Это является источником северного и южного сияния, которые освещают ночное небо в высоких широтах. Плотная атмосфера Земли также защищает нас, но мы все равно получаем некоторое облучение: обратный трансатлантический перелет, когда мы находимся выше в атмосфере, дает путешественнику дозу радиации, эквивалентную пяти рентгеновским сканированиям.
Теперь подумайте о нашей Луне, которая не обладает ни атмосферой, ни заметным магнитным полем. Лунная поверхность не является «морем спокойствия» (название места первой высадки человека на Луну в 1969 году), она постоянно подвергается бомбардировке высокоэнергетическим излучением.
Это создает серьезную проблему для заселения лунной базы людьми. Астронавты, прыгающие по лунной поверхности, поглотят примерно в 10 раз больше радиации, чем во время трансатлантического перелета, и примерно в 200 раз больше, чем мы получаем на поверхности Земли.
Хотя наши тела могут справиться с относительно безвредными низкими уровнями фоновой радиации, которые мы испытываем на Земле, воздействие высоких уровней ионизирующей радиации может иметь серьезные последствия для здоровья. Когда ионизирующая радиация взаимодействует с телом, она может ионизировать атомы, содержащиеся в клетках, лишая их электронов. Это повреждение иногда может помешать ДНК правильно реплицироваться, а в крайних случаях может привести к гибели клетки.
По этим причинам любая лунная база должна обеспечивать адекватную радиационную защиту для защиты своих жителей. Однако радиационную защиту лучше всего обеспечивает плотный материал, который дорого транспортировать на Луну с Земли.
Поэтому естественно защищенные области, такие как недавно обнаруженные пещеры, рассматриваются как возможные места для обитания человека на Луне. Эти пещеры предоставят своим жителям колоссальные 130–170 метров сплошной каменной защиты — достаточно, чтобы остановить даже самую мощную радиацию.
Информация от: The Conversation
