Setiap tahun sejak tahun 1970, ahli astronomi, ahli geologi, ahli geofizik, dan sejumlah pakar lain telah berkumpul untuk berpartisipasi dalam Persidangan Sains Lunar dan Planet (LPCS). Ditaja bersama oleh Lunar and Planetary Institute (LPI) dan NASA's Johnson Space Center (JSC), acara tahunan ini adalah peluang bagi para saintis dari seluruh dunia untuk berkongsi dan menyampaikan penyelidikan planet terbaru mengenai satu-satunya bulan di Bumi.
Tahun ini, salah satu penarik perhatian terbesar adalah penemuan yang disampaikan pada hari Selasa, 17 Mac oleh sekumpulan pelajar dari Universiti Purdue. Diketuai oleh seorang pelajar siswazah dari Jabatan Bumi, Sains Atmosfera dan Planet, kajian yang mereka kongsi menunjukkan bahawa mungkin terdapat tiub lava stabil di bulan, yang cukup besar untuk menempatkan seluruh bandar.
Selain menjadi sasaran kajian geologi dan geofisika di masa depan, keberadaan tabung ini juga dapat memberi keuntungan bagi penerokaan ruang angkasa manusia masa depan. Pada asasnya, mereka berpendapat, terowong bawah tanah yang besar dan stabil dapat menyediakan rumah bagi penempatan manusia, melindungi mereka dari sinaran kosmik berbahaya dan suhu yang melampau.
Tiub lava adalah saluran semula jadi yang terbentuk oleh lava yang mengalir yang bergerak di bawah permukaan akibat letusan gunung berapi. Semasa lava bergerak, tepi luarnya menyejuk, membentuk kerak seperti saluran yang keras dan tertinggal setelah aliran lava berhenti. Untuk beberapa waktu, para saintis Lunar telah membuat spekulasi tentang apakah aliran lava terjadi di Bulan atau tidak, seperti yang dibuktikan dengan adanya lereng berliku di permukaan.
Rill sinuous adalah kemurungan sempit di permukaan bulan yang menyerupai saluran, dan memiliki jalan melengkung yang berliku melintasi lanskap seperti lembah sungai. Pada masa ini dipercayai bahawa rill ini adalah sisa-sisa tiub lava yang runtuh atau aliran lava yang telah pupus, yang disokong oleh fakta bahawa mereka biasanya bermula di lokasi gunung berapi yang sudah pupus.
Mereka yang telah diamati di Bulan pada masa lalu berukuran hingga 10 kilometer lebar dan beratus-ratus kilometer panjangnya. Pada ukuran itu, keberadaan tiub yang stabil - iaitu tiub yang tidak runtuh untuk membentuk landasan berliku - akan cukup besar untuk menampung sebuah kota besar.
Demi kajian mereka, pasukan Purdue meneroka sama ada tiub lava dengan skala yang sama boleh wujud di bawah tanah. Apa yang mereka dapati adalah bahawa kestabilan tiub lava bergantung pada sejumlah pemboleh ubah - termasuk lebar, ketebalan atap dan keadaan tekanan dari lava yang disejukkan. dia penyelidik juga memodelkan tiub lava dengan dinding yang dibuat oleh lava yang diletakkan di satu lapisan tebal dan dengan lava diletakkan di banyak lapisan nipis.
David Blair, seorang pelajar siswazah di Jabatan Bumi, Sains Atmosfera dan Planet Purdue, mengetuai kajian yang meneliti sama ada tiub lava kosong selebar lebih dari 1 kilometer dapat tetap stabil secara struktur di bulan.
"Karya kami agak unik kerana kami telah menggabungkan bakat orang dari pelbagai Departemen di Purdue," kata Blair kepada Space Magazine melalui e-mel. "Dengan bimbingan Prof Bobet (seorang profesor kejuruteraan awam) kami dapat memasukkan pemahaman moden mengenai mekanik batuan ke dalam model komputer kami mengenai tabung lava untuk melihat bagaimana mereka benar-benar gagal dan mengalami keruntuhan bulan."
Demi penyelidikan mereka, pasukan membina sejumlah model tiub lava dengan ukuran yang berbeza dan dengan ketebalan bumbung yang berbeza untuk menguji kestabilan. Ini terdiri daripada mereka memeriksa setiap model untuk melihat apakah ia meramalkan kegagalan di mana-mana di bumbung tiub lava.
"Apa yang kami dapati sangat mengejutkan," lanjut Blair, "kerana tiub lava yang jauh lebih besar secara teorinya mungkin daripada yang difikirkan sebelumnya. Walaupun dengan bumbung setebal hanya beberapa meter, tiub lava selebar satu kilometer mungkin dapat berdiri tegak. Walau bagaimanapun, sebab mengapa agak mengejutkan. Karya terakhir yang dapat kita temui dalam subjek ini adalah dariApollo era, dan menggunakan pendekatan bentuk tiub lava yang jauh lebih sederhana - balok rata untuk bumbung.
Studi yang dia sebutkan, "Tentang asal-usul rill sinuous lunar", diterbitkan pada tahun 1969 dalam jurnal Geologi Moden. Di dalamnya, profesor Greeley, Oberbeck dan قائدe mengemukakan hujah bahawa pembentukan lereng berliku-liku terkait dengan keruntuhan tiub aliran lava, dan yang stabil mungkin masih ada. Mengira bumbung rasuk rata, hasil kerja mereka mendapati ukuran tiub lava maksimum maksimum di bawah 400 m.
"Model kami menggunakan geometri yang lebih mirip dengan yang dilihat pada tabung lava di Bumi," kata Blair, "semacam bentuk elips setengah dengan atap melengkung. Fakta bahawa atap melengkung membiarkan tiub lava yang lebih besar tetap berdiri masuk akal: manusia telah tahu sejak zaman kuno bahawa bumbung melengkung memungkinkan terowong atau jambatan tetap berdiri dengan jarak yang lebih luas. "
Kajian Purdue juga berdasarkan kajian terdahulu yang dilakukan oleh JAXA dan NASA di mana gambar "cahaya langit" di Bulan - iaitu lubang di permukaan bulan - mengesahkan adanya gua sekurang-kurangnya beberapa puluh meter. Data dari Laboratory Recovery And Interior Laboratory NASA (GRAIL) NASA - yang menunjukkan variasi besar dalam ketebalan kerak Bulan masih ditafsirkan, tetapi juga dapat menjadi indikasi besarnya permukaan bawah permukaan.
Hasilnya, Blair yakin bahawa karya mereka membuka penjelasan baru dan layak untuk pelbagai jenis pemerhatian yang telah dibuat sebelumnya. Sebelumnya, tidak dapat difahami bahawa gua besar dan stabil dapat wujud di Bulan. Tetapi berkat kajian teori pasukannya, sekarang diketahui bahawa dalam keadaan yang tepat, perkara itu tidak mungkin dilakukan.
Aspek lain yang menarik bahawa karya ini adalah implikasi yang ditawarkannya untuk penerokaan masa depan dan bahkan penjajahan di Bulan. Sudah tentu, isu perlindungan terhadap sinaran adalah besar. Memandangkan Bulan tidak memiliki atmosfer, maka penjajah dan operasi pertanian tidak akan mempunyai perlindungan semula jadi dari sinar kosmik.
"Tiub lava yang stabil secara geologi benar-benar akan memberi keuntungan kepada penerokaan ruang angkasa manusia," komentar Blair. "Gua seperti itu dapat menjadi tempat yang sangat ideal untuk membangun pangkalan bulan, dan umumnya untuk menyokong kehadiran manusia yang berkelanjutan di Bulan. Dengan pergi ke bawah permukaan bahkan beberapa meter, tiba-tiba anda mengurangkan banyak masalah dengan cuba mendiami permukaan bulan. "
Pada dasarnya, selain melindungi dari radiasi, dasar bawah permukaan akan menghindari masalah mikrometeorit dan perubahan suhu yang melampau yang sering terjadi pada permukaan bulan. Lebih-lebih lagi, tiub lava permukaan bawah tanah yang stabil juga dapat menjadikan tugas menekan pangkalan untuk tempat tinggal manusia lebih mudah.
"Orang-orang telah mempelajari dan membincangkan semua perkara ini sebelumnya," tambah Blair, "tetapi pekerjaan kami menunjukkan bahawa peluang seperti itu berpotensi ada - sekarang kita hanya perlu mencarinya. Manusia telah tinggal di gua sejak awal, dan mungkin juga masuk akal di Bulan! "
Selain Melosh, Blair dan Bobet, ahli pasukan termasuk Loic Chappaz dan Rohan Sood, pelajar siswazah di Sekolah Aeronautik dan Astronautik; Kathleen Howell, Profesor Kejuruteraan Aeronautika dan Astronautik Hsu Lo Purdue; Andy M. Freed, seorang profesor sains bumi, atmosfera dan planet; dan Colleen Milbury, rakan penyelidikan pasca doktoral di Jabatan Bumi, Sains Atmosfera dan Planet.
