En 2017, Des chercheurs de l'Université Purdue ont aidé à découvrir un tube de lave sur la lune qui pourrait protéger les astronautes des conditions dangereuses à la surface. Maintenant, Des reconstructions d'images 3D de tubes de lave sur Terre pourraient aider à évaluer s'ils sont suffisamment stables pour construire des habitats humains.

Le travail fait partie des Habitats extraterrestres résilients de Purdue (RETH), un groupe qui étudie comment les futurs habitats humains sur la lune ou sur Mars peuvent être rendus résilients contre des dangers comme les radiations, variations de température, l'activité sismique et les impacts de météorites. Les tubes de lave pourraient faire partie de la solution.

"Les tubes de lave se forment lorsqu'une éruption volcanique envoie de la lave couler dans des canaux sur le sol, " dit Anahita Modiriasari, chercheur postdoctoral à la Lyles School of Civil Engineering de Purdue. "La surface de la coulée de lave se refroidit et forme une croûte sur le dessus, tandis que la lave chaude continue de couler en dessous, formant un tunnel. Nous savons que ces tubes de lave existent sur la lune, comme l'imagerie satellite a montré des ouvertures sur la surface lunaire, parfois appelé « puits de lumière. »

Les scientifiques savent aussi, grâce à la recherche Purdue, que ces tubes de lave sont beaucoup plus grands que ceux de la Terre — potentiellement plusieurs kilomètres de largeur, offrant une protection potentielle contre les dangers spatiaux.

Cela signifie-t-il qu'ils feraient des endroits idéaux pour les humains ? "Nous ne savons pas avec certitude, " Modiriasari a déclaré. "Nous ne pouvons pas encore visiter les tubes de lave sur la lune ou sur Mars. Mais il y a beaucoup de choses que nous pouvons apprendre en visitant ceux sur Terre. »

Modiriasari, avec les étudiants diplômés Jongseong Choi et Audai Theinat, a récemment visité le Lava Beds National Monument en Californie pour explorer ces tubes de lave et établir une base d'informations. "C'est un banc d'essai idéal, " Modiriasari a dit, "parce qu'il a une roche basaltique similaire, et il s'est formé de la même manière que ceux de la lune. Ces tubes de lave ont également des lucarnes, c'est un facteur important que nous étudions."

L'équipe a choisi des grottes spécifiques et identifié des sections transversales de roche que les membres voulaient étudier. "Notre objectif principal était d'étudier les propriétés géomécaniques de la roche basaltique, " a déclaré Modiriasari. "Nous étions particulièrement intéressés par le plafond du tube de lave - le nombre et l'espacement des fractures visibles, les caractéristiques des articulations, l'altération chimique et l'indice de résistance de la masse rocheuse."

Ils ont également pris des milliers de photos, suffisamment pour reconstruire un modèle 3D capturant les caractéristiques essentielles du tube de lave. C'est une tâche qu'un rover ou un drone pourrait potentiellement accomplir sur la Lune ou sur Mars.

"Toutes ces données collectées sont vitales, " Modiriasari a déclaré. "Nous l'utilisons pour construire un modèle avancé de la taille, résistance et stabilité structurelle du tube de lave. Que se passe-t-il pendant l'activité sismique ? Que se passerait-il si une météorite frappait ? Cela nous aide à évaluer si des tubes de lave similaires sur la Lune ou sur Mars seraient capables d'héberger un habitat humain permanent."

RETH combine l'expertise de nombreux chercheurs de Purdue, dirigé par Shirley Dyke, professeur de génie mécanique et génie civil. Les recherches de Modiriasari sont conseillées par Antonio Bobet, le professeur Edgar B. et Hedwig M. Olson de génie civil, et Jay Melosh, distingué professeur de terre, atmosphérique, et les sciences planétaires. Les autres membres du corps professoral comprennent Julio Ramirez, le professeur Karl H. Kettelhut de génie civil, et Dawn Whitaker de l'École de génie industriel.

RETH a récemment reçu 15 millions de dollars de la NASA pour créer un nouvel institut de recherche sur les technologies spatiales afin d'étudier la résilience, intelligence et autonomie des futurs habitats humains.

"J'entends beaucoup de retours positifs chaque fois que nous présentons nos recherches lors d'une conférence spatiale, " a déclaré Modiriasari. " Il s'agit d'une toute nouvelle application de mon expérience dans la construction souterraine et le creusement de tunnels, dans un environnement très différent. Ce sera très intéressant de voir des humains vivre sur la lune de mon vivant."