这些洞穴将为居民提供高达 130 至 170 米的坚固岩石屏蔽——甚至足以阻止最高的能量辐射。
美国宇航局的月球勘测轨道飞行器(LRO)利用雷达证实了月球表面下方存在洞穴。这就是为什么这些地质特征对于在月球上建立基地至关重要,以及它们可以告诉我们关于地球和月球共同的宇宙起源的信息。
绕月轨道运行的卫星在几十年前首次发现了月球表面的凹坑。其中许多被认为是连接到通过火山过程形成的大量地下隧道的开口,但直到现在才通过雷达数据分析证实了这一点。
一些被认为存在于月球上的隧道预计是熔岩管,这些隧道在地球上也有发现。当熔岩从地下流出时,熔岩流最终冷却并硬化成地壳。里面的熔岩仍然是熔化的,并且还在继续流动。熔岩流走后,会留下一条空隧道,称为熔岩管。人们认为地球和月球上的这些形成过程非常相似。
最新研究中使用的数据由 LRO 于 2010 年收集,但最近才使用最先进的信号处理技术进行分析。雷达(波长为 12.6 厘米的电磁波)以锐角向这些月坑发射,部分照亮了阴影的地下区域,产生可测量的雷达回波信号。
Mare Tranquillitatis 中的坑通向地下洞穴系统。美国宇航局
反射信号的时间和幅度使研究人员能够与模拟进行比较并构建地下地形的图片。数据显示,最大的“宁静海”坑通向一个长80米、宽45米的洞穴:面积相当于半个足球场左右。
月球表面可能有数百个这样的洞穴。人们普遍认为,大约 45 亿年前,一颗年轻的地球与一颗火星大小的原行星猛烈相撞,将我们年轻的星球分裂成今天的地球和月球系统。
在这次高能撞击之后,月球可能会熔化。因此,月球上存在看似源自火山的洞穴,与地球上的火山洞穴有着惊人的相似之处,也就不足为奇了。然而,我们不需要担心宇航员会面临火山喷发的危险;月球上的火山活动大约在五千万年前完全消失。
人们认为月球是在一个火星大小的物体撞击地球时形成的。 NASA/JPL-CALTECH/T。派尔。
一个家外之家?
在地球上,我们生活在一个异常偶然的环境中,它保护我们免受外太空的威胁。例如,太阳系中最大的行星木星处于有利位置,可以通过引力将小行星拖离地球。这最大限度地减少了灾难性小行星与地球相撞的频率,例如导致恐龙灭绝的那次。
对地球生命的一种不太明显的威胁是电离辐射。整个太阳系不断沐浴在称为银河宇宙射线的带电粒子汤中,这些带电粒子被遥远的超新星爆炸加速到巨大的速度,使它们与地球相撞。
此外,来自太阳的周期性事件(称为日冕物质抛射)会向我们的方向发射大量高能粒子,但频率较低。
像这样的熔岩管也可能存在于月球上。 NPS / B 米歇尔
地球磁场通过将带电粒子集中到北极和南极,在很大程度上保护我们免受这种辐射。这就是照亮高纬度地区夜空的北极光和南极光的起源。地球厚厚的大气层也保护着我们,但我们仍然会受到一些暴露:在返回的跨大西洋飞行中,我们处于大气层的较高位置,旅行者受到的辐射剂量相当于五次 X 射线扫描。
现在想想我们的月球,它既没有大气层,也没有明显的磁场。月球表面远非一片“宁静之海”(1969 年人类首次登陆月球地点的名称),而是不断受到高能辐射的轰击。
这对人类在月球基地居住提出了严峻的挑战。宇航员在月球表面弹跳时吸收的辐射量是跨大西洋飞行时吸收的辐射量的 10 倍左右,是地球表面吸收辐射量的 200 倍左右。
尽管我们的身体可以应对地球上通常无害的低水平背景辐射,但暴露于高水平电离辐射可能会对健康产生严重影响。当电离辐射与身体相互作用时,它可以电离细胞内的原子,剥夺它们的电子。这种损伤有时会阻止 DNA 正常复制,在极端情况下,可能导致细胞死亡。
由于这些原因,任何月球基地都必须提供足够的辐射屏蔽来保护其居民。然而,辐射屏蔽最好由致密材料提供,而从地球运输到月球的成本很高。
因此,自然保护区,比如最近发现的洞穴,被指定为月球上人类可能居住的地点。这些洞穴将为居民提供高达 130 至 170 米的坚固岩石屏蔽——甚至足以阻止最高的能量辐射。