Alla larga dalla regolite volante

A Cape Canaveral, non molto lontano dalla piattaforma di lancio dello Shuttle, c’è un grosso buco nella recinzione. Il suo messaggio: attenzione alle rocce volanti.

Phil Metzger esamina un foro nella

recinzione nei pressi del pad di

lancio dello Shuttle

“I potenti scarichi dei razzi booster dello Shuttle scavano il terreno sottostante sparando via grossi pezzi di cemento” ci spiega il fisico Phil Metzger del KSC. “Durante alcuni lanci, massi di cemento che arrivano fino a mezzo metro di larghezza vengono catapultati a circa 500 metri di distanza, viaggiando abbastanza veloci da spezzare pali della luce e forare recinzioni in ferro.”

Questo non è un problema, finchè le persone e l’equipaggiamento sono tenuti a distanza di sicurezza. Ma, si domanda Metzger, cosa succederebbe se tutto ciò accadesse sulla Luna?

La NASA ha in programma il ritorno sul nostro satellite entro il prossimo decennio con progetti per stabilire una permanenza duratura. Ci saranno avamposti, rover, depositi per lo stoccaggio ed equipaggiamento minerario. I veicoli spaziali atterreranno e ripartiranno ad oltranza – sollevando detriti che potrebbero volare molto più lontano delle rocce di Cape Canaveral. Metzger è già al lavoro per analizzare a fondo la problematica nei laboratori del Granular Mechanics and Surface Systems del KSC.

“Le rocce non sono un problema,” afferma. Le navi spaziali lunari saranno ben più piccole dello Shuttle e non avranno bisogno di così tanta energia per sfuggire alla gravità lunare. Filmati fatti dall’Apollo 6 circa i suoi atterraggi e partenze non hanno mostrato nulla di più grande di granelli di ghiaia rotolati via spinti dai gas di scarico del razzo. Ma è proprio su questi ultimi elementi che Metzger sta focalizzando l’attenzione: la “polvere lunare” (regolite)

Qui sulla Terra, nessuno presta molta attenzione a polvere o sabbia sollevate dai propulsori di lancio perchè “l’atmosfera rallenta rapidamente le particelle leggere, che cadono impotenti al suolo dopo pochi metri, ” ci spiega. Ma sulla Luna? “Non c’è nessuna atmosfera che rallenti le piccole particelle.” La sabbia fine può percorrere enormi distanze ad alta velocità, investendo tutto ciò che incontra lungo la sua traiettoria.

Sopra: Lunar Lander in atterraggio. Rappresentazione artistica

Questa non è solo una teoria. Nel novembre del 1969, il Lunar Module dell’Apollo 12 atterrò a circa 200 metri dal Surveyor3, una sonda robotica atterrata sulla Luna nell’aprile 1967. Gli astronauti dell’Apollo 12 camminarono fino al Surveyor3 per fotografarlo e per riportare alcuni reperti sulla Terra. Notarono subito che buona parte del Surveyor 3, che al momento del lancio era di colore bianco puro, si era scurito fino a diventare marrone – il risultato di 2 anni e mezzo di esposizione alle estreme condizioni lunari.

Ma il lato del Surveyor 3 visibile dal LM fu investito dalla sabbia sollevata durante l’atterraggio riportandolo al colore originale. Per contro, “ogni catena, cavo, o braccetto che impediva al getto di sabbia l’impatto diretto, aveva lasciato incise ombre sulle zone sottostanti” asserisce Metzger. Dall’esaminazione dei reperti, gli scienziati hanno calcolato che le dimensioni delle particelle coinvolte nella formazione del getto sabbioso dovevano essere comprese tra 1 e 10 micrometri.

Anche le superfici “ripulite” furono tempestate da centinaia di microscopici crateri da impatto che oscillavano tra 30 e 60 micrometri di diametro causati da particelle più o meno della stessa dimensione che viaggiavano ad alta velocità. Oltretutto, la fine sabbiolina si era insinuata in piccole crepe e fessure, incluso l’interno della fotocamera del Surveyor.

Missione Apollo 12. Atterraggio

nei pressi del Surveyor 3

Questa evidenza preoccupa Metzger perchè nei futuri avamposti lunari la regolite ad alta velocità potrebbe, nel tempo, rovinare la copertura riflettente del rivesimento di controllo termico, irruvidire la superficie delle finestre e altri strumenti ottici, compromettere la superficie dei pannelli solari e penetrare in connettori e altri meccanismi presenti nelle macchine per gli scavi e nelle tute spaziali, causando frizione o addirittura rottura dei meccanismi.

La domanda nasce spontanea. Perchè allora non