Gibt es „klimatisierte“ Höhlen auf dem Mond? Lavaröhren auf dem Mond könnten Astronauten bei Zimmertemperatur einen geschützten Unterschlupf bieten

Lavahöhlen auf dem Mond können Astronauten eine vollklimatisierte Zuflucht bieten. Denn in diesen Höhlen dürften die Temperaturen konstant bei etwa 17 Grad bleiben, deuten Messdaten der Raumsonde und NASA-Modelle darauf hin. Diese Höhlen könnten also nicht nur Schutz vor Strahlung und Meteoriten bieten, sondern auch vor extremen Tages- und Nachtschwankungen der Mondoberflächentemperaturen. Sie wären also geeignete Standorte für die Mondstation.

Viele Länder wollen in naher Zukunft Astronauten zum Mond und dorthin zurückbringen bemannte Stationen aufrecht. Der kommerzielle Abbau von Mondrohstoffen ist bereits in Planung. Aber für all das brauchen zukünftige Mondastronauten nicht nur Quellen In Form von Wasser, Energie und chemischen Rohstoffen. Wesentlich sind auch Gehäuse, die sie vor Strahlung, Meteoreinwirkungen und Temperaturextremen auf dem Erdtrabanten schützen. Denn tagsüber kann die Temperatur auf dem Mond 120 Grad betragen, nachts sinkt die Temperatur auf 170 Grad unter Null.

Dieses 100 Meter breite Loch in der Oberfläche von Mare Tranquilitatis könnte zu einer Mondlavaröhre führen. ©NASA/GSFC/Arizona State University

Lavahöhlen und Oberlichter am Horizont

Ein möglicher Standort für zukünftige Mondstationen wären Lavahöhlen – Passagen im Untergrund des Mondes, die einst von schnell fließender Lava geformt wurden. Bilder von Mondsonden deuten darauf hin, dass diese Lavaröhren unter anderem in vielen Mondflusspferden zu finden sind. In der Nähe von Stürmen Und in Stutenruhe. Auch in einigen Gruben in der Polarregion Auf dem Erdmond haben Wissenschaftler Hinweise auf begehbare Höhlen entdeckt.

Beweise für Lavahöhlen sind gewundene, wurmartige Tröge, Hunderte von Kilometern lang, und einige “Oberlichter” – kreisförmige Löcher, die typischerweise entstehen, wenn das Dach von Lavahöhlen einstürzt. „Es gibt mindestens 16 bestätigte Implosionslöcher auf dem Mond, die wahrscheinlich in den Dächern von Lavaströmen vorhanden sind“, sagten Tyler Horvath von der University of California in Los Angeles und Kollegen. Diese Einsturzlöcher haben einen Durchmesser von 15 bis 150 Metern und können manchmal Zugangspunkte zu riesigen Höhlen sein.

Wie hoch ist die Temperatur in der ruhigen „Grube“?

Am Beispiel eines dieser Mond-„Manipulatoren“ haben Horwarth und sein Team nun untersucht, welche Temperaturverhältnisse an diesen Einsturzöffnungen und nahe gelegenen Höhlen herrschen könnten. Der Fokus lag auf einem etwa 100 Meter breiten und 100 Meter tiefen Krater im Mare Tranquilitatis, nahe dem Mondäquator. Der Rand dieser kreisförmigen Öffnung bildet einen deutlich sichtbaren Vorsprung – ein Hinweis darauf, dass dieses Loch möglicherweise durch den Einsturz der Höhlendecke entstanden ist.

Für ihre Studie werteten die Forscher zunächst Daten einer Wärmebildkamera an Bord des Lunar Orbiter (LRO) der NASA aus. Es kann die Temperatur der Mondoberfläche anhand des Spektrums der reflektierten Strahlung messen. Anhand dieser Messdaten und mit physikalischen Modellen der Wärmeleitfähigkeit ermittelten sie dann, wie warm oder kalt es unter dem Überhang und in der dahinter liegenden Höhle sein könnte.

Der Grubengrund ist der heißeste Ort auf dem Mond

Analysen ergaben: Der Boden dieses tiefen Einsturzlochs unterscheidet sich in thermischen Daten deutlich von der umgebenden Mondoberfläche. Tagsüber ist der sonnenexponierte Kraterboden sehr heiß und die Temperaturen können 141 Grad erreichen. „Diese Wärme entsteht nicht nur durch direkte Sonneneinstrahlung, sondern auch durch Wärmestrahlung von den Kraterwänden und der Unterseite des Aufschlusses“, erklärten die Wissenschaftler.

Dadurch wird der Boden dieses Himmelsfensters auf dem Mond viel heißer als der Rest der sonnenbeschienenen Oberfläche des Mondes. „Das Tranquility Hole ist vielleicht der heißeste Ort auf dem Mond“, sagt Horwarth. “Auch nachts ist es mit Abstand der wärmste Ort.” Denn heiße Steine ​​kühlen nur langsam ab. Auf den ersten Blick wird dieses Loch für Astronauten nicht sehr komfortabel sein.

…aber die Höhle hat Zimmertemperatur

Das ändert sich aber, wenn man durch das Loch in die Höhle nebenan schaut. Basierend auf ihren Modellen stellten die Forscher fest, dass die Temperaturen in Bereichen, die nicht direkt der Sonne ausgesetzt sind, überraschend angenehm und stabil sein könnten. „Die Temperatur der Höhle sollte ungefähr konstant bei etwa 17 Grad liegen“, sagen Horwarth und sein Team. Je größer die an den Einsturz angrenzende Höhle ist, desto stabiler sind diese Temperaturen im Tag-Nacht-Zyklus.

„Diese Höhlen werden daher ein geeigneter Lebensraum für eine zukünftige Besiedlung und Erkundung der Lage sein: Sie sind weitgehend geschützt vor schädlicher Strahlung, Einflüssen und Temperaturextremen“, so die Wissenschaftler. Daher könnten solche Löcher und Höhlen im Vergleich zu anderen potenziellen Standorten von Mondstationen eine größere Sicherheit bieten. Daher könnte eine genaue Erforschung von Mondmanipulatoren nützlich sein – und ein gutes Ziel für zukünftige Mondmissionen. (Geophysical Research Letters, 2022; doi: 10.1029/2022GL099710)

Coyle: Universität von Kalifornien, Los Angeles

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