Dr inż. Marcin Chwała z Politechniki Wrocławskiej we współpracy z japońskimi naukowcami prowadzi badania na temat stabilności stropów w księżycowych jaskiniach. Czy w przyszłości posłużą one jako schronienia?

Zagłębienia na powierzchni Księżyca powstały prawdopodobnie podczas przepływów lawy. Zapadnięte korytarze lawowe, które tworzą jaskinie oraz jamy mogą osiągać szerokość nawet kilkuset metrów. Czy tego typu przestrzenie mogą być wykorzystywane jako bazy i schronienia dla ludzi w trakcie eksploracji Księżyca? Czy to rozwiązanie jest bezpieczne? Na te pytania próbuje znaleźć odpowiedź dr Marcin Chwała z Politechniki Wrocławskiej.

Księżyc pełen jaskiń. Badania naukowca z PWr

W 2022 r. dr Marcin Chwała z Wydziału Budownictwa Lądowego i Wodnego PWr rozpoczął badania na ten temat stateczności księżycowych jaskiń i analizy zawalisk ich stropów. Naukowiec bazował na danych pozyskanych przez sondy kosmiczne oraz opracowaniach przedstawiających geometrię zmierzonych już zwalisk. Podczas wykonywania obliczeń używał skanów laserowych jaskini lawowej na Wyspach Kanaryjskich. Uczony współpracuje również z prof. Goro Komatsu i doktorem Junichim Haruyamą z Japonii.

– Przeprowadzenie analizy stabilności jakiekolwiek struktury geologicznej na Księżycu jest niezwykle trudne. Możemy opierać się jedynie na szacunkowych parametrach, a zastosowanie zaawansowanych metod do opisu wytrzymałości skał mija się w tym wypadku z celem – tłumaczy dr inż. Marcin Chwała. – Mamy jednak do dyspozycji bardzo cenną rzecz, czyli zawaliska na Księżycu, których geometrię już znamy – dodaje.

 Badacze analizują bardzo dużo przekrojów modelowych, sprawdzając uzyskane przykłady zwalisk. Korzystając z dostępnych informacji, dopasowują wyniki do parametrów zwalisk obserwowanych na Księżycu.

– W ten sposób możemy ustalić rozmiary jaskiń odpowiadające za dane zawaliska przy określonej grubości stropu skalnego. Udało nam się to zrobić, oczywiście też w pewnym stopniu szacunkowo, i jest to całkiem nowe podejście do tego typu badań – podkreśla dr Chwała. – Na potrzeby publikacji przeanalizowaliśmy trzy największe zwaliska, choć na Księżycu jest ich dużo więcej. Nie dla wszystkich można jednak dokładnie zmierzyć geometrię, czyli np. grubość stropu – dodaje.

Nowa wiedza o kosmosie

Dr Marcin Chwała uważa, że zakładanie księżycowych baz w jaskiniach lawowych ma olbrzymi potencjał naukowy.

– W jaskiniach możemy znaleźć nienaruszone środowisko, w którym kryje się dużo informacji związanych z powstaniem Księżyca, a tym samym Układu Słonecznego. Podczas misji Apollo realizowanych w latach 60. i 70. XX w. pobierano próbki gruntu z głębokości trzech metrów i na tej podstawie udało się odwzorować kilkaset milionów lat aktywności Słońca. Proszę pomyśleć, ile informacji udałoby się pozyskać z jaskiń – podkreśla.

Ile jaskiń jest na Księżycu?

– Bardzo trudno to oszacować, ale może być ich całkiem sporo, w szczególności na terenach, gdzie są morza bazaltowe i duże kratery uderzeniowe, przez które przepływała lawa – wyjaśnia dr Chwała. – Obecnie znanych zawalisk jest ponad 200, ale nie wszystkie muszą być związane z jaskiniami lawowymi.

Naukowiec już zapowiada kontynuację projektu. W kolejnych etapach chciałby zająć się m.in. analizą warstw skał księżycowych i ich wpływem na stateczność lawowych jaskiń oraz modelowaniem zawalisk w trójwymiarze.