En grotta upptäckt på månen öppnar nya möjligheter för bosättning av människor.

27 juli 2024

Den här artikeln har granskats enligt Science X:s redaktionell process och riktlinjer. Redaktörerna har lyft fram följande egenskaper och samtidigt säkerställt trovärdigheten i innehållet:

• faktagranskad
• fackgranskad publikation
• pålitlig källa
• skriven av forskare
• korrekturläst

av Christopher Pattison, The Conversation

Nästan 55 år efter Apollo 11-uppdragets start - det första uppdraget att landa människor på månen - har forskare hittat bevis för ett stort grottsystem nära landningsplatsen för dessa astronauter.

Genom att använda radarbilder tagna av Nasas Lunar Reconnaissance Orbiter rymdfarkost år 2010 har forskare kunnat fastställa att stora gropar, som finns på bilder av månen, faktiskt kan vara 'skylights' till stora grottor och tunnlar som ligger under månens yta.

Dessa kan vara otroligt värdefulla för framtida astronauter som hoppas bosätta sig på månen, och fungera som ett bekvämt skydd för en månbas.

Grottan är tillgänglig genom en grop i den välstuderade Mare Tranquillitatis (Fredens hav). Detta är en stor bassäng som främst består av basalt. Neil Armstrong och Buzz Aldrin landade i den regionen den 20 juli 1969.

Även om Mare Tranquillitatis inte troligtvis kommer vara den första platsen människor försöker bosätta sig på månen, så gör existensen av en grotta det mycket troligt att det finns andra, och forskare förväntar sig nu att det finns andra platser bättre lämpade för mänsklig bosättning.

Mare Tranquillitatis är inte forskarnas första val för en mänsklig bas eftersom det saknar en av de andra viktiga ingredienserna som behövs för överlevnad. Det finns ingen is vid månens ekvator och därför ingen enkel tillgång till vatten för astronauter att dricka, tillverka syre från och dela för raketbränsle. Detta gör ekvatorn lämplig för landning och besök, men dåligt lämpad för att sätta upp läger.

Is tros finnas vid de månens poler, tack vare skugga som skyddar den från solens hårda strålar. Så polerna är vårt första val för att börja bosätta sig på månen eftersom det minskar mängden vatten vi måste ta med oss.

Öppningen som studeras här kallas helt enkelt för Mare Tranquillitatis-gropen, och det är en av cirka 200 kända öppningar på månens yta. Den observerades först år 2010 och misstänktes vara en grop som ledde till ett grottsystem, men vi hade inget sätt att bekräfta detta förrän nu.

I en artikel publicerad i Nature Astronomy rapporterar Leonardo Carrer från University of Trento, Italien, och kollegor bevis för att denna grop faktiskt leder till en grotta under ytan, och möjligen till ett större system med tunnlar och gångar. Mare Tranquillitatis-gropen är cirka 100 meter bred och har branta väggar som sträcker sig ner mellan 130 och 170 meter, vilket gör den till den djupaste kända mångropen.

Genom att omvärdera radardata och använda datorsimuleringar för att återskapa groparna lyckades forskarna fastställa att en del av radarn som reflekterades tillbaka till satelliten kom från en underjordisk grottkondukt som är minst tiotal meter lång. Detta tyder på att Mare Tranquillitatis-gropen leder till en tillgänglig grotta under månens yta.

Denna upptäckt är otroligt spännande, inte minst för att det är en mycket lovande potentiell plats för framtida månskydd och baser. Förutom att erbjuda naturligt skydd mot skadliga kosmiska strålar, ger ett grottsystem också en stabil temperatur.

Månytans temperatur varierar enormt under en veckas tid på grund av avsaknaden av atmosfär som behåller värmen. Under den månbelysta dagen kan temperaturen skjuta upp till 121°C i solljus, för att sedan sjunka till -133°C efter mörkrets infall. Skuggan av ett underjordiskt grottsystem förväntas reglera temperaturen för att vara mycket mer konsekvent, vilket gör det mycket lättare att bygga ett skydd inom dem.

Likaså kolliderar små asteroider ofta med månen på grund av dess bristande atmosfäriska skydd. Att vara i ett skydd som är tillräckligt robust för att överleva en kollision är viktigt. En grotta ger den perfekta lösningen på detta.

Även om att ha en grotta att söka skydd i kan minska mängden material vi behöver ta med till månen för att börja bosätta oss där och ha en långsiktig mänsklig närvaro, finns det fortfarande vissa hinder att övervinna.

Till exempel är väggarna på gropen en lodrätt droppe och är över 100 meter höga, vilket innebär att framtida utforskare kommer behöva hitta ett säkert sätt att ta sig ned i grottorna och stiga upp när de utforskar ytan.

Detta kan ta formen av stegar, eller mer komplicerade system liknande jetpacks. Lyckligtvis innebär den lägre mångravitationen att detta problem är mindre allvarligt än det skulle vara på jorden. Grottornas strukturella integritet kommer också behöva utvärderas innan vi flyttar in.

Studien visade också att det underjordiska systemet kan vara mellan 30 till 80 meter (98 till 262 fot) långt och cirka 45 meter (148 fot) brett. Detta skulle göra det tillräckligt stort för flera 'månhus'. Golvet verkar också vara tillräckligt platt att bygga på utan något större arbete eller förberedelse. Den mest troliga orsaken till månhålor är att de är gamla lavatunnlar. Dessa är tunnlar som bildades när månen fortfarande var vulkaniskt aktiv miljoner år sedan. 

Flytande lava kan utveckla en kontinuerlig och hård skorpa, vilket bildar ett tak ovanför den fortfarande flytande lavaströmmen. Ett hålrum uppstår sedan när lavan slutar att flöda. Ännu bättre än grottan i Mare Tranquillitatis, skulle vara upptäckten av andra sådana strukturer nära någon av månens poler. Astronauter skulle då ha det bästa av allt - ett skydd mot de hårda förhållandena på månen och tillgång till vattenisen som finns i skuggade kratrar vid månens poler. Detta skulle vara en utmärkt chans att minska kostnaden och svårigheten att bosätta sig på månen under en längre tid. Det faktum att vi kan upptäcka dem från rymden gör det också möjligt för oss att planera uppdrag för att använda dessa naturliga skydd.