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中國或美國太空人會住在月球洞穴裏嗎

2024-07-19科學

編者按 :本文 7 18 日發表於 SCIENCE 網站,作者為 Rafael Clemente 。編譯者曹智,內容謹供參考。

在距離「阿波羅 11 號」著陸點約250英裏處發現一個巨大的熔巖管道(熔巖流內部自然形成的管道),這為在不久的將來利用這些地質特征建造月球基地提供了可能性。

意大利特倫托大學的天文學家團隊剛剛發表了對月球洞穴的詳細分析。具體來說,他們利用雷達對可能延伸至地下100米的洞穴入口和初段部份進行了研究。其實,從嚴格意義上來講,月球洞穴並非全新發現。早在半個世紀前,美國太空總署聘請的行星科學家 Verne Oberbeck 就從理論上論證了月球洞穴存在的可能性。2009年,根據日本探測器Kaguya發回的影像,人類發現了首個月球洞穴。此後,其他衛星,尤其是月球勘測軌域器(LRO)也不斷發現新的月球洞穴。如今,已知的月球洞穴已超過200個。

目前正在研究的洞穴直徑為45米,長度可達80米。當太陽垂直照射時,可以觀測到150米以下的洞底,洞底表面鋪滿了巖石。這一地形特征位於靜海(月球表面的一塊大面積盆地),距離阿波羅11號著陸點約250英裏。它的形成歸因於熔巖管道的坍塌,熔巖管道是熔化物質流的殘留結構,發生在非常遙遠的時期,當時巨大的月球平原還很年輕(活躍)。在我們星球的火山地區也有同樣的地質構造。

LRO拍攝到的位於靜海的洞穴寬約100米

位於靜海的這個洞穴的墻壁刀砍斧鑿般陡立。如果要將工程車輛置於洞穴底部,則需要使用起重機之類器材。另一方面,部份洞穴的斜坡坡度約為45度——即便對於輪式車輛來說太陡了。對此,我們似乎還有其他選擇:研究一種有腿的跳躍機器人,它可以很好地探索這些洞穴。

20世紀60年代,月球勘測軌域器(LRO)曾為首批登月航天員提供了數百張影像,幫助其選擇最安全的登陸地點。登月結束後,這些影像被束之高閣,直到一名分析師發現它們。這些影像不僅有卷軸,還有一台可以讀取這些影像的舊機器。在這些照片經過現代影像處理系統加工後,其質素令技術人員驚嘆不已。

但此次的發現並非完全來源於故紙堆。研究人員透過雷達探測發現,靜海洞穴入口附近的雷達回波亮度較此前略有增加,這意味著,洞穴可能延伸至更遠的地方——至50到80米深。如果確實如此,那麽這將是一個與奧運會遊泳池大小相當的洞穴(倫敦奧運會遊泳池容積為3,750立方米),那麽,這就是一個為未來太空人建立庇護所的好地方。在那個深度,設施將免受隕石撞擊,宇宙射線的轟擊也會被大大削弱。此外,就像在陸地洞穴中一樣,洞穴內的礦物質將有助於減緩晝夜溫差。

洞穴研究者指出,洞穴的可達性和熔巖管道的坡度為建立月球基地帶來了希望,這種洞穴在月球平原之下可能很常見。他們還指出,對於完成月球任務來說,洞穴可能至關重要,因為月球表面的環境極其惡劣,溫度常年在127攝氏度到負173攝氏度之間,宇宙輻射和太陽輻射也很強。因此,這些洞穴對於那些將用於月球探索的基礎設施的安全來說,至關重要。NASA已經考慮過在洞穴內用月球風化層(月球風化層具有較低的密度和較高的孔隙率,還具有較高的絕熱性,理論上可作為輕質建築材料)建立基地的可能性。中國最初也暗示可能會采用這種方法,但到目前為止尚未公布具體計劃。

大約六個月前,CNSA泄露了一段內部影片,影片透露了中國月球殖民計劃的一些細節。其中包括:利用巖漿管道建造地下居住艙、可充氣結構(由機器人用絕緣材料襯砌),以及在月球周圍建造一個軌域站,用於控制機器人實施探索以及完成資源搜尋任務。

影片還展示了透過從月球軌域發射導彈在月球表面鉆隧道的可能性。這個假設聽起來更像是科幻小說而不是現實,但我們談論的是一項長期計劃,中國可能會與俄羅斯合作發射和建造未來的國際月球科考站。