我们能在月球洞穴中生活吗?寻找月球熔岩管栖息地的探索

人类是否能在月球地下洞穴中避难这个问题已经从科幻推测转变为一个积极的美国航天局研究项目。根据Astronomy.com的报道,美国航天局在2026年9月30日选择了一项名为GIMLI的任务,以调查月球表面的一个特定洞孔——Marius Hills Pit——以确定它是否是通往一个巨大隐藏洞穴的入口。

为什么这个话题现在成为新闻

美国航天局选择了一项由位于亚利桑那州 Tucson 的 Planetary Science Institute(PSI)领导的提案,称为GIMLI——Geophysical Instruments for Marius Lunar pit Investigation——以探测位于Oceanus Procellarum地区的Marius Hills Pit,根据PSI自己的公告。主要研究员是Nathaniel 'Than' Putzig,副主要研究员是Gareth Morgan。

PSI与Honeybee Robotics(Blue Origin的子公司)合作构建仪器,而挪威航天局将提供探地雷达。该载荷将通过美国航天局的商业月球有效载荷服务(CLPS)项目前往月球,该项目由美国航天局的PRISM倡议(月球表面有效载荷和研究调查)提供资金,PSI说。尚未确认发射日期。

根据PSI的公告,GIMLI将研究的地下洞穴'有一天可能为宇航员提供一个安全的避难所,使他们能够逃离月球表面存在的辐射和极端温度变化'。PSI自己的文本将其呈现为对洞穴潜力的描述,而不是作为Putzig的个人言辞。

月球熔岩管到底是什么?

数十亿年前,月球上流动的熔岩形成了长的地下通道。当熔融岩石排出或表面地壳冷却和坍塌时,有时会留下开放的隧道——熔岩管——偶尔有洞孔或'坑',其中屋顶塌陷了,根据Astronomy杂志和智利BioBioChile的报道。日本的Kaguya(SELENE)卫星在2008年(根据Astronomy.com)或2009年(根据BioBioChile)摄像了Marius Hills Pit——该坑大致为65 x 90米(213 x 295英尺)宽,根据PSI和Astronomy.com的报道。

另一个已确认的例子是Mare Tranquillitatis pit,距离Apollo 11着陆点约400公里(250英里)。来自美国航天局月球勘测轨道器的雷达数据,由University of Trento研究人员Leonardo Carrer和Lorenzo Bruzzone分析,并在2024年6月15日发表,显示该坑与一个地下洞穴相连,延伸至少40米宽,根据维基百科对该研究的总结。坑本身有一个宽140-146米的外部漏斗和一个约88-100米宽、深度约105米的内部竖井。

为什么洞穴可能比开放表面更好的家

月球表面没有大气,几乎没有磁场,因此它受到银河宇宙射线、偶发的太阳粒子风暴和微陨石的轰击,并在大约一个月长的日夜循环中在极端炎热和极端寒冷之间摇摆。2020年发表在《放射防护杂志》上的一项研究量化了熔岩管与开放表面相比会降低多少辐射照射。

单一的太阳能粒子事件,如2000年7月记录的事件,可能会向表面未屏蔽的人传递约2190毫希沃特,同一项研究发现——一个地下岩石在很大程度上会阻挡的剂量。另外,维基百科引用的Mare Tranquillitatis pit热建模发现,洞穴的永久阴影部分保持在稳定的290K(约17°C)附近。相同的建模发现,坑本身在夜间比周围表面温暖约100K,白天约冷却20K——一个比开放月球表面经历的温度范围更窄的范围,根据维基百科对该研究的总结。

科学家如何计划确认隐藏的洞穴

GIMLI不会仅仅看进坑——它将尝试绘制其下方和旁边的地图。根据PSI和Astronomy杂志的报道,仪器包括探地雷达、主动源地震系统(描述为自Apollo任务以来月球上第一次有意的主动源地震勘测)、用于检测低密度空隙的重力计以及用于拍摄坑墙和周围地形的摄像机。

该团队还包括来自Boise State University、Johns Hopkins University、Lunar and Planetary Institute以及University of Oslo的研究人员,将使用组合数据来估计熔岩管是否以及如何从坑中延伸多远,并研究坑墙中暴露的岩层,以寻找关于月球火山过去的线索。

什么仍然未知

还没有机器人或人类探索过月球洞穴,GIMLI自己的发射日期和着陆器尚未最终确定。科学家还不知道Marius Hills Pit下方任何空洞的确切大小、稳定性或可访问性,甚至已确认的Mare Tranquillitatis洞穴也只是由轨道雷达绘制的,而不是直接访问的。将熔岩管转变为可居住的栖息地仍然需要对空气、压力、照明和密封入口进行工程设计——根据可用的报道,当前任务还没有解决的步骤。

要点

• 根据Astronomy.com,美国航天局在2026年9月30日选择了由PSI领导的GIMLI任务,以调查Marius Hills Pit,这是一个由日本Kaguya卫星在2008年(Astronomy.com)或2009年(BioBioChile)拍摄的65 x 90米的洞孔。
• 2024年一项使用美国航天局月球勘测轨道器雷达数据的研究确认了Mare Tranquillitatis pit下方一个单独的熔岩管洞穴,位于Apollo 11着陆点附近。
• 2020年的一项辐射研究估计,水平熔岩管可以将年度宇宙射线照射从表面的400多毫希沃特降低到1毫希沃特以下。
• GIMLI将使用雷达、地震传感器、重力计和摄像机,通过美国航天局的商业月球有效载荷服务项目进行交付;尚未设定发射日期。