Estabilização localizada de tubos de lava lunares

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Um estudo da Universidade de Purdue sugere que a Lua contém vários tubos de lava subterrâneos largos, com até 5000 m de largura e cerca de 1500 m de altura, nos quais cidades subterrâneas podem ser construídas. Tais tubos protegiam os residentes em potencial da radiação cósmica e dos extremos de temperatura na superfície.

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Antes de construir qualquer coisa nesses tubos, o interior dos tubos de lava precisaria ser inspecionado quanto à integridade da rocha e, onde foram encontradas fraquezas localizadas, elas precisariam ser corrigidas. O risco de uma rocha ou uma cunha de rocha se deslocar das costas / teto / teto ou paredes do tubo e cair sobre pessoas, instalações, equipamentos ou edifícios precisaria ser mitigado.

Qual seria a melhor maneira de estabilizar pontos fracos locais na superfície interna dos tubos de lava?

Por exemplo, aqui estão algumas ferramentas e técnicas comuns para adicionar estabilidade a estruturas naturais e projetadas:

  • Parafusos de cabo tensionado
  • Parafusos de rocha
  • Shotcrete
  • Betão, malha de aço e parafusos
  • Revestimento de concreto via forma de trabalho, em oposição ao concreto projetado
  • Revestimentos de polímeros
  • Revestimentos cerâmicos
civil-engineering geotechnical-engineering reinforcement Fred
fonte
Se algo estava prestes a cair, por que você não faria isso imediatamente, antes de construir uma cidade sob ela?
Dave Tweed
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@DaveTweed: Verdade, mas um ponto difícil resultará do local da queda, que precisaria ser lacrado. Qualquer coisa que caia de uma altura de 1000 a 1500 m danificaria o que atingisse, mesmo uma pequena pedra. Se o local da queda não for selado, poderão ocorrer novos desvios de rochas, criando um problema ainda maior.
Fred
A caverna não precisaria ser selada para poder ser pressurizada? Então, a preocupação não seria realmente algo caindo, mas explodindo. Eu acho que um polímero transparente seria legal, mas não sei como vamos colocá-lo lá.
jhabbott
@ jhabbott: Bom argumento sobre a possível pressurização. Facilitaria a mobilidade das pessoas que moram lá. Talvez parte da resposta seja construir cúpulas dentro dos tubos que possam ser pressurizadas e oferecer alguma proteção contra quedas de rochas. Como eu disse no meu comentário a Dave Tweed, qualquer coisa que caia de 1000 m + causará muito dano, mesmo nos 1/3 g da Lua. Reduzir o risco de queda de rochas ainda seria uma prioridade. Como alguém que esteve envolvido em infra-estruturas subterrâneas Eu sei que a manutenção da integridade da superfície de uma abertura subterrânea é fundamental para a estabilidade
Fred

Respostas:

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A maneira natural de estabilizá-lo é pressurizá-lo. A pressão atmosférica normal é de ~ 100 kPa. Para fazer isso, um revestimento impermeável gigantesco deve ser inserido dentro do tubo de lava. Seria um pouco maior que a caverna para transferir cargas de pressão para paredes de pedra e vedação. Um equilíbrio complicado deve ser projetado entre a pressão da rocha induzida pela gravitação e a pressão interna do gás. É uma tarefa desafiadora de engenharia, mas parece mais realista do que a engenharia de larga escala trabalha na superfície lunar.

Como benefício, esta solução fornecerá um grande espaço habitável.

Existe um precedente na prática de engenharia terrestre durante a construção de túneis de metrô sob o leito do rio.

A imagem fornecida pela pergunta mostra uma seção transversal muito 'artificial'. A bela análise FEA pode ser repetida com seção transversal mais realista e pressão interna incluída.

tubo de lava terrestre

Cruzamento do tubo de lava terrestre. O piso plano de alguns tubos de lava geralmente é resultado de sedimentos posteriores.

Val
fonte
O envelope pode ser dividido em várias seções isoladas com câmaras de ar entre elas.
precisa