in 2017, Purdue University-onderzoekers hielpen bij het ontdekken van een lavabuis op de maan die astronauten zou kunnen beschermen tegen gevaarlijke omstandigheden op het oppervlak. Nutsvoorzieningen, 3D-beeldreconstructies van lavabuizen op aarde kunnen helpen beoordelen of ze stabiel genoeg zijn om menselijke habitats te bouwen.

Het werk maakt deel uit van Purdue's Resilient ExtraTerrestrial Habitats (RETH), een groep die onderzoekt hoe toekomstige menselijke habitats op de maan of Mars weerbaar kunnen worden gemaakt tegen gevaren zoals straling, temperatuurschommelingen, seismische activiteit en meteorietinslagen. Lavabuizen kunnen een deel van de oplossing zijn.

"Lavabuizen worden gevormd wanneer een vulkaanuitbarsting lava in kanalen op de grond laat stromen, " zei Anahita Modiriasari, een postdoctoraal onderzoeker in Purdue's Lyles School of Civil Engineering. "Het oppervlak van de lavastroom koelt af en vormt een korst bovenop, terwijl de hete lava eronder blijft stromen, een tunnel vormen. We weten dat deze lavabuizen op de maan bestaan, aangezien satellietbeelden openingen op het maanoppervlak hebben laten zien, soms 'dakramen' genoemd."

Wetenschappers weten ook, dankzij Purdue-onderzoek, dat deze lavabuizen veel groter zijn dan die op aarde - mogelijk vele kilometers breed, potentiële bescherming bieden tegen gevaren in de ruimte.

Betekent dit dat ze ideale plekken zouden zijn voor mensen om te leven? "We weten het niet zeker, "Zei Modiriasari. "We kunnen nog geen lavabuizen op de maan of Mars bezoeken. Maar er zijn veel dingen die we kunnen leren door mensen op aarde te bezoeken."

Modiriasari, samen met afgestudeerde studenten Jongseong Choi en Audai Theinat, bezocht onlangs Lava Beds National Monument in Californië om deze lavabuizen te verkennen en een basislijn van informatie vast te stellen. "Dit is een ideaal testbed, "Modriasari zei, "omdat het een soortgelijk basaltgesteente heeft, en het vormde zich op dezelfde manier als die op de maan. Deze lavabuizen hebben ook dakramen, dat is een belangrijke factor die we onderzoeken."

Het team koos specifieke grotten en identificeerde dwarsdoorsneden van rots die de leden wilden onderzoeken. "Ons hoofddoel was om de geomechanische eigenschappen van het basaltgesteente te onderzoeken, " zei Modiriasari. "We waren vooral geïnteresseerd in het plafond van de lavabuis - het aantal en de afstand van de zichtbare breuken, de kenmerken van de gewrichten, de chemische verwering en de sterkte-index van de rotsmassa."

Ze namen ook duizenden foto's - genoeg om een ​​3D-model te reconstrueren dat de essentiële kenmerken van de lavabuis vastlegt. Dit is een taak die een rover of drone mogelijk zou kunnen volbrengen op de maan of Mars.

"Al deze verzamelde gegevens zijn van vitaal belang, "Zei Modiriasari. "We gebruiken het om een ​​geavanceerd model te bouwen van de grootte, sterkte en structurele stabiliteit van de lavabuis. Wat gebeurt er tijdens seismische activiteit? Wat zou er gebeuren als een meteoriet inslaat? Dit helpt ons te beoordelen of soortgelijke lavabuizen op de maan of Mars in staat zouden zijn om een ​​permanente menselijke habitat te herbergen."

RETH combineert de expertise van vele Purdue-onderzoekers, onder leiding van Shirley Dyke, hoogleraar werktuigbouwkunde en civiele techniek. Het onderzoek van Modiriasari wordt geadviseerd door Antonio Bobet, de Edgar B. en Hedwig M. Olson hoogleraar civiele techniek, en Jay Melosh, voorname professor van de aarde, atmosferisch, en planetaire wetenschappen. Andere docenten zijn onder meer Julio Ramirez, de Karl H. Kettelhut hoogleraar civiele techniek, en Dawn Whitaker van de School of Industrial Engineering.

RETH ontving onlangs $ 15 miljoen van NASA om een ​​nieuw Space Technology Research Institute op te richten om de veerkracht te onderzoeken, intelligentie en autonomie van toekomstige menselijke habitats.

"Ik hoor veel positieve feedback wanneer we ons onderzoek presenteren op een ruimteconferentie, "Zei Modiriasari. "Dit is een gloednieuwe toepassing van mijn achtergrond in ondergronds bouwen en tunnelen, in een heel andere omgeving. Het zal heel interessant zijn om tijdens mijn leven mensen op de maan te zien leven."