התוכניות לפעילות ארוכת טווח של בני אדם על הירח, על מאדים, ובמקומות אחרים במערכת השמש עוברות דרך חקר המערות בפני השטח, העשויות לשמש בסיס מוגן ואולי אפילו מקור למים

אחד התחומים העומדים בחזית המחקר הפלנטרי הוא חקר מערות על כוכבי לכת וירחים, עקב ההשלכות מרחיקות הלכת עבור התיישבות אנושית עתידית ועבור האפשרות לקיום צורות חיים מחוץ לכדור הארץ. פתחי מערות ניצפו בתצלומי לוויין בירח ובמאדים, ובנוסף, שקעים הנראים כקריסות לחללים פנימיים ניצפו גם בכוכבי לכת וירחים אחרים, באסטרואידים ואף בשביט

הסביבה בפני השטח של הירח ושל מאדים היא עויינת לחיים, עקב חשיפתה לקרינה חזקה מהחלל, לפגיעת מטאוריטים, ולמשרעת טמפרטורות גדולה. אם אכן פתחי המערות הנצפים מתרחבים לחללים תת קרקעיים, ההנחה היא שהם יכולים לספק סביבה מוגנת מפני הקרינה ומפני פגיעת המטאוריטים, וקיימים בהם תנאי מיקרו-אקלים ידידותיים בהרבה מאשר בחוץ.

מערות פלנטריות הן יעד מרכזי עבור תכנון התיישבות קבע על הירח ועל מאדים. הפוטנציאל לבנייה במערות ענק אלו הוא שחקן כלכלי וטכנולוגי מרכזי בדרך לצמצום נרחב של עלויות מיזמים עתידיים להקמת מושבות שם ולשיגור בני אדם אליהן. היתרון העיקרי בשימוש במערות לצרכי בנייה הוא האפשרות לשימוש בחומרי בנייה קלים במיוחד, מכיוון שלא יידרשו לתמוך במשקל מערכות המיגון שאינן נחוצות. בנוסף, מעטפת המבנה איננה צריכה לשאת את רוב משקלה במערה, מכיוון שהיא יכולה להיתמך על ידי הקירות והתיקרה, או לחילופין להיתמך על ידי שימוש בלחץ אוויר פנימי בלבד. הציוד הנלווה למגורים ולביצוע המשימות, אשר כיום מושקע כסף רב בתכנונו לעמידה ותיפקוד בתנאי החוץ הקשים, יוכל להידמות לכלים רגילים ולהיבנות מחומרים סטנדרטיים יותר. 

סלע האם המסיבי של קירות המערה הוא מצרך נדיר יחסית לפני השטח של הירח או של מאדים, שרובם מכוסים ברסק סלעים ובאבק. סלע זה מאפשר עגינה קלה ונגישה עבור ציוד מסיבי הדורש נקודה כזו להפעלתו. בתוך המערה קיימת אפשרות גדולה יותר להרחקת האבק הרב שבפני השטח, העלול לפגוע בציוד, כפי שקרה במשימות אפולו לירח. בזמן השהייה במערה צוות האסטרונאוטים יכול לעבוד בחליפות קלות ופשוטות יותר מאלו הדרושות לפעילות על פני השטח, המאפשרות תנועה גמישה וביצוע משימות מהיר יותר, ובכך גם תורמות להפחתת בלאי השימוש בחליפות המיגון היקרות יותר.

מה נגלה אם נרד למטה? צילום לוויין של לוע הר הגעש Pavonis במאדים | צילום: JPL / UNIVERSITY OF ARIZONA / NASA / SCIENCE PHOTO LIBRARY
מה נגלה אם נרד למטה? צילום לוויין של מערה על שיפולי הר הגעש Pavonis במאדים | צילום: JPL / UNIVERSITY OF ARIZONA / NASA / SCIENCE PHOTO LIBRARY

