Stabilisation localisée des tubes de lave lunaire

Une étude de l'Université Purdue suggère que la Lune contient un certain nombre de larges tubes de lave souterrains, jusqu'à 5000 m de large et environ 1500 m de haut, dans lesquels des villes souterraines pourraient être construites. De tels tubes protégeraient les résidents potentiels du rayonnement cosmique et des températures extrêmes à la surface.

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Avant de construire quoi que ce soit dans de tels tubes, l'intérieur des tubes de lave devrait être inspecté pour l'intégrité de la roche et où des faiblesses localisées ont été trouvées, celles-ci devraient être corrigées. Le risque qu'un rocher ou un coin de rocher se déloge de l'arrière / du toit / du plafond ou des murs du tube et tombe sur des personnes, des installations, du matériel ou des bâtiments devrait être atténué.

Quelle serait la meilleure façon de stabiliser les points faibles locaux de la surface interne des tubes de lave?

Par exemple, voici quelques outils et techniques courants pour ajouter de la stabilité aux structures naturelles et artificielles:

Boulons de câble tendus
Boulons d'ancrage
Béton projeté
Béton projeté, maille et boulons en acier
Revêtement en béton par coffrage, par opposition au béton projeté
Revêtements polymères
Revêtements céramiques

civil-engineering geotechnical-engineering reinforcement

— Fred
source

Si quelque chose était sur le point de tomber, pourquoi ne pas le faire tomber tout de suite, avant de construire une ville en dessous?

— Dave Tweed

@DaveTweed: Vrai, mais un endroit rugueux résultera du site de chute qui devrait être scellé. Tout ce qui tombe d'une hauteur de 1000 à 1500 m endommagerait tout ce qu'il heurterait, même un petit rocher. Si le site de chute n'est pas scellé, un démêlage supplémentaire de la roche pourrait se produire, créant un problème encore plus grave.

— Fred

La grotte n'aurait-elle pas besoin d'être scellée pour pouvoir être mise sous pression? Ensuite, l'inquiétude ne serait pas vraiment quelque chose de tomber, mais de s'éteindre. Je pense qu'un polymère transparent serait cool, je ne sais pas comment nous allons le faire là-haut.

— jhabbott

@jhabbott: Bon point sur la pressurisation possible. Cela faciliterait la mobilité des personnes qui y vivent. Peut-être qu'une partie de la réponse est de construire des dômes dans les tubes qui pourraient être mis sous pression et pourraient offrir une certaine protection contre les chutes de pierres. Comme je l'ai dit dans mon commentaire à Dave Tweed, tout ce qui tombe de 1000 m + fera beaucoup de dégâts, même dans le 1/3 g de la Lune. La réduction du risque de chutes de pierres serait toujours une priorité. En tant que personne impliquée dans les infrastructures souterraines, je sais que le maintien de l'intégrité de la surface d'une ouverture souterraine est la clé de la stabilité

— Fred

Le moyen naturel de le stabiliser est de le mettre sous pression. La pression atmosphérique normale est d'environ 100 kPa. Pour ce faire, un gigantesque revêtement étanche à l'air doit être inséré dans le tube de lave. Il serait un peu plus grand que la caverne afin de transférer les charges de pression sur les parois rocheuses et l'étanchéité. Un équilibre délicat doit être conçu entre la pression de la roche induite par gravité et la pression interne du gaz. C'est une tâche d'ingénierie difficile, mais elle semble plus réaliste que les travaux d'ingénierie à grande échelle sous la surface lunaire.

Comme avantage, cette solution fournira un grand espace habitable.

Un précédent existe dans la pratique du génie terrestre lors de la construction de tunnels de métro sous le lit de la rivière.

L'image fournie par la question montre une coupe transversale très «artificielle». La belle analyse FEA peut être répétée avec une coupe transversale plus réaliste et une pression interne incluses.

tube de lave terrestre

Coupe de tube de lave terrestre. Le sol plat de certains tubes de lave est généralement le résultat de sédiments ultérieurs.

— Val
source

L'enveloppe peut être divisée en plusieurs sections isolées avec des sas entre elles.

— Nick Alexeev