Lava -rör, underjordiska grottor skapade av vulkanisk aktivitet, skulle kunna tillhandahålla skyddade livsmiljöer som är tillräckligt stora för att hysa gator på Mars eller till och med städer på månen, enligt forskning som presenterades vid European Planetary Science Congress (EPSC) 2017 i Riga. En ytterligare studie visar hur nästa generation av månbana kommer att kunna använda radar för att lokalisera dessa strukturer under månens yta.

Lava-rör kan bildas på två sätt:rör med överskorpa bildas när lava med låg viskositet flyter ganska nära ytan, utvecklar en hård skorpa som tjocknar för att skapa ett tak ovanför den rörliga lavaströmmen. När utbrotten slutar, ledningen dräneras och lämnar en tunnel några meter under ytan. "Uppblåsta" rör är komplexa och djupa strukturer som bildas när lava injiceras i befintliga sprickor mellan lager av sten eller håligheter från tidigare flöden. Lavan expanderar och lämnar ett enormt nätverk av sammankopplade gallerier när den tvingar sig till ytan. Lavarör finns i många vulkanområden på jorden, inklusive Lanzarote, Hawaii, Island, North Queensland i Australien, Sicilien och Galapagosöarna. Underjordiska nät av rör kan nå upp till 65 kilometer. Rymduppdrag har också observerat kedjor av kollapsade gropar och "takfönster" på månen och Mars som har tolkats som bevis på lavarör. Nyligen gav NASA GRAIL -uppdraget detaljerade tyngddata för månen som föreslog att det fanns enorma underjordiska hålrum relaterade till lavarör under månmarien, basaltslätter som bildades vid vulkanutbrott tidigt i månens historia.

Nu, forskare från universitetet i Padova och universitetet i Bologna i Italien har genomfört den första systematiska jämförelsen av kandidater för lavarör på jorden, månen och Mars, baserad på högupplösta digitala terrängmodeller (DTM) skapade från data från rymdfarkostinstrumentering.

"Jämförelsen av markbunden, mån- och marsexempel visar att, som du kan förvänta dig, tyngdkraften har en stor effekt på storleken på lavarör. På jorden, de kan vara upp till trettio meter breda. I Mars miljö med lägre gravitation, vi ser bevis för lavarör som är 250 meter breda. På månen, dessa tunnlar kan vara en kilometer eller mer tvärsöver och många hundra kilometer långa, säger Dr Riccardo Pozzobon, vid universitetet i Padova. "Dessa resultat har viktiga konsekvenser för beboelse och mänsklig utforskning av månen men också för sökningen av utomjordiskt liv på Mars. Lava -rör är miljöer som är skyddade från kosmisk strålning och skyddade från mikrometeoritflöde, möjligen tillhandahålla säkra livsmiljöer för framtida mänskliga uppdrag. De är också, potentiellt, tillräckligt stor för ganska betydande mänskliga bosättningar – du kan passa in det mesta av Rigas historiska stadskärna i ett månlavarör."

Arbetet av Pozzobon och kollegor används redan i European Space Agency:s astronaututbildningsprogram. Teamen leder en planetgeologiutbildning kallad PANGEA för Europeiska rymdorganisationens astronauter och ingenjörer. PANGEA -projektet har inkluderat en utflykt och en testkampanj i lavarör på Kanarieöarna för att bekanta astronauterna med geologisk forskning som de kan utföra under framtida uppdrag till månen eller Mars, samt att testa tekniska och operativa system. Särskilt, PANGEA har fokuserat på att använda laserteknik för att karakterisera Corona lavarör, en 8 kilometer lång tunnel på Lanzarote.

Dock, analys av lavarör med DEM kräver att en kollaps eller en punktering från en meteorit avslöjar närvaron av den dolda tunneln. Konventionella fjärranalysinstrument kan inte upptäcka och karakterisera lavarören, eftersom de inte kan få mått under ytan.

I ett separat föredrag på EPSC, Leonardo Carrer och kollegor vid University of Trento presenterade ett koncept för ett radarsystem speciellt utformat för att upptäcka lavarör på månen från omloppsbana. Radaren sonderar under månytan med lågfrekventa elektromagnetiska vågor och mäter de reflekterade signalerna. Detta radarinstrument kan exakt bestämma den fysiska sammansättningen, grottornas storlek och form och få en global karta över deras plats.

"De studier vi har utvecklat visar att ett flerfrekvensljudsystem är det bästa alternativet för att upptäcka lavarör av mycket olika dimensioner. De elektromagnetiska simuleringarna visar att lavarör har unika elektromagnetiska signaturer, som kan detekteras från omloppsbana oavsett deras orientering mot radarrörelseriktningen. Därför, ett uppdrag som bär detta instrument skulle möjliggöra ett avgörande steg mot att hitta säkra livsmiljöer på månen för mänsklig kolonisering, säger Carrer.