Локализованная стабилизация лунных лавовых трубок

Исследование, проведенное в Университете Пердью, показало, что на Луне есть ряд широких подземных лавовых труб шириной до 5000 м и высотой около 1500 м, в которых могут быть построены подземные города. Такие трубки будут защищать потенциальных жителей от космического излучения и экстремальных температур на поверхности.

введите описание изображения здесь

Перед тем, как что-либо строить в таких трубах, необходимо проверить внутреннюю часть лавовых труб на целостность породы, и там, где обнаружены локализованные слабости, их необходимо будет исправить. Необходимо снизить риск того, что камень или клин камня могут соскользнуть со спины / крыши / потолка или стенок трубы и упасть на людей, установки, оборудование или здания.

Как лучше всего стабилизировать любые локальные слабые места на внутренней поверхности лавовых труб?

Например, вот некоторые распространенные инструменты и методы для повышения устойчивости естественных и инженерных структур:

Натяжные кабельные болты
Рок болты
торкрет
Торкрет, стальная сетка и болты
Бетонная облицовка с помощью опалубки, в отличие от торкретирования
Полимерные покрытия
Керамические покрытия

civil-engineering geotechnical-engineering reinforcement

— Фред
источник

Если что-то было на грани падения, почему бы вам не сделать так, чтобы оно упало прямо сейчас, прежде чем строить город под ним?

— Дэйв Твид

@DaveTweed: Верно, но из-за места падения, которое должно быть запечатано, возникнет грубое пятно. Все, что падает с высоты 1000 - 1500 м, может повредить любой удар, даже небольшой камень. Если место падения не будет запечатано, может произойти дальнейшее распутывание породы, создавая еще большую проблему.

— Фред

Разве пещера не должна быть закрыта, чтобы она могла находиться под давлением? Тогда беспокойство на самом деле не было бы чем-то падающим, а разрушающимся. Я думаю, что прозрачный полимер был бы классным, но я не уверен, как мы его получим.

— Джабботт

@jhabbott: Хорошая мысль о возможном повышении давления. Это будет способствовать мобильности людей, живущих там. Может быть, часть ответа заключается в создании куполов внутри труб, которые могут находиться под давлением и могут обеспечить некоторую защиту от камнепадов. Как я уже сказал в своем комментарии к Дейву Твиду, все, что падает с высоты 1000 м +, может нанести большой ущерб, даже в 1/3 г Луны. Снижение риска камнепадов по-прежнему будет приоритетом. Как кто-то, кто был вовлечен в подземную инфраструктуру, я знаю, что поддержание целостности поверхности подземного проема является ключом к стабильности

— Фред

Естественный способ стабилизировать это - создать давление. Нормальное атмосферное давление составляет ~ 100 кПа. Для этого в лавовую трубку следует вставить гигантский воздухонепроницаемый вкладыш . Это было бы немного больше, чем каверна, чтобы перенести нагрузки давления на каменные стены и уплотнение. Сложное равновесие должно быть разработано между гравитационным давлением породы и внутренним давлением газа. Это сложная инженерная задача, но она выглядит более реалистичной, чем крупномасштабные инженерные работы под поверхностью Луны.

В качестве преимущества это решение обеспечит большое жилое пространство.

Прецедент существует в наземной инженерной практике при строительстве тоннелей метро под руслом реки.

Изображение, представленное вопросом, показывает очень «искусственное» сечение. Красивый анализ ВЭД может быть повторен с более реалистичным сечением и включенным внутренним давлением.

земная лавовая трубка

Сечение земной лавовой трубки. Плоский пол некоторых лавовых труб обычно является результатом более поздних отложений.

— Val
источник

Конверт может быть разделен на несколько изолированных секций с воздушными шлюзами между ними.

— Ник Алексеев