Wat schuilt er in de ondergrondse lavabuizen van de maan? Ingangen of "dakramen" naar lavabuizen kunnen toekomstige ontdekkingsreizigers toegang geven tot ondergronds ijs.
(Afbeelding: © Pascal Lee / Mars Institute / SETI Institute)
Mensen terug naar de maan brengen - "deze keer om te blijven"- zal de exploitatie van maanbronnen vereisen, zeggen NASA-functionarissen en voorstanders van exploratie.
De belangrijkste bron is, althans op korte termijn, dat water ijs, die overvloedig aanwezig is op de vloeren van permanent beschaduwde poolkraters. Men denkt dat het ijs in deze "koude vallen" stabiel en toegankelijk is.
Maar er kunnen ook andere plekken op zitten de maan dat zou een moederslut van wetenschappelijke gegevens kunnen opleveren - evenals de middelen die nodig zijn om de menselijke bewoning van de hemelse buurman van de aarde te ondersteunen.
Dat zijn de pits
Onderzoekers hebben "putten" op de maan geïdentificeerd, die waarschijnlijk lava-buis "dakramen" zijn - geologische deuropeningen naar ondergrondse tunnels die ooit met lava waren gevuld.
Als ze inderdaad toegang verlenen tot lava buizen, kunnen dakramen een game-changer zijn voor menselijke maanverkenning, zei NASA Chief Scientist Jim Green. Lavabuizen zijn beschermd tegen de ruwe omgeving van het maanoppervlak, dat wordt gebombardeerd door straling en extreme temperaturen ervaart. Een maandag duurt ongeveer 29 aardse dagen, wat betekent dat oppervlaktelocaties ongeveer twee opeenvolgende weken daglicht verdragen, gevolgd door twee weken duisternis.
Verbindende wegen?
'Er zijn een aantal dingen op de maan die voor verrassingen zullen zorgen', zei Green.
'We moeten daar binnenkomen', voegde hij eraan toe, verwijzend naar maanlichtkoepels. 'We moeten verifiëren. Misschien zit er veel water in deze dakramen? We weten het niet. We vinden ze overal op de maan.'
Een netwerk van lavabuizen zou beschermde gangen suggereren, vrij van temperatuurschommelingen, beschietende straling en dreigende meteoroïden. Ze kunnen ook een veel grotere habitatcapaciteit bieden voor toekomstige maanonderzoekers.
'We zouden er eigenlijk verbindingswegen in kunnen bouwen', vertelde Green aan Space.com. 'Het zou een hele nieuwe wereld voor ons kunnen zijn. Dat is weer een absolute game-changer.'
Meer gegevens nodig
We hebben nog niet genoeg informatie om vast te stellen of dakramen op de maan een onderling verbonden ondergrondse rijweg vertegenwoordigen, zei Pascal Lee, planetair wetenschapper bij het SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) Institute. Hij is ook voorzitter van het Mars Institute en directeur van het NASA Haughton Mars Project in het Ames Research Center van NASA in Mountain View, Californië.
"Om te beginnen zijn niet alle putten op de maan noodzakelijkerwijs lava-buisdakramen," vertelde Lee aan Space.com. Hij zei dat sommigen geassocieerd zouden kunnen worden met geïsoleerde ondergrondse holtes.
"Ten tweede mag niet worden verwacht dat niet alle lavabuizen in een bepaalde regio met elkaar zijn verbonden", voegde hij eraan toe. 'Sommige kunnen zich inderdaad op verschillende tijdstippen hebben gevormd en kunnen op verschillende niveaus of diepten onder de grond lopen.'
Doolhof van gangen?
Lee zei ook dat hoewel sommige lavabuizen op aarde gladde wanden en vloeren hebben, de meeste erg ruwe oppervlakken en puinhopen op hun vloeren hebben.
'We weten niet hoe ruw lavabuizen op de maan zijn, maar de term ondergrondse rijbaan lijkt optimistisch', zei Lee. "In ieder geval is het naar mijn mening niet dat kuilen op de maan zouden leiden tot een doolhof van ondergrondse gangen die ze het meest interessant maken - hoewel dat fascinerend is - maar het feit dat ze toegang geven tot een omgeving die radicaal anders is dan de oppervlak, welke vorm die ondergrondse omgeving ook heeft. "
Elke ondergrondse holte op de maan zou immers bescherming bieden - tegen temperatuurschommelingen, ruimtestraling, micrometeoritisch bombardement en zandstralen vanuit de raketmotoren van landend of vertrekkend ruimtevaartuig.
Water winning
Het meest intrigerend voor Lee zijn de kandidaat-putten die onlangs zijn geïdentificeerd in de Philolaus-krater nabij de noordpool van de maan.
