NASAの探査機ルナ・リコネサンス・オービター（LRO）がレーダーを使用し、月面下に洞窟が存在することを確認した。このような地質学的特徴が月面基地の設立に重要である理由と、それらが地球と月の共通の宇宙論的起源について何を語るかを解説する。
月周回衛星は数十年前に月面のくぼみを発見した。これらの多くは火山プロセスによって形成された大規模な地下トンネルにつながる開口部と考えられていたが、レーダーデータの分析によってようやく確認されたのである。
月に存在すると考えられているトンネルの一部は溶岩洞であり、これは地球上にも見られる。溶岩が地表から流れ出ると、溶岩流は最終的に冷えて固まり、クラストを形成する。内部の溶岩はまだ溶融状態で、流れ続ける。溶岩が流れ去ると、溶岩洞と呼ばれる空洞トンネルが残る。これらの形成プロセスは地球と月で非常に類似していると考えられている。
最新の研究で使用されたデータは2010年にLROによって収集されたが、最先端の信号処理技術を用いて最近になって分析された。これらの月面のくぼみに向けて鋭角に発射されたレーダー（波長12.6cmの電磁波）が、影のある地下領域を部分的に照らし、測定可能なレーダーエコー信号を生成した。
反射信号のタイミングと振幅により、研究者はシミュレーションと比較し、地下地形の画像を構築することができた。データによると、最大の「静かの海」のくぼみは長さ80メートル、幅45メートルの洞窟につながっており、その面積はサッカー場の約半分に相当する。
月面にはこのような洞窟が数百個存在する可能性が高い。約45億年前、若い地球が火星サイズの原始惑星と激しく衝突し、若い惑星が分裂して現在の地球と月のシステムになったと広く考えられている。
この高エネルギー衝突の後、月は溶融していた可能性がある。したがって、地球上の火山性洞窟と驚くほど類似した、火山起源と思われる洞窟が月に存在することは驚くべきことではない。しかし、宇宙飛行士が火山噴火の危険に直面することを心配する必要はない。月の火山活動は約5000万年前にほぼ完全に終息した。
第二の家？
地球上では、私たちは宇宙からの脅威から保護してくれる、異常に恵まれた環境に住んでいる。例えば、太陽系最大の惑星である木星は、小惑星を重力で地球から引き離すのに適した位置にある。これにより、恐竜の絶滅を引き起こしたような破滅的な小惑星の地球との衝突の頻度が最小限に抑えられている。
地球上の生命にとってあまり明白でない脅威の一つは電離放射線である。太陽系全体は常に、銀河宇宙線と呼ばれる荷電粒子のスープに浸されている。これらは遠方の超新星爆発によって巨大な速度に加速され、地球と衝突するコースに送り込まれる。
さらに、コロナ質量放出と呼ばれる周期的な現象により、太陽からはるかに多くの高エネルギー粒子が私たちの方向に放出されるが、その頻度は低い。
地球の磁場は、荷電粒子を南北両極に導くことで、この放射線から私たちを大きく保護している。これが、高緯度地域の夜空を照らすオーロラの起源である。地球の厚い大気も私たちを保護しているが、それでも私たちはある程度の被ばくを受けている。大気中のより高い場所を飛行する大西洋横断往復便では、旅行者はX線スキャン5回分に相当する放射線量を浴びる。
ここで、大気も顕著な磁場も持たない月のことを考えてみよう。1969年に人類が初めて月面着陸した場所の名前である「静かの海」とはかけ離れて、月面は絶えず高エネルギー放射線に曝されている。
これは、人間が月面基地に住むことに対して深刻な課題を突きつける。月面をはねまわる宇宙飛行士は、大西洋横断便で経験する約10倍、地球表面で受ける約200倍の放射線を浴びることになる。
私たちの体は地球上で経験する一般的に無害な低レベルの背景放射線に対処できるが、高レベルの電離放射線への曝露は深刻な健康上の問題を引き起こす可能性がある。電離放射線が体内で相互作用すると、細胞内の原子を電離し、電子を奪うことがある。この損傷により、DNAが適切に複製されるのを妨げることがあり、極端な場合は細胞死を引き起こす可能性がある。
これらの理由から、月面基地はその住民を保護するために適切な放射線遮蔽を提供する必要がある。しかし、放射線遮蔽は密度の高い物質で最もよく提供されるが、これを地球から月に輸送するのは高コストである。
したがって、最近発見された洞窟のような自然に遮蔽された領域が、月面での人間の居住地として注目されている。これらの洞窟は、住民に130〜170メートルもの固体岩の遮蔽を提供することができ、最高エネルギーの放射線さえも止めるのに十分である。
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