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Wissenschaftler vermuten seit langem die Existenz von Mondhöhlen – unterirdische Gänge, die durch vulkanische Prozesse entstanden sind und mit den Gruben verbunden sind, die die Mondoberfläche bedecken. Jetzt hat ein Team internationaler Forscher den ersten direkten Beweis dafür gefunden, dass die tiefste bekannte Grube des Mondes mit einer Höhle verbunden ist, die Astronauten Schutz bieten könnte.
Die Identifizierung von Gebieten auf dem Mond, die Menschen und Roboterforscher vor der rauen Mondumgebung – einschließlich starker Strahlung und extremen Temperaturen – schützen können, könnte für die zukünftige Weltraumforschung von entscheidender Bedeutung sein, da Länder wie die Vereinigten Staaten und China darum kämpfen, eine langfristige menschliche Präsenz aufzubauen auf dem nächsten natürlichen Satelliten der Erde.
Um die Höhle zu finden, untersuchte das Team archivierte Radarmessungen einer Grube in einer riesigen Ebene namens Mare Tranquillitatis oder Meer der Ruhe, die 1969 der Landeplatz der Apollo-11-Mission war.
Der NASA Lunar Reconnaissance Orbiter sammelte die Radardaten im Jahr 2010, indem er Wellenlängen nutzte, um zu erkennen, was sich unter der Oberfläche befand. Bei der Analyse der Daten fanden die Forscher laut ihrer am Montag in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlichten Studie leeren Raum in einer Untergrundtiefe von 130 bis 170 Metern (426 bis 558 Fuß).
Die neu entdeckte Höhle, die mindestens 45 Meter (fast 148 Fuß) breit und zwischen 30 und 80 Meter (98 und 262 Fuß) lang ist, könnte nur der erste Teil eines längeren, aus Lava gebildeten Röhrenhohlraums sein – und es gibt wahrscheinlich noch mehr Höhlen müssen noch gefunden werden, sagen Forscher.
„Mondhöhlen blieben lange Zeit ein Rätsel. Wissenschaftler vermuteten ihre Existenz seit mehr als 50 Jahren. Daher war es überraschend, endlich die Existenz einer unterirdischen Leitung nachweisen zu können“, sagte Studienkoautor Leonardo Carrer, Assistenzprofessor am Fachbereich Informationstechnik und Informatik an der Universität Trient in Italien, in einer E-Mail.
Zukünftige Forschungen und Erkundungen von Mondhöhlen könnten auch neue Einblicke in die Entwicklung des Mondes und den Mondvulkanismus liefern, stellen die Autoren in der Studie fest.
„Die Höhlen sind eine einzigartige Umgebung, die die Geschichte des Mondes bewahrt“, sagte der Co-Autor der Studie, Lorenzo Bruzzone, Professor für Telekommunikation und Direktor des Fernerkundungslabors an der Universität Trient, per E-Mail. „Die Analyse der Gesteine in diesen Höhlen könnte neue (Entdeckungen) im Zusammenhang mit der Mondentwicklung ermöglichen … wie zum Beispiel den Zeitplan und die Dauer der vulkanischen Aktivität auf dem Mond sowie die tatsächliche Zusammensetzung des Mondmantels.“
„Darüber hinaus können (Mondhöhlen) eine Alternative oder eine Integration zu einer Basis auf der Mondoberfläche sein“, fügte er hinzu.
In der Nähe des Mondäquators erreichen die Temperaturen laut NASA durchschnittlich 250 Grad Fahrenheit (121 Grad Celsius) bei Tageslicht und sinken bei Einbruch der Dunkelheit auf minus 208 Grad Fahrenheit (-133 Grad Celsius). Die harten Temperaturen sind sogar unter minus 410 F (-246 C) gesunken, wie vom Lunar Reconnaissance Orbiter aufgezeichnet.
Forscher einer Studie vom Juli 2022, die eine Reihe von Gruben auf dem Mond untersuchte – einige, von denen die NASA bei ihrer Entdeckung die Hypothese annahm, dass sie in Höhlen führen würden – fanden heraus, dass die schattigen Schutzräume thermisch viel stabiler sind und konstant bei etwa 17 °C bleiben ).
„Zusätzliche Beweise für eine Höhle zu haben, die sich vom Boden der Mare Tranquillitatis-Grube erstreckt, ist wirklich aufregend“, sagte Tyler Horvath, Doktorand der Planetenwissenschaften an der University of California in Los Angeles und Hauptautor der Studie von 2022 eine E-Mail.
„Mondhöhlen könnten für Astronauten und Rover enorme Vorteile bieten, da sie Schutz vor den Gefahren auf der Mondoberfläche wie Strahlung, Mikrometeoriten und Temperaturextremen suchen können, was auch die Tür für eine langfristige, großflächige menschliche Präsenz auf dem Mond öffnen könnte.“ Mond“, fügte Horvath hinzu. Er war an der neuen Studie nicht beteiligt.
