毎年1970年以来、天文学者、地質学者、地球物理学者、およびその他の専門家が集まり、月惑星科学会議（LPCS）に参加しています。 Lunar and Planetary Institute（LPI）とNASAのジョンソンスペースセンター（JSC）が共同で主催するこの毎年恒例のイベントは、世界中の科学者が地球の唯一の月に関する最新の惑星研究を共有して発表する機会です。
今年、最大の注目を集めたのは、3月17日火曜日にパーデュー大学の学生チームが発表した調査結果でした。大学の地球大気惑星科学科の大学院生が率いる彼らが共有した研究は、月全体に安定した溶岩洞窟があり、都市全体を収容できる大きさがあることを示しています。
これらのチューブの存在は、将来の地質学および地球物理学の研究対象となるだけでなく、将来の人間の宇宙探査にとっても恩恵となる可能性があります。基本的に、そのような大きくて安定した地下トンネルは人間の居住地を提供し、有害な宇宙放射線や極端な温度からそれらを保護することができると主張しました。
溶岩洞窟は、火山の噴火の結果として地表の下を移動する流れる溶岩によって形成される自然の導管です。溶岩が移動すると、溶岩の外縁が冷えて、固まったチャネル状のクラストが形成され、溶岩の流れが止まると残ります。月面の科学者たちは、表面に曲がりくねったリルが存在することで証明されるように、月に溶岩流が発生するかどうかについてしばらく推測してきました。
しなやかなリルとは、月面にある狭い窪みで、水路に似ており、川の谷のように曲がりくねった曲がりくねった道があります。現在、これらのリルは溶岩管の崩壊または絶滅した溶岩流の残骸であると考えられています。これは、通常、それらが絶滅した火山の場所で始まるという事実によって裏付けられています。
過去に月で観測されたものは、幅10キロ、長さ数百キロの大きさの範囲です。そのサイズでは、安定したチューブ、つまり曲がりくねったリールを形成するために崩壊していないチューブの存在は、主要都市を収容するのに十分な大きさになります。
彼らの研究のために、パーデューチームは、同じ規模の溶岩洞が地下に存在できるかどうかを調査しました。彼らが発見したのは、溶岩洞窟の安定性は、幅、屋根の厚さ、冷却された溶岩の応力状態など、多くの変数に依存するということです。彼はまた、溶岩によって作成された壁が1つの厚い層に配置され、溶岩が多くの薄い層に配置された溶岩チューブをモデル化しました。
パデュー大学地球大気惑星科学科の大学院生であるデビッドブレアは、幅1 kmを超える空の溶岩洞が月面で構造的に安定しているかどうかを調査する研究を主導しました。
「パーデューのさまざまな部門の人々の才能を組み合わせたという点で、私たちの仕事はいくぶんユニークです」とブレアはメールでSpace Magazineに語った。 「ボベット教授（土木工学の教授）の指導により、溶岩洞窟のコンピューターモデルに岩石力学の現代的な理解を取り入れて、月の重力下で実際に壊れたり壊れたりする可能性があることを確認できました。」
研究のために、チームは、安定性をテストするために、さまざまなサイズとさまざまな屋根の厚さを備えた溶岩洞窟のモデルをいくつか作成しました。これは、溶岩洞窟の屋根のどこかで故障が予測されるかどうかを確認するために各モデルをチェックすることで構成されていました。
「私たちが発見したのは驚くべきことでした」とブレア氏は続けます。「以前考えられていたよりもはるかに大きな溶岩洞が理論的に可能です。屋根の厚さが数メートルしかない場合でも、幅1 kmの溶岩洞窟は立ったままにできる場合があります。しかし、なぜかはそれほど驚くべきことではありません。この件に関して私たちが見つけた最後の作品はアポロ 時代、溶岩洞の形状のはるかに単純な近似を使用しました-屋根のフラットビーム。
彼が言及するこの研究は、「月のしなやかなリルの起源について」、1969年にジャーナルに掲載されました。 現代地質学。その中で、グリーリー、オーバーベック、クエイドの教授は、曲がりくねったリルの形成は溶岩流管の崩壊に結びついていて、安定したものはまだ存在しているかもしれないという議論を進めました。フラットビーム屋根を計算すると、彼らの研究により、溶岩洞の最大サイズは400 m弱になりました。
「私たちのモデルは、地球上の溶岩洞窟で見られるものに似たジオメトリを使用しています」とブレア氏は言います。「アーチ型の屋根を持つ、半楕円形の一種です。アーチ型の屋根が大きな溶岩管を立ったままにできるという事実は理にかなっています。古代から、アーチ型の屋根はトンネルや橋をより広いスパンで立ったままにできることを人間は知っています。」
Purdueの研究はまた、JAXAとNASAが実施した以前の研究に基づいており、月の「天窓」の画像、つまり月面の穴が、少なくとも数十メートルにわたって洞窟の存在を確認しました。 NASAの月面重力回復および内部研究所（GRAIL）のデータは、月の地殻の厚さに大きな変動があることを示していますが、まだ解釈されていませんが、地下の大きな窪みを示している可能性もあります。
その結果、ブレアは、彼らの研究が以前に行われた多くの異なるタイプの観察についての新しくて実行可能な説明を開くと確信しています。以前は、月面に大きくて安定した洞窟が存在することは想像もできませんでした。しかし、彼のチームの理論的研究のおかげで、現在、適切な条件下では、それが最も可能ではないことがわかっています。
この作品のもう1つのエキサイティングな側面は、将来の探査と月への植民地化さえも可能にするということです。すでに、放射線防護の問題は大きな問題です。月には大気がないので、植民者や農業活動は宇宙線からの自然な遮蔽を持ちません。
「地質学的に安定した溶岩洞は絶対に人間の宇宙探査に恩恵をもたらすでしょう」とブレアはコメントしました。 「そのような洞窟は、月面基地を構築するための、そして一般的に月面での持続的な人間の存在をサポートするための本当に理想的な場所である可能性があります。数メートルでも水面下に行くことで、月面に生息しようとすることによる問題の多くを突然軽減します。」
基本的に、表面下のベースは、放射線からの保護に加えて、月表面でよく見られる微小隕石と極端な温度変化の問題を回避します。さらに、安定した地下の溶岩洞は、人間の居住のための土台に圧力をかける作業も容易にします。
「人々は以前にこれらすべてのことを研究して話しました」とブレアは付け加えました、「しかし私たちの仕事はそのような機会が潜在的に存在する可能性があることを示しています。人間は最初から洞窟の中で暮らしており、月にも意味があるかもしれません！」
チームメンバーには、Melosh、Blair、Bobetのほかに、航空宇宙学の大学院生であるLoic ChappazとRohan Soodが含まれます。キャスリーンハウエル、パデューの航空宇宙工学のスーロー教授、地球、大気、惑星科学の准教授であるアンディM.フリード。コリーンミルバリーは、地球大気惑星科学省の博士研究員です。
