Возвращение людей на Луну — «на этот раз, чтобы остаться там» — потребует эксплуатации лунных ресурсов. Наиболее важным ресурсом, по крайней мере в краткосрочной перспективе, является водяной лед, который в изобилии встречается на дне постоянно затененных полярных кратеров. Лед, обнаруженный в этих «холодных ловушках», считается стабильным и доступным. 
 
Но на Луне могут быть и другие места, которые способны дать множество интересных научных данных, а также ресурсы, необходимые для поддержания существования колонии на небесном соседе Земли.

Вот это ямы



Исследователи нашли «ямы» на Луне, которые, вероятно, являются лавовыми трубками, а на поверхности они выглядят как световые люки — геологические дверные проемы в подземные туннели, которые когда-то были заполнены лавой.

Если световые люки действительно обеспечивают доступ к лавовым трубкам, то они могут изменить правила игры для исследования Луны человеком, сказал главный ученый НАСА Джим Грин. Лавовые трубки защищены от суровых условий на лунной поверхности, которая бомбардируется радиацией и испытывает экстремальные перепады температур. Одни лунные сутки длятся около 29 земных дней: это означает, что на поверхности две недели царит «полярный день», а потом столько же — «полярная ночь».

Лавовые трубки — отличные дороги?


Кандидаты в световые люки в кратере Филолая, обнаруженные на снимках Lunar Reconnaissance Orbiter.

«Есть много вещей на Луне, которые будут сюрпризами», — сказал Грин. «Нам нужно туда попасть», — добавил он, имея в виду «окна» на лунной поверхности. «Нам нужно их проверить. Может быть, там много воды? Мы не знаем. Мы находим их по всей Луне». 

Сеть лавовых трубок могла бы предложить защищенные коридоры, без резких перепадов температуры, с низким уровнем радиации и естественной защитой от метеоритов. Но это не все: «мы могли бы на самом деле построить соединительные дороги в них», — сказал Грин. «Это может быть целый новый мир для нас. Это еще одно изменение правил игры в нашу пользу». 

Нужно больше информации

«У нас пока недостаточно данных, чтобы точно установить, представляют ли собой лавовые трубки на Луне взаимосвязанные подземные дороги», — сказал Паскаль Ли, планетолог из Института SETI. «Для начала, не все ямы на Луне — это обязательно световые люки лавовых трубок». По его словам, некоторые из них могут быть связаны с изолированными подземными полостями.

«Во-вторых, не следует ожидать, что все лавовые трубки в каждом регионе будут взаимосвязаны», — добавил он. «На самом деле, они могли сформироваться в разное время и могут проходить на разных уровнях под землей».

Подземный лабиринт?


Фото лавовой трубки на Земле.

Ли также сказал, что в то время как некоторые лавовые трубки на Земле имеют гладкие стены, большинство из них имеют очень грубые поверхности и груды мусора на полу. 

«Мы не знаем, насколько грубыми могут быть лавовые трубки на Луне, но термин «подземная дорога» звучит оптимистично», — говорит Ли. «В любом случае, на мой взгляд, интересно не то, что ямы на Луне могут привести к лабиринту подземных коридоров, хотя это и увлекательно, а то, что они дают доступ к среде, которая радикально отличается от поверхности».

Хранилище водяного льда

Наиболее интригующими для Ли являются кандидаты в световые люки, недавно обнаруженные в кратере Филолая недалеко от северного полюса Луны. «Они могут быть «окнами в крыше», связанными с сетью лавовых трубок, образованных не в вулканических потоках лавы, а в ударном расплавленном пласте — временном скоплении расплавленной породы, образовавшейся внутри кратера Филолая после сильного удара, создавшего его», — сказал он.

Ли также добавил, что возможные световые люки внутри Филолая расположены на такой высокой широте, что солнечный свет никогда не попадает в лавовые трубки за ними. «Они будут находиться в вечной темноте и сильном холоде, так что лед может сохраняться там тысячелетиями, так же, как это происходит в постоянно затененных областях на полюсах Луны», — сказал он.

По словам Ли, изучение высокоширотных ям на Луне может дать дополнительную возможность получить источники воды на нашем спутнике.

Жизненно важные данные


Город Филадельфия внутри теоретической лунной лавовой трубки. Группа исследователей из Университета Пердью изучала, могут ли лавовые трубки шириной более 1 километра оставаться структурно устойчивыми на Луне.

Тем временем, исследователи начали оценивать жизнеспособность подземных лунных мест обитания. Анахита Модириасари, постдок Школы гражданского строительства Университета Пердью, и ее коллеги использовали лунные изображения, реконструировав их в 3D-модель, для оценки лавовых трубок как потенциальной среды обитания людей на Луне. Эту задачу более точно в будущем могут выполнять роверы.

Эта работа является частью проекта Resduient ExtraTerrestrial Habitats Purdue (RETH), который исследует возможные будущие места обитания человека на Луне и Марсе. «Все эти собранные данные имеют жизненно важное значение», — сказала Модириасари. «Мы используем их для создания усовершенствованной модели лавовых трубок с учетом их размеров, прочности и структурной устойчивости окружающих пород», — сказала она. «Например, что будет происходить во время сейсмической активности? Что будет, если упадет метеорит?» 

Будущие исследования лунных лавовых трубок

В рамках программы «Инновационные передовые концепции» (NIAC) НАСА недавно заключила контракт с исследователями, разрабатывающими робототехнические технологии для исследования лунных ям. 


3D-модель области рядом со световым люком.

Концептуальную миссию «Skylight» возглавляет Уильям Уиттакер из Университета Карнеги-Меллон. Премия NIAC поможет Уиттакеру и его команде разработать способы изучения и моделирования лунных лавовых трубок. Это потребует наличия быстрого и автономного микро-ровера, который сможет обеспечить значительную разведку в течение одного лунного дневного периода

По словам Уиттакера, спуск и исследование лунных недр — дело ближайшего будущего, но сначала нужно ответить на «специфические для ям» вопросы с поверхности: насколько удобны входы? Есть ли внутри пещеры? Есть ли маршруты с безопасным спуском? Как устроены лавовые трубки внутри? В частности, Уиттакер говорит, что миссия такого типа должна создать первую трехмерную модель одной из лавовых трубок с высоким разрешением и в 3D.

«Эта инициатива [Skylight] постоянно развивается и совершенствуется. Технологические инновации включают автономность разведки, трехмерное моделирование на месте, быстрые поездки ровера на дальние расстояния и другие усовершенствования для достижения недельной длительности миссии», — сказал Уиттакер.

Оставшиеся без ответа вопросы по исследованию лавовых трубок относятся не только к технологическим сложностям. Как и во всех аспектах использования и урегулирования лунных ресурсов, тут возникают вопросы, связанные с космическим правом. «Области на Луне не могут считаться оккупированными, если на них проводятся исследовательские работы», — сказала Джоан Габринович, почетный профессор космического права в Университете Миссисипи.

Но, по ее словам, «такие вещи, как рытье коридоров и строительство дорог, могут быть легко истолкованы как аннексия внеземной территории. Это запрещено Договором по космосу. США и все космические державы являются его участниками. Место с высокой научной ценностью потребует международного соглашения относительно его использования и того, кто может получить к нему доступ».