利用月球及火星的熔岩隧道,太空殖民指日可待

兩隊科學家正在研究如何利用熔岩隧道實施人類外星殖民計劃。熔岩隧道即地下熔岩洞,又稱熔岩河,火山群爆發時,溢出的岩漿在流動過程中,外層冷卻凝固成硬殼,而內部熾熱繼續潛流,岩漿流盡,形成地下熔岩洞。

其中一隊科學家對地球及月球、火星上不同的熔岩隧道進行了對比研究。另一隊科學家正在研發用於宇航器尋找月球、火星上熔岩隧道的技術。他們在歐洲行星科學大會上宣布了研究成果。

熔岩隧道是火山活動在地下形成的隧道,可以作為人類太空殖民計劃的保護居住區域,月球及火星上有一些隧道很大,可以容納街道、城鎮等。2016年,歐洲航天局的宇航員對蘭薩羅特島的此類熔岩隧道進行了研究。蘭薩羅特島是西班牙著名的旅遊勝地之一,是一個以保護自然風光原始風貌來大力發展旅遊業的火山島。1730年島上100多個火山口持續噴發達6年之久。從地底噴發出來的大量火山漿,形成了大量熔岩隧道。

這項新研究認為,殖民月球及火星的第一批殖民者,可以生活在火山活動形成的地下熔岩隧道中。

這些隧道可以保護殖民者不受宇宙輻射及隕星撞擊的傷害,使他們可以將來在近地星球上建立殖民地。

專家希望,該研究能夠幫助歐洲航天局於2030年建立月球基地,到了2050年,基地上將居住上千名殖民者。

兩團隊正在研究如何利用熔岩隧道實施人類外星殖民計劃。

他們在蘭薩羅特島、夏威夷、冰島、澳大利亞北昆士蘭州、西西里島及加拉帕戈斯群島發現了很多火山活動區。

以前就有研究認為,火山活動區的地下可能存在著熔岩隧道網路,長度達65千米,完全可以作為將來太空居民的棲息地。

帕多瓦大學和博洛尼亞大學的研究人員將地球及月球、火星上不同的熔岩隧道進行了對比研究。

宇航器的儀錶裝置在太空探測過程中搜集了大量數據,並形成了高解析度數字地形模型,該模型成為了星球熔岩隧道研究的有力工具。

模型顯示,熔岩隧道因隧道坍塌及隕星撞擊而露出了真面目。

這些類似於蘭薩羅特島的隧道,可以為太空殖民者提供天然庇護所,使之不受宇宙輻射及隕星撞擊的傷害。

在地球上的研究

義大利科學家團隊的研究成果已經被歐洲航天局用於宇航員訓練計劃之中。他們為歐洲航天局的宇航員和工程師開設了一門稱為「泛古陸」的課程,課程內容主要是行星地質學方面的教學和訓練。泛古陸計劃的課程將安排安排學員前往加那利群島,進行野外考察及熔岩隧道探索測驗。

該課程可以讓宇航員提前了解抵達月球或火星之後,將要開展的地質考察研究工作,並對相關技術設備及操作系統進行測試。泛古陸計劃還特別重視對激光技術的使用,該技術可用於描述科羅納熔岩隧道的特徵。科羅納熔岩隧道是蘭扎羅特島上科羅納火山爆發形成的一個8千米長的隧道。

特倫託大學正在研發一種下一代宇航器,可以使用雷達穿透星球表面進行探測,以發現熔岩隧道的潛藏位置。9月17日-22日,歐洲行星科學大會在拉脫維亞首都里加召開,公布了兩個團隊的研究結果。帕多瓦大學的里卡多·波佐邦說:「通過對比地球、月球、火星的熔岩隧道,我們發現,重力對熔岩隧道的大小有重大影響。」

「地球的熔岩隧道的直徑可達30米。」

「我們發現的證據顯示,因為重力較小,火星熔岩隧道可能寬達250米。」

「在月球上,直徑可達一千米,長度可達數百千米。」

「完全放得下人類定居點,即便是把整個拉脫維亞首都-里加放進去也不在話下。」

「這些研究結果對於人類開發利用月球以及尋找火星生命,均具有重大意義。」

熔岩隧道的形成方式有兩種。稀薄岩漿流近星球表面時,外層冷卻增厚,在移動的岩漿流上方形成頂狀外殼,徹底冷卻之後就形成了「外殼覆蓋」熔岩隧道。但火山噴髮結束後,岩漿繼續流動,抽空隧道中心物質,在星球表面數米之下形成熔岩隧道。岩漿被擠進岩層間的裂縫或以前岩漿活動形成的空腔中,會形成一種複雜的深層地質結構,也就是「膨脹」熔岩隧道。

義大利科學家團隊的研究成果已經被歐洲航天局用於宇航員訓練計劃之中,使宇航員在未來的月球或火星計劃中有能力開展地質研究。

岩漿在沖向地表的過程中,不斷四處蔓延,會形成相互連接的巨大隧道網路。傳統的遙感設備不能對地下進行探測,不能發現熔岩隧道,也不能描述其特徵。特倫託大學的倫納德·卡雷拉及其同事研發了一種特殊的雷達系統,軌道飛行器可使用該系統對月球的熔岩隧道進行探測。

這種雷達通過發射低頻電磁波並接收反射信號,來對月表下的情況進行探測。

下一代軌道宇航器能夠通過雷達來定位熔岩隧道,太空天體在早期形成過程中會形成熔岩隧道,並潛藏在星球的地表之下。

宇航器的儀錶裝置在太空探測過程中搜集了大量數據,並形成了高解析度數字地形模型,專家藉此模擬星雲或隕石撞擊而形成的隧道。

雷達設備可以精確測定月球岩石層的物理結構及大小,還能測定熔岩洞穴的形狀,並得出熔岩隧道的分布圖。

卡雷拉博士說:「我們研究發現,多頻探測系統是檢測不同大小熔岩隧道的最佳方法。」

「我們通過電磁模擬,發現了熔岩隧道的電磁特徵,軌道飛行器可通過這些特徵來探測熔岩隧道,而且,無論雷達波呈何種方向,均可發現熔岩隧道。」

「攜帶這種雷達設備的太空飛行器,將能夠在月球上發現可供人類居住的熔岩隧道,這將極大地推進人類太空殖民計劃。」


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