Was lauert in den unterirdischen Lavaröhren des Mondes? Eingänge oder "Oberlichter" zu Lavaröhren könnten zukünftigen Forschern den Zugang zu unterirdischem Eis ermöglichen.
(Bild: © Pascal Lee / Mars-Institut / SETI-Institut)
Menschen zurück zum Mond bringen - "diesmal zu bleiben"- wird die Ausbeutung von Mondressourcen erfordern, sagen NASA-Beamte und Explorationsvertreter.
Die wichtigste Ressource ist zumindest kurzfristig Wassereis, die auf den Böden von permanent beschatteten Polarkratern reichlich vorhanden ist. Das in diesen "Kältefallen" gefundene Eis gilt als stabil und zugänglich.
Es kann aber auch andere Stellen geben der Mond das könnte eine Mutter von wissenschaftlichen Daten liefern - sowie die Ressourcen, die benötigt werden, um die menschliche Besetzung des himmlischen Nachbarn der Erde aufrechtzuerhalten.
Das ist die Box
Forscher haben "Gruben" auf dem Mond identifiziert, bei denen es sich wahrscheinlich um "Oberlichter" aus Lavaröhren handelt - geologische Türen zu unterirdischen Tunneln, die einst mit Lava gefüllt waren.
Wenn sie tatsächlich Zugang zu bieten LavaröhrenOberlichter könnten die Erforschung des menschlichen Mondes verändern, sagte der Chefwissenschaftler der NASA, Jim Green. Lavaröhren sind vor der rauen Umgebung der Mondoberfläche geschützt, die von Strahlung bombardiert wird und extremen Temperaturen ausgesetzt ist. Ein Mondtag dauert ungefähr 29 Erdentage, was bedeutet, dass Oberflächenstandorte ungefähr zwei Wochen lang Tageslicht aushalten, gefolgt von zwei Wochen Dunkelheit.
Verbindungsstraßen?
"Es gibt eine Reihe von Dingen auf dem Mond, die Überraschungen bereiten werden", sagte Green.
"Wir müssen da rein", fügte er hinzu und bezog sich auf Mondoberlichter. "Wir müssen das überprüfen. Vielleicht ist viel Wasser in diesen Oberlichtern? Wir wissen es nicht. Wir finden sie überall auf dem Mond."
Ein Lavaröhrennetz würde geschützte Korridore vorschlagen, die frei von Temperaturschwankungen, Bombenangriffen und bedrohlichen Meteoroiden sind. Sie könnten auch eine viel größere Lebensraumfähigkeit für zukünftige Mondforscher bieten.
"Wir könnten tatsächlich Verbindungsstraßen in ihnen bauen", sagte Green gegenüber Space.com. "Es könnte eine ganz neue Welt für uns sein. Das ist ein weiterer absoluter Spielveränderer."
Weitere Daten benötigt
Wir haben noch nicht genug Informationen, um festzustellen, ob Oberlichter auf dem Mond eine miteinander verbundene unterirdische Straße darstellen, sagte Pascal Lee, ein Planetenwissenschaftler am SETI-Institut (Search for Extraterrestrial Intelligence). Er ist außerdem Vorsitzender des Mars Institute und Direktor des NASA Haughton Mars-Projekts am Ames Research Center der NASA in Mountain View, Kalifornien.
"Für den Anfang sind nicht alle Gruben auf dem Mond notwendigerweise Oberlichter aus Lavaröhren", sagte Lee gegenüber Space.com. Er sagte, dass einige mit isolierten unterirdischen Hohlräumen verbunden sein könnten.
"Zweitens sollte nicht erwartet werden, dass nicht alle Lavaröhren in einer bestimmten Region miteinander verbunden sind", fügte er hinzu. "In der Tat könnten sich einige zu unterschiedlichen Zeiten gebildet haben und auf unterschiedlichen Ebenen oder Tiefen unter der Erde verlaufen."
Labyrinth der Korridore?
Lee sagte auch, dass einige Lavaröhren auf der Erde glatte Wände und Böden haben, die meisten jedoch sehr raue Oberflächen und Trümmerhaufen auf ihren Böden.
"Wir wissen nicht, wie rau Lava-Röhren auf dem Mond sein könnten, aber der Begriff unterirdische Straße scheint optimistisch", sagte Lee. "Meiner Ansicht nach ist es jedenfalls nicht so, dass Gruben auf dem Mond zu einem Labyrinth unterirdischer Korridore führen würden, das sie am interessantesten macht - obwohl das faszinierend ist -, sondern die Tatsache, dass sie Zugang zu einer Umgebung bieten, die sich radikal von der unterscheidet Oberfläche, welche Form auch immer diese unterirdische Umgebung haben mag. "
Schließlich würde jeder unterirdische Hohlraum auf dem Mond eine Abschirmung bieten - vor Temperaturschwankungen, Weltraumstrahlung, mikrometeoritisches Bombardement und Sandstrahlen von Raketentriebwerken von landenden oder abfliegenden Raumfahrzeugen.
Wassernutzung
Am faszinierendsten für Lee sind Kandidatengruben, die kürzlich im Philolaus-Krater nahe dem Nordpol des Mondes identifiziert wurden.
"Es könnte sich um Oberlichter handeln, die mit einem Netzwerk von Lavaröhren verbunden sind, die nicht in vulkanischen Lavaströmen gebildet werden, sondern in einer Aufprallschmelze, dem temporären Pool geschmolzenen Gesteins, der sich nach dem großen Aufprall, der den Krater verursachte, im Philolaus-Krater angesammelt hat", sagte er.
Interessanterweise, sagte Lee, befinden sich die Kandidatengruben in Philolaus auf einem so hohen Breitengrad, dass Sonnenlicht niemals in die darunter liegenden Höhlen gelangen würde.
"Diese wären in ständiger Dunkelheit und so kalt, dass Eis in ihnen eingeschlossen werden könnte, ähnlich wie in den permanent beschatteten Regionen an den eigentlichen Polen des Mondes", sagte Lee.
Die Erkundung von Gruben mit hohen Breitengraden auf dem Mond bietet daher möglicherweise eine zusätzliche Gelegenheit dazu Wasser ernten über unseren Mondnachbarn, sagte Lee.
Wichtige Daten
Inzwischen haben Forscher begonnen, die Lebensfähigkeit unterirdischer Mondlebensräume zu bewerten.
Anahita Modiriasari, eine Postdoktorandin an der Lyles School of Civil Engineering der Purdue University, und ihre Kollegen haben Mondbilder untersucht, die in ein 3D-Modell rekonstruiert wurden, um Lavaröhren als potenzieller Lebensraum für Menschen auf dem Mond. Dies ist eine Aufgabe, die ein Rover oder eine Drohne möglicherweise auf der Mondoberfläche ausführen könnte.
Die Arbeit ist Teil von Purdues Resilient ExtraTerrestrial Habitats (RETH), einem Projekt, das den Wert zukünftiger menschlicher Lebensräume auf dem Mond oder dem Mars untersucht.
"All diese gesammelten Daten sind von entscheidender Bedeutung", sagte Modiriasari. "Wir verwenden es, um ein fortschrittliches Modell für die Größe, Festigkeit und strukturelle Stabilität der Lavaröhre zu erstellen", sagte sie. Was passiert zum Beispiel während seismischer Aktivitäten? Was würde passieren, wenn ein Meteorit zuschlägt?
Micro-Roving
In einer anderen Entwicklung hat das NASA-Programm für innovative fortgeschrittene Konzepte (NIAC) kürzlich einen Phase-3-Auftrag an Forscher vergeben, die Robotertechnologien entwickeln, um die Erforschung von Mondgruben zu ermöglichen.
Die Konzeptmission "Skylight" wird von William Whittaker von der Carnegie Mellon University geleitet. Der NIAC-Preis wird Whittaker und seinem Team dabei helfen, Wege zu finden, um eine Mondgrube zu erkunden und zu modellieren. Dies erfordert ein schnelles, autonomes Mikro-Roving, das in einer einzigen Mondlichtperiode eine signifikante Exploration ermöglicht.
Laut Whittaker wird der Abstieg und die Erkundung des Monduntergrunds kommen, aber "grubenspezifische" Fragen müssen zuerst von der Oberfläche aus beantwortet werden: Wie schiffbar sind die Felgen? Gibt es Höhlen? Gibt es Abseilwege? Was ist die Morphologie?
Insbesondere würde eine Mission dieser Art das erste hochauflösende 3D-Modell in wissenschaftlicher Qualität einer riesigen Planetengrube erstellen und abwärts verknüpfen, sagte Whittaker.
"Diese [Skylight] -Initiative reift und wandelt diese Technologie um. Die technologischen Innovationen sind Explorationsautonomie, In-situ-3D-Modellierung, schnelles, weit entferntes Mikro-Roving und die aggregierten Mittel, um die Mission in einer Woche zu erreichen", sagte Whittaker.
Die unbeantworteten Fragen der Erforschung von Lavaröhren sind nicht nur technologischer Natur. Wie bei allen Aspekten der Nutzung und Besiedlung von Mondressourcen drohen auch große Fortschritte raumrechtliche Fragen.
"Potenziell spannende Forschungsgebiete können nicht durch Souveränität, Nutzung oder Besetzung oder auf andere Weise beansprucht werden", sagte Joanne Gabrynowicz, emeritierte Professorin für Weltraumrecht an der Universität von Mississippi und Chefredakteurin im Journal of Weltraumgesetz.
"Dinge wie das Graben von Korridoren und das Bauen von Straßen könnten leicht als Anspruch auf Nutzung oder auf andere Weise interpretiert werden. Dies ist durch den Weltraumvertrag verboten", sagte Gabrynowicz. "Die USA und alle Raumfahrtnationen sind Vertragsparteien. Ein Standort mit hohem wissenschaftlichen Wert erfordert ein internationales Abkommen über seine Nutzung und wer darauf zugreifen kann."
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Leonard David ist Autor des kürzlich erschienenen Buches "Moon Rush: Das neue Weltraumrennen", das im Mai 2019 von National Geographic veröffentlicht wurde. Ein langjähriger Autor für Space.comDavid berichtet seit mehr als fünf Jahrzehnten über die Raumfahrtindustrie. Folge uns auf Twitter @Spacedotcom oder Facebook.