Der Mond hat mehr als 200 bekannte Gruben wie die bei Mare Tranquillitatis, aber wahrscheinlich reichen nur eine Handvoll davon bis zu Höhlen, sagte Horvath. Einige der Lavaröhren könnten auch aufgrund von Trümmern, die die Durchgänge verstopfen, unzugänglich sein, fügte Carrer hinzu.
Die inneren Merkmale der neu entdeckten Höhle bleiben unklar, bis ein Rover oder eine menschliche Erkundung weitere Erkenntnisse liefern kann. Das Innere könnte einer kürzlich entstandenen Lavaröhre auf der Erde ähneln, aber viel größer sein, sagte Horvath. Dies würde wahrscheinlich wie glatte Wände aussehen, außer an den Stellen, an denen tropfende Lava Beulen und Grate, sogenannte Lavacicles, gebildet hätte, und die Höhle wäre stockfinster, außer an den Stellen, an denen das Sonnenlicht den Boden der Grube erreicht und von diesem reflektiert wird, fügte Paul Hayne, außerordentlicher Professor in, hinzu die Abteilung für Astrophysik und Planetenwissenschaften an der University of Colorado, Boulder.
Die Größe der Höhle sei aufgrund der geringeren Schwerkraft des Mondes und der Auswirkungen, die diese auf die Stabilität der Lavaröhren haben kann, nicht überraschend, da sich größere Höhlen mit geringerem Einsturzrisiko bilden könnten, sagte Hayne, Mitautor von die Studie von 2022, war aber nicht an der neuen Forschung beteiligt. Die meisten Lavaröhren der Erde befinden sich auf Hawaii, auf den Kanarischen Inseln, in Australien und Island und haben einen Durchmesser von 33 bis 98 Fuß. Eine Studie vom August 2020 hatte ergeben, dass Lavaröhren auf dem Mond einen Durchmesser von 1 Kilometer (3280,84 Fuß) erreichen könnten.
„Wir sollten uns nicht allzu sehr wundern, wenn zukünftige Erkundungen noch größere Höhlen zutage fördern. Wir bekommen einen Einblick in das innere Vulkansystem des Mondes“, sagte Hayne in einer E-Mail.
Die Autoren der neuen Studie stellten fest, dass die Höhle möglicherweise flach oder in einem Winkel von maximal 45 Grad geneigt ist, was darauf hindeutet, dass sie wahrscheinlich zugänglich wäre, sagte Carrer.
Aber aufgrund der Tiefe dieser Höhle (und möglicherweise auch anderer Mondhöhlen) könnte es etwas Kreativität erfordern, Astronauten auf den Boden der Grube zu bringen – möglicherweise mit der Verwendung von Kletterausrüstung wie Seilen und Sicherungsgeräten sowie größeren Kabeln für Ausrüstung und Ausrüstung Baumaterialien, sagte Hayne. Letztendlich könnte der Prozess eine dauerhaftere Struktur wie einen Lastenaufzug beinhalten, fügte er hinzu.
Weitere Ideen für die Erkundung der tiefen Grube Mare Tranquillitatis und der neu entdeckten Höhle darin umfassen einen Roboterkran, mit dem ein Astronaut oder Rover auf den Boden abgesenkt werden könnte, was derzeit von der Europäischen Weltraumorganisation erforscht wird.
Noah Petro, Leiter des Labors für Planetengeologie, Geophysik und Geochemie der NASA, bemerkte, dass Himmelsbeobachter, die den Mond beobachten, Mare Tranquillitatis, wo die Höhle entdeckt wurde, identifizieren können, indem sie nach einer großen, dunklen Ebene suchen. Er empfahl, am 20. Juli nach oben zu schauen und einen Blick auf die Stätte zu werfen, um den 55. Jahrestag der Landung von Apollo 11 zu feiern, der ersten Mission, die Menschen auf den Mond brachte.
„Die Entdeckung der (Gruben und potenziellen Höhlen) liegt mehrere Jahre zurück, (aber) diese neuen Informationen aus den Radardaten sagen: ‚Oh, wow.‘ Sie sind etwas größer als wir erwartet hatten“, sagte Petro, der Projektwissenschaftler sowohl für den Lunar Reconnaissance Orbiter als auch für Artemis III ist, eine Mission, deren Ziel es ist, zum ersten Mal seit Apollo 17 im Jahr 1972 Menschen auf dem Mond zu landen. Petro war an der neuen Studie nicht beteiligt.
„LRO ist nun seit 15 Jahren auf dem Mond und hat einige unglaubliche Datensätze erstellt, die unsere Sicht auf den Mond verändern und für solche Entdeckungen genutzt werden“, sagte Petro. „(Die Höhle) ist eine dieser wunderbaren Überraschungen, die der Mond immer für uns bereithält.“