"Het kunnen dakramen zijn die worden geassocieerd met een netwerk van lavabuizen die niet zijn gevormd in vulkanische lavastromen, maar in een inslagsmeltplaat, de tijdelijke poel van gesmolten gesteente die in de Philolaus-krater is ontstaan na de grote inslag die de krater heeft veroorzaakt," zei hij.
Interessant genoeg, zei Lee, bevinden de kandidaat-putten in Philolaus zich op zo'n hoge breedtegraad dat zonlicht nooit de onderliggende grotten zou binnendringen.
'Deze zouden in eeuwige duisternis zijn en zo koud dat ijs er koud in kan blijven hangen, net zoals in de permanent beschaduwde gebieden aan de werkelijke polen van de maan', zei Lee.
Het verkennen van putten op de breedtegraad op de maan kan daarom een extra mogelijkheid bieden oogst water over onze maanbuurman, zei Lee.
Vitale gegevens
Ondertussen zijn onderzoekers begonnen met het beoordelen van de levensvatbaarheid van ondergrondse maanhabitats.
Anahita Modiriasari, een postdoctoraal onderzoeker aan de Lyles School of Civil Engineering van Purdue University, en haar collega's hebben maanbeelden beoordeeld, gereconstrueerd in een 3D-model om lavabuizen te evalueren als een potentiële leefomgeving voor mensen op de maan. Dit is een taak die een rover of drone mogelijk op het maanoppervlak kan uitvoeren.
Het werk maakt deel uit van Purdue's Resilient ExtraTerrestrial Habitats (RETH), een project dat de waarde van toekomstige menselijke habitats op de maan of Mars onderzoekt.
'Al deze verzamelde gegevens zijn van vitaal belang', zei Modiriasari. "We gebruiken het om een geavanceerd model te bouwen van de grootte, sterkte en structurele stabiliteit van de lavabuis", zei ze. Wat gebeurt er bijvoorbeeld tijdens seismische activiteit? Wat zou er gebeuren als een meteoriet inslaat?
Micro-zwervers
In een andere ontwikkeling heeft het NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) -programma onlangs een fase 3-contract toegekend aan onderzoekers die robottechnologieën ontwikkelen om de verkenning van maanputten mogelijk te maken.
De conceptmissie "Skylight" wordt geleid door William Whittaker van Carnegie Mellon University. De NIAC-prijs zal Whittaker en zijn team helpen bij het uitwerken van manieren om een maanput te verkennen en te modelleren. Om dit te doen, is een snelle, autonome microroving vereist, die een aanzienlijke verkenning in een enkele maandaglichtperiode bereikt.
Volgens Whittaker zal de afdaling naar en verkenning van de maanondergrond komen, maar "pit-specifieke" vragen moeten eerst vanaf de oppervlakte worden beantwoord: hoe bevaarbaar zijn de randen? Zijn er grotten? Zijn er abseilroutes? Wat is de morfologie?
In het bijzonder zou een missie van dit type het eerste 3D-model met hoge resolutie, wetenschappelijke kwaliteit van een enorme planetaire put creëren en downlinken, zei Whittaker.
"Dit [Skylight] -initiatief rijpt en verandert die technologie. De technologische innovaties zijn exploratie-autonomie, in-situ 3D-modellering, snel, ver micro-zwervend en de verzamelde middelen om een missie per week te bereiken," zei Whittaker.
De onbeantwoorde vragen over het verkennen van lavabuizen zijn niet alleen technologisch. Ook opdoemend groot, zoals bij alle aspecten van het gebruik en de afwikkeling van maanbronnen, zijn ruimte-wet kwesties.
"Potentieel spannende onderzoeksgebieden kunnen niet worden opgeëist door soevereiniteit, door middel van gebruik of bezetting, of op enige andere manier", zegt Joanne Gabrynowicz, emerita-hoogleraar ruimtevaart aan de Universiteit van Mississippi en hoofdredacteur van de Journal of Ruimterecht.
"Het doen van zaken als het graven van gangen en het aanleggen van wegen kan gemakkelijk worden geïnterpreteerd als een claim met gebruik of andere middelen. Dit is verboden door het Outer Space Treaty", zei Gabrynowicz. 'De Verenigde Staten en alle ruimtevarende landen zijn er partij bij. Een locatie met een hoge wetenschappelijke waarde vereist een internationale overeenkomst over het gebruik ervan en wie er toegang toe heeft.'
- Moon Rush: deze bedrijven hebben grote plannen voor maanverkenning
- Moon Master: An Easy Quiz for Lunatics
- Astronauten verkennen grotten in Mock Space Mission (foto's)
Leonard David is auteur van het onlangs uitgebrachte boek "Moon Rush: The New Space Race", uitgegeven door National Geographic in mei 2019. Een lange tijd schrijver voor Space.com, David rapporteert al meer dan vijf decennia over de ruimtevaartindustrie. Volg ons op Twitter @Spacedotcom of Facebook.