חלל מוגן

החזרת האנושות לירח, הפעם כדי להישאר, והגעתה למאדים תדרוש שימוש במשאבים מקומיים (ISRU) כדי להפחית עלויות לתחום סביר יותר. המשאב החשוב ביותר לשימוש אחרי המערה עצמה, לפחות בטווח הקצר, הוא מים. אם אותם פתחי מערות אכן מהווים דלת למערכת חללים תת קרקעית שאינה חשופה לשמש, יש סבירות גבוהה להימצאות קרח בחללים אלו. אם זה אכן כך, המערות הפלנטריות משנות את כללי המשחק עבור האפשרות לקיום ארוך טווח של מושבה בירח ובמאדים. משאבים נוספים, כגון מחצבים, עשויים להימצא גם הם במערות, כתלות במנגנון שיצר את החללים האלו, ושאותם יש לחקור.

רציפות תנאי הסביבה המשופרים בתוך המערות מציבים אותן כמוקד עניין מרכזי גם עבור חוקרים הבוחנים את אפשרות לקיום צורות חיים אחרות מחוץ לכדור הארץ. מחקרים בסביבות ארציות דומות הראו שההגנה שסיפקו המערות איפשרה את שרידות החיים גם בתקופות עוינות במיוחד בעברו של כדור הארץ.

עד עתה פתחי החללים והפוטנציאל להתרחבותם בתת הקרקע נחקרו אך ורק באמצעים של חישה מרחוק, מלוויינים החגים סביב גרמי השמיים האלה: חיבור מספר תמונות חופפות איפשר להעריך את גיאומטריית הפתחים ועומקם, מדידות תרמיות איפשרו לחקור את תנודות הטמפרטורה בתוך הפתחים ושימוש במכ"מ חודר קרקע ובמדידות כבידה עזר להעריך את המשכיות ורציפות החללים בתת הקרקע.

אסטרונאוטים מחמש סוכנויות חלל חוקרים מערה בסרדיניה, כהכנה למשימות על הירח או על מאדים | צילום: V.CROBU, ESA
מתאמנים על כדור הארץ: אסטרונאוטים מחמש סוכנויות חלל חוקרים מערה בסרדיניה, כהכנה למשימות על הירח או על מאדים | צילום: V.CROBU, ESA

דרוש מחקר

למרות שיטות האיסוף הרבות, המידע שלנו על המערות הפלנטריות עדיין דל ביותר. עקב המחסור במידע אנו גם לא יכולים לקבוע במדויק כיצד נוצרו החללים, מה שהיה מאפשר לנו לשער טוב יותר מה נמצא בתוכם. חלק מהפתחים מוסברים כצינורות לבה עיליים המוכרים לנו מכדור הארץ, ומעידים על פעילות וולקנית נרחבת המלמדת על הרכב המגמה בתת הקרקע ועל היסטוריית פעילותה. חלק אחר מהפתחים מוסברים כחללים שנוצרו מסדקי התרחבות טקטונית בעומק, לעיתים באסוציאציה עם דחיקה מגמטית על גבי אותם מישורים (Dikes). קיימות תיאוריות נוספות המחייבות מחזור הידרולוגי בתת-הקרקע והמסת מלחים החבויים בעומק, בדומה להיווצרות מערות קרסטיות בסלעי גיר או בדומה לבולעני ים-המלח. מנגנון היווצרותה של המערה משליך על מבנה החלל הפנימי ועל אפשרויות השימוש בו.

לכן, עצם מיפוי המערות ומחקרן הוא שלב קריטי בדרך למימוש האפשרויות שהוזכרו לעיל. המגבלות הטכנולוגיות שעליהן יש להתגבר כדי לבצע סקר רובוטי או אנושי בתוך המערה הן מיכשולי העבירות שבפתח המערה האנכי ובחלל הפנימי הלא ידוע, וכמו כן מגבלת תקשורת בין פנים המערה והחוץ. סקר מדעי לאיפיון חללי המערות, יציבותן, הרכבן ומוצאן, הוא צעד מרכזי ונחוץ בדרך לקידום חקר מערכת השמש כולה.

0 תגובות