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中国或美国宇航员会住在月球洞穴里吗

2024-07-19科学

编者按 :本文 7 18 日发表于 SCIENCE 网站,作者为 Rafael Clemente 。编译者曹智,内容谨供参考。

在距离「阿波罗 11 号」着陆点约250英里处发现一个巨大的熔岩管道(熔岩流内部自然形成的管道),这为在不久的将来利用这些地质特征建造月球基地提供了可能性。

意大利特伦托大学的天文学家团队刚刚发表了对月球洞穴的详细分析。具体来说,他们利用雷达对可能延伸至地下100米的洞穴入口和初段部分进行了研究。其实,从严格意义上来讲,月球洞穴并非全新发现。早在半个世纪前,美国宇航局聘请的行星科学家 Verne Oberbeck 就从理论上论证了月球洞穴存在的可能性。2009年,根据日本探测器Kaguya发回的图像,人类发现了首个月球洞穴。此后,其他卫星,尤其是月球勘测轨道器(LRO)也不断发现新的月球洞穴。如今,已知的月球洞穴已超过200个。

目前正在研究的洞穴直径为45米,长度可达80米。当太阳垂直照射时,可以观测到150米以下的洞底,洞底表面铺满了岩石。这一地形特征位于静海(月球表面的一块大面积盆地),距离阿波罗11号着陆点约250英里。它的形成归因于熔岩管道的坍塌,熔岩管道是熔化物质流的残留结构,发生在非常遥远的时期,当时巨大的月球平原还很年轻(活跃)。在我们星球的火山地区也有同样的地质构造。

LRO拍摄到的位于静海的洞穴宽约100米

位于静海的这个洞穴的墙壁刀砍斧凿般陡立。如果要将工程车辆置于洞穴底部,则需要使用起重机之类设备。另一方面,部分洞穴的斜坡坡度约为45度——即便对于轮式车辆来说太陡了。对此,我们似乎还有其他选择:研究一种有腿的跳跃机器人,它可以很好地探索这些洞穴。

20世纪60年代,月球勘测轨道器(LRO)曾为首批登月航天员提供了数百张图像,帮助其选择最安全的登陆地点。登月结束后,这些图像被束之高阁,直到一名分析师发现它们。这些图像不仅有卷轴,还有一台可以读取这些图像的旧机器。在这些照片经过现代图像处理系统加工后,其质量令技术人员惊叹不已。

但此次的发现并非完全来源于故纸堆。研究人员通过雷达探测发现,静海洞穴入口附近的雷达回波亮度较此前略有增加,这意味着,洞穴可能延伸至更远的地方——至50到80米深。如果确实如此,那么这将是一个与奥运会游泳池大小相当的洞穴(伦敦奥运会游泳池容积为3,750立方米),那么,这就是一个为未来宇航员建立庇护所的好地方。在那个深度,设施将免受陨石撞击,宇宙射线的轰击也会被大大削弱。此外,就像在陆地洞穴中一样,洞穴内的矿物质将有助于减缓昼夜温差。

洞穴研究者指出,洞穴的可达性和熔岩管道的坡度为建立月球基地带来了希望,这种洞穴在月球平原之下可能很常见。他们还指出,对于完成月球任务来说,洞穴可能至关重要,因为月球表面的环境极其恶劣,温度常年在127摄氏度到负173摄氏度之间,宇宙辐射和太阳辐射也很强。因此,这些洞穴对于那些将用于月球探索的基础设施的安全来说,至关重要。NASA已经考虑过在洞穴内用月球风化层(月球风化层具有较低的密度和较高的孔隙率,还具有较高的绝热性,理论上可作为轻质建筑材料)建立基地的可能性。中国最初也暗示可能会采用这种方法,但到目前为止尚未公布具体计划。

大约六个月前,CNSA泄露了一段内部视频,视频透露了中国月球殖民计划的一些细节。其中包括:利用岩浆管道建造地下居住舱、可充气结构(由机器人用绝缘材料衬砌),以及在月球周围建造一个轨道站,用于控制机器人实施探索以及完成资源搜寻任务。

视频还展示了通过从月球轨道发射导弹在月球表面钻隧道的可能性。这个假设听起来更像是科幻小说而不是现实,但我们谈论的是一项长期计划,中国可能会与俄罗斯合作发射和建造未来的国际月球科考站。