Лавовые трубы образовались, когда лава, бежавшая по поверхности Луны, начала остывать. Верхняя часть лавы формировала твердую корку, тогда как расплавленная часть продолжала растекаться под ней и, в конечном итоге, прорезала себе путь в более глубокие приповерхностные слои спутника, образуя полый трубчатый канал. Получились древние и пока нетронутые пещеры. Такие лавовые трубы есть и на Земле.

На Луне астронавтам придется справляться с экстремальными перепадами температур — от −173°С в лунную ночь до +127°C в лунный день. Лавовые трубы предоставляют естественную среду с постоянной температурой, если герметично закрыть выход, и это делает их привлекательным вариантом для работы на лунной поверхности. Они также защищают от радиации и ударов метеоритов, создавая прочный барьер из твердой породы над головой. Эти природные пещеры могут служить надежным убежищем для астронавтов.

Различные группы ученых из разных стран и агентств изучали идею использования лавовых труб в качестве убежища при колонизации Луны и Марса. На недавней конференции в Китае Чжан Чунфэн из Шанхайской академии космических технологий представил исследование подземного мира лавовых труб. Ученые изучили китайские лавовые трубы, чтобы понять, как их использовать на Луне.

По словам Чжана, существует много общих черт между лунными и земными лавовыми трубами. И на Луне, и на Земле у них есть два типа входов: вертикальные и наклонные. Большая часть открытых лунных труб — это вертикально открывающиеся трубы, но это может быть связано с нашим углом обзора. Отверстия называются «окнами» — в этих местах потолок обрушивается и оставляет накопление обломков на полу трубы непосредственно под ним. Чтобы проникнуть внутрь через такие окна, требуется либо полет, либо вертикальное подъемное оборудование.

С наклонными входами все проще. Не исключено, что марсоходы могут просто въехать в них, хотя часть завалов, вероятно, придется расчистить. По словам Чжана, это предпочтительный вариант, который облегчит исследование лунных подземелий. Китай отдает приоритет лунным лавовым трубкам в Mare Tranquillitatis (Море Спокойствия) и Mare Fecunditatis (Море Плодородия) для исследования.

Китай планирует создать роботизированную систему для исследования лунных пещер. Основной зонд будет иметь колеса или ножки, чтобы адаптироваться к сложной местности и преодолевать препятствия. Он также получит научную полезную нагрузку. Дополнительные транспортные средства, такие как ползающие, катящиеся или прыгающие зонды, смогут отделяться от основного зонда для дополнительной разведки, обеспечения связи или подзарядки. Эти вспомогательные аппараты будут оборудованы научными инструментами для изучения лунной пыли, радиации и наличия водяного льда. Кроме того, Китай намерен разработать робота с использованием микроволновых и лазерных радаров, который сможет детальнее исследовать лавовые трубы на Луне.

В перспективе Китай создаст долговременную подземную исследовательскую базу с экипажем в одной из лунных лавовых труб с центром поддержки энергетики и связи у входа в пещеру. Территория будет благоустроена, а база будет включать в себя как жилые, так и исследовательские объекты внутри трубы.