Пещеры и лавовые туннели на Луне имеют решающее значение для исследования Луны. Они предлагают естественные убежища от суровой лунной среды, защищая от космического излучения, ударов микрометеоритов и экстремальных колебаний температуры. Эти подземные структуры могут служить потенциальными местами для временных или даже постоянных лунных баз, обеспечивая стабильную и безопасную среду обитания для астронавтов.

На Луне обнаружено более 200 ям, некоторые из которых, вероятно, связаны с лежащими под ними лавовыми трубками. Однако было неясно, обеспечивают ли такие ямы доступ к большим пещерам; до настоящего времени. Новое исследование пришло к выводу, что область под названием Mare Tranquillitatis содержит подземный пещерный канал, который потенциально может быть использован в качестве базы.

Лавовые трубы на Луне

На протяжении десятилетий учёные размышляли о наличии подземных структур под её поверхностью. Мы знаем, что в прошлом на Луне было много вулканов. На самом деле темные пятна на Луне (называемые лунными морями) — это темные базальтовые равнины, образовавшиеся в результате древних извержений, а там, где происходят извержения вулканов, также могут быть лавовые трубы.

Лавовая трубка — это тип пещеры, образующейся, когда поверхность текущего потока лавы охлаждается и затвердевает, в то время как расплавленная лава внизу продолжает течь, в конечном итоге стекая и оставляя полый туннель. По сути, это пещера, но большинство пещер созданы в результате водной эрозии, тогда как пещеры этого типа созданы в результате вулканической активности. Лавовые трубы существуют на Земле, и исследователи почти уверены, что они существуют и на Луне.

Здесь на помощь приходят лунные ямы. Лунные ямы — это впадины или дыры на поверхности Луны. Они часто образуются в результате обрушения поверхностного материала в нижележащие пустоты, такие как лавовые трубки или магматические камеры. Mare Tranquillitatis (Море Спокойствия — одна из таких ям; здесь же произошла высадка на Луну Аполлона-11.

Радар и Луна

Леонардо Каррер, Лоренцо Бруззоне и коллеги из Италии и НАСА проанализировали радиолокационные данные с Лунного разведывательного орбитального аппарата (LRO). У LRO есть радиолокационный прибор под названием Mini-RF. Его радиолокационные волны достигают поверхности Луны, а затем отражаются обратно. Затем исследователи анализируют этот отскок и пытаются сделать вывод не только о том, что находится над поверхностью, но и о том, что находится под ней.

В этом случае радиолокационные отражения, исходящие от Моря Спокойствия, указывали на аномальное увеличение мощности радиолокационного эха за пределами ямы, что указывает на наличие подземного канала.

Чтобы подтвердить эту гипотезу, исследователи провели серию 3D-радарного моделирования. В ходе моделирования сравнивались наблюдаемые радиолокационные данные с различными геометрическими моделями МТП и особенностями ее недр. Наиболее подходящие модели показали, что аномальные отражения соответствуют подземному каналу пещеры.

По оценкам ученых, трубопровод лежит на глубине 130–170 метров, имеет длину 30–80 метров и ширину около 45 метров. Пещера также потенциально плоская, но может иметь наклон до 45 градусов. Но, самое главное, пещера, скорее всего, доступна.

Это открытие имеет важное значение для будущих исследований Луны. Такие подземные структуры являются идеальными кандидатами на роль лунных баз. Кроме того, исследование этих каналов может дать ценную информацию о геологической истории Луны и вулканической активности.

Однако, когда дело касается лунных пещер, все еще существует большая неопределенность. Чтобы полностью понять масштабы и морфологию этих каналов, необходимы дополнительные данные.

Роботизированные миссии, оснащенные передовыми радарами и технологиями визуализации, смогут исследовать эти каналы, составить карту их протяженности и оценить их пригодность для проживания людей.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy. https://doi.org/10.1038/s41550-024-02302-y