Si les êtres humains veulent survivre longtemps sur les autres planètes, ils doivent d’abord trouver ou mettre en place un abri sûr, stable et à long terme. Les tubes de lave lunaire sont des structures géologiques sur la lune découvertes ces dernières années. Ils prennent la forme de grottes creuses en forme de tuyaux formées à la surface de la planète par l’activité volcanique.
Parce qu’un tube de lave lunaire a un toit en basalte dur, ses facteurs environnementaux internes tels que les changements de température, les doses de rayonnement et la probabilité d’être touché par des météorites sont relativement limités. En tant que tel, il offre en théorie un habitat lunaire humain idéal. Jusqu’à présent, plus de 300 entrées de grottes potentielles ont été identifiées sur la lune. Les « lucarnes » qu’ils affichent sont le résultat d’une sorte de fosse causée par l’effondrement du tube de lave actif.
Dans un nouvel article publié dans Espace : science et technologie, l’équipe de recherche dirigée par Gengxin Xie et Linli Guo a discuté de la faisabilité d’utiliser des tubes de lave lunaires pour l’habitation humaine, a proposé l’idée d’utiliser les grottes karstiques de la Terre pour simuler des tubes de lave extraterrestres, a sélectionné des grottes à Chongqing comme site de simulation et a démontré la faisabilité tant sur le plan structurel qu’environnemental. Ils espèrent promouvoir le développement de recherches connexes sur des bases extraterrestres grâce à des expériences de simulation.
La rationalité d’utiliser un tube de lave lunaire pour établir une base lunaire
L’énergie externe requise par le système fermé impliqué dans le fonctionnement d’une base lunaire humaine se compose principalement de trois parties : la respiration humaine, la photosynthèse végétale et le contrôle de la température interne.
Les chercheurs ont montré que la consommation d’énergie minimale pour maintenir une base lunaire hébergeant 8 astronautes au fond d’une grotte à tube de lave est d’environ 145,5 kW dans une grotte tunnel semi-circulaire d’une superficie d’environ 8 000 mètres carrés et d’une hauteur de 50 mètres. À ce stade, un tube de lave est le meilleur choix pour établir une base lunaire.
Par rapport à la surface lunaire, les tubes de lave lunaires présentent les avantages d’un faible rayonnement et de conditions moins extrêmes, plus adaptées à une base lunaire humaine.
Il y a une variation de la profondeur de l’intensité du rayonnement de différentes particules dans le sol lunaire. Cette intensité à 6 m sous la surface lunaire est quasi nulle. Même à une profondeur inférieure à 1 m, les éruptions solaires et les événements de particules solaires (SPE) n’affectent pas l’intérieur du tube de lave.
Un tube adapté ne doit pas être endommagé par des météorites. Cela signifie que le rayon d’influence possible de la météorite doit être inférieur à la profondeur d’enfouissement du tube. Selon des études expérimentales et de simulation, la condition la plus sûre que le scientifique a maintenant calculée est le rapport entre l’épaisseur de la cible et le diamètre du cratère. Autrement dit, s’il est inférieur à 0,87, une « lucarne » (cratère) apparaîtra.
Il y a très peu de poussière de lune à l’intérieur des tubes de lave lunaire. La poussière lunaire est la poussière chargée formée par de petits débris sur la surface lunaire sous l’action du vent solaire. Étant chargés, ils peuvent être adsorbés sur les équipements. De plus, la poussière de lune est abrasive et très nocive pour les personnes et les machines. Mais l’intérieur des tubes de lave est une zone d’ombre permanente, généralement inaccessible au vent solaire, où la poussière lunaire chargée n’est guère produite.
Les tremblements de lune observés par le réseau sismique lunaire entre 1969 et 1977 variaient selon l’endroit, la fréquence et l’intensité avec lesquels ils ont secoué la lune. Le fait que les tubes de lave lunaire aient survécu sur la lune pendant tant d’années suggère que sa structure est suffisamment stable pour résister aux effets des tremblements de lune. C’est un avantage naturel par rapport aux bases construites à la surface de la lune.
Utilisation d’une grotte karstique pour simuler des tubes de lave lunaires
Les grottes karstiques désignent l’espace souterrain formé par la dissolution, l’invasion et l’effondrement du calcaire soluble dans certaines conditions. Prenant l’exemple des grottes karstiques de Chongqing, les chercheurs montrent que les grottes karstiques terrestres peuvent être considérées comme de bons analogues des tubes de lave lunaires sous trois aspects : structure, environnement et isolation.
Les chercheurs ont l’intention d’utiliser les grottes karstiques pour simuler l’environnement interne des grottes extraterrestres et les isoler de l’environnement extérieur en scellant les grottes. L’expérience de la grotte est divisée en deux parties. La première partie concerne la technologie de construction automatique dans la grotte et la technologie d’utilisation in situ.
L’autre partie est l’expérience de l’écosystème artificiel. En ce qui concerne l’approvisionnement en énergie et la lumière, ils prévoient d’utiliser des conduits de lumière pour introduire la lumière du soleil dans le laboratoire écologique et la fournir pour la croissance des cultures et développer un ensemble de systèmes de contrôle automatique de l’énergie.
Plus d’information:
Jinghang Ding et al, Karst Cave as Terrestrial Simulation Platform to Test and Design Human Base in Lunar Lava Tube, Espace : science et technologie (2022). DOI : 10.34133/2022/9875780
Fourni par Beijing Institute of Technology Press