美國國家航空暨太空總署(NASA)已選定一項由行星科學研究所(PSI)領導的提案,以確定月球一個坑洞的開口下方是否延伸著一個可能巨大的洞穴。如果存在這樣的洞穴,未來將能為太空人提供天然的輻射防護,以及抵禦月球表面劇烈的溫度變化。
該計畫將透過 NASA 的「月面酬載與研究探測計畫」(PRISM)獲得資金。PRISM 計畫透過「商業月球酬載服務」(CLPS)倡議的供應商所提供的太空載具,將科學儀器送往月球表面。
這項名為「馬里烏斯月球坑洞探測地球物理儀器」(GIMLI)的選定計畫,由 PSI 副所長兼資深科學家 Than Putzig 領導。PSI 正與 Honeybee Robotics 合作,該公司將負責建造任務的大部分設備和儀器。這些儀器將搭乘透過 CLPS 倡議提供的著陸器和探測車前往月球。PSI 的工作也將與挪威太空總署合作進行。
PSI 所長兼執行長 Amanda Hendrix 表示:「GIMLI 代表了 PSI 致力追求的宏偉行星科學目標。Than 和他的團隊正將我們從軌道上研究的科學問題,發展出直接在月球上進行調查的方法。我們很高興由 PSI 領導這項努力,並與 NASA 和 Honeybee Robotics 合作,以更深入了解月球及其火山活動的過去。」
從軌道研究月球的科學家們發現了令人信服的證據,表明月球表面下方可能隱藏著洞穴和熔岩管。GIMLI 將專注於馬里烏斯山坑洞(MHP),這是月球上火山活動最多樣化地區之一的一個巨大開口。與月球上發現的其他坑洞一樣,MHP 可能提供通往古代火山活動所形成地下結構的入口。
GIMLI 將讓研究人員有機會直接從月球表面檢查 MHP,而不是僅依賴從上方進行觀測。
雷達和地震感測器將搜尋熔岩管
Putzig 分享道:「我長久以來一直希望能將主動式地震探測方法重新引入行星科學,因為自從阿波羅太空人首次在月球進行地震調查以來,這種方法基本上就沒有被使用過了。將這種方法與探地雷達和重力測量結合起來,更令人興奮,因為這些方法結合起來將使我們能更好地了解月球的地下特性,包括預期會探測到從馬里烏斯山坑洞延伸出去的熔岩管。」
為了探測地下情況,GIMLI 將結合探地雷達、地震感測器和重力儀。相機也將拍攝月球表面和坑洞暴露的壁面。這些儀器結合使用,將搜尋從 MHP 延伸出去的可能地下空腔,如果探測到,將有助於科學家估計其尺寸。
Honeybee Robotics,一家 Blue Origin 公司,將是 PSI 在此計畫上的商業合作夥伴。該公司將提供專案管理服務,並為主動式地震系統、重力儀和相機建造儀器。Honeybee Robotics 也將協助將科學儀器整合到著陸器和探測車上。與 PSI 一同,該公司將在太空載具抵達月球表面後領導儀器操作。
即使沒有發現洞穴也會揭示新的月球地質
即使研究人員沒有發現洞穴或熔岩管,該任務仍可能產生重要的發現。它的測量結果有助於解決另一個主要問題:馬里烏斯山坑洞是如何形成的?
透過檢查 MHP 周圍和下方的物質,科學家們可以獲得關於該坑洞起源以及更廣泛地區的地質和火山歷史的新線索。
該團隊還計劃研究的內容不僅限於可能的地下結構。周邊地區經歷了漫長的火山活動歷史,MHP 的壁面暴露了通常埋藏在地下的表層土和熔岩流層。檢查這些層次可以顯示熔岩曾經如何流動於月球地表之上和之下,以及單次噴發之間是否間隔了很長的時間。
月球坑洞不僅有價值,因為它們的壁面暴露了原本隱藏的地質。任何與它們相連的地下空間也可能保存著有助於塑造月球的火山過程的證據。
一窺月球火山活動的過去
PSI 資深科學家兼 GIMLI 計畫副首席研究員 Gareth Morgan 解釋道:「證實一個實質的熔岩管將使我們能夠深入了解月球上的火山活動是如何運作的。熔岩管是地球上玄武岩火山活動的常見特徵,因此在月球上發現它們意味著我們可以利用對這些地球洞穴的知識,來更好地理解月球的歷史。」
除了 PSI 和 Honeybee Robotics,GIMLI 團隊還包括來自博伊西州立大學、約翰霍普金斯大學、月球與行星研究所和奧斯陸大學的聯合研究員。挪威太空總署將提供探地雷達。


