Stabilizzazione localizzata di tubi di lava lunari

Uno studio della Purdue University suggerisce che la Luna contiene una serie di larghe tubature sotterranee di lava, larghe fino a 5000 me alte circa 1500 m, in cui potrebbero essere costruite città sotterranee. Tali tubi proteggerebbero i potenziali residenti dalle radiazioni cosmiche e dagli estremi della temperatura sulla superficie.

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Prima di costruire qualsiasi cosa in tali tubi, l'interno dei tubi di lava dovrebbe essere ispezionato per l'integrità della roccia e dove sono stati riscontrati punti deboli localizzati, questi dovrebbero essere riparati. Dovrebbe essere mitigato il rischio che una roccia o un cuneo di roccia si sposti dalla parte posteriore / dal tetto / dal soffitto o dalle pareti del tubo e cadano su persone, impianti, attrezzature o edifici.

Quale sarebbe il modo migliore per stabilizzare eventuali punti deboli locali nella superficie interna dei tubi di lava?

Ad esempio, ecco alcuni strumenti e tecniche comuni per aggiungere stabilità alle strutture naturali e ingegnerizzate:

Bulloni per cavi tesi
Bulloni da roccia
Calcestruzzo spruzzato
Shotcrete, maglia d'acciaio e bulloni
Rivestimento in calcestruzzo tramite casseforme, anziché calcestruzzo proiettato
Rivestimenti polimerici
Rivestimenti ceramici

civil-engineering geotechnical-engineering reinforcement

— Fred
fonte

Se qualcosa stava per cadere, perché non dovresti semplicemente farlo cadere subito, prima di costruire una città sotto di essa?

— Dave Tweed,

@DaveTweed: Vero, ma dal sito di caduta risulterà un punto difficile che dovrebbe essere sigillato. Qualunque cosa che cada da un'altezza di 1000 - 1500 m danneggerebbe qualsiasi cosa colpisse, anche una piccola roccia. Se il sito di caduta non è stato sigillato, potrebbe verificarsi un ulteriore disfacimento della roccia, creando un problema ancora più grande.

— Fred,

La grotta non avrebbe bisogno di essere sigillata per poter essere pressurizzata? Quindi la preoccupazione non sarebbe davvero qualcosa che cade dentro, ma esplode. Penso che un polimero trasparente sarebbe bello, non sono sicuro di come lo faremo lì.

— Jhabbott,

@jhabbott: buon punto sulla possibile pressurizzazione. Faciliterebbe la mobilità delle persone che vivono lì. Forse parte della risposta è costruire cupole all'interno dei tubi che potrebbero essere pressurizzate e potrebbero offrire una certa protezione contro le cadute. Come ho detto nel mio commento a Dave Tweed, qualsiasi cosa che cade da 1000 m + farà molto danno, anche nei 1/3 g della Luna. Ridurre il rischio di caduta massi sarebbe comunque una priorità. Come qualcuno che è stato coinvolto in infrastrutture sotterranee, so che mantenere l'integrità della superficie di un'apertura sotterranea è la chiave per la stabilità

— Fred

Il modo naturale per stabilizzarlo è pressurizzarlo. La normale pressione atmosferica è di ~ 100 kPa. Per fare ciò, un gigantesco rivestimento ermetico deve essere inserito all'interno del tubo di lava. Sarebbe un po 'più grande della caverna per trasferire i carichi di pressione alle pareti rocciose e sigillare. È necessario progettare un equilibrio delicato tra la pressione della roccia indotta dalla gravità e la pressione interna del gas. È un compito ingegneristico impegnativo, ma sembra più realistico di quanto l'ingegneria su larga scala funzioni sotto la superficie lunare.

Come vantaggio, questa soluzione fornirà un ampio spazio abitabile.

Un precedente esiste nella pratica dell'ingegneria terrestre durante la costruzione di tunnel della metropolitana sotto il letto del fiume.

L'immagine fornita dalla domanda mostra una sezione molto "artificiale". La bellissima analisi FEA può essere ripetuta con una sezione trasversale più realistica e pressione interna inclusa.

tubo di lava terrestre

Incrocio del tubo di lava terrestre. Il pavimento piatto di alcuni tubi di lava è solitamente il risultato di sedimenti successivi.

— Val
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La busta può essere divisa in più sezioni isolate con airlock tra di loro.

— Nick Alexeev,