Вулканические образования — важная цель для будущих исследований космоса человеком, поскольку они могут обеспечить убежище от космической радиации, ударов метеоритов и экстремальных температур.Лавовые трубы — это туннели, образованные потоком лавы извержений вулканов. Края лавы охлаждаются, когда она течет, образуя трубчатую корку вокруг текущей реки лавы. Когда извержение прекращается и поток лавы прекращается, стоки трубы оставляют после себя полый туннель, сказал Джей Мелош, выдающийся профессор наук о Земле, атмосфере и планетах Университета Пердью, принимавший участие в исследованиях.
«Было некоторое обсуждение того, могут ли лавовые трубки существовать на Луне», — сказал он. «Некоторые свидетельства, такие как извилистые борозды, наблюдаемые на поверхности, предполагают, что если лунные лавовые трубки существуют, они могут быть действительно большими».Извилистые бороздки — это большие каналы, видимые на лунной поверхности, которые, как считается, образованы потоками лавы. Извилистые борозды имеют размер до 10 километров в ширину, и команда Purdue исследовала, могут ли существовать лавовые трубки такого же масштаба.
Дэвид Блэр, аспирант Отделения Земли, атмосферы и планет Пердью, провел исследование, в котором изучали, могут ли пустые лавовые трубки шириной более 1 километра оставаться структурно стабильными на Луне.«Мы обнаружили, что если бы лунные лавовые трубы существовали с сильной изогнутой формой, как на Земле, они были бы стабильны на Луне в размерах до 5000 метров или нескольких миль в ширину», — сказал Блэр. «Это было бы невозможно на Земле, но гравитация на Луне намного ниже, и лунный камень не должен выдерживать такое же выветривание и эрозию. Теоретически огромные лавовые трубы — достаточно большие, чтобы легко разместить город — может быть структурно здоровым на Луне ".Блэр работал с Антонио Бобетом, профессором гражданского строительства Purdue, и применял известную информацию о лунных камнях и окружающей среде Луны в технологиях гражданского строительства, используемых для проектирования туннелей на Земле.
Команда обнаружила, что стабильность лавовой трубки зависит от ширины, толщины крыши и напряженного состояния остывшей лавы, и смоделировала ряд этих переменных. По словам Блэра, исследователи также смоделировали лавовые трубки со стенками, созданными из лавы, помещенной в один толстый слой, и из множества тонких слоев лавы.
По его словам, только в одном другом исследовании, опубликованном в 1969 году, была сделана попытка смоделировать лунные лавовые трубки.Помимо Мелоша, Блэра и Бобета, в состав команды входят Лоик Чаппаз и Рохан Суд, аспиранты Школы воздухоплавания и астронавтики; Кэтлин Хауэлл, профессор авиационной и астронавтической инженерии Purdue’s Hsu Lo; Энди М. Фрид, адъюнкт-профессор наук о Земле, атмосфере и планетах; и Коллин Милбери, научный сотрудник отдела исследований Земли, атмосферы и планет.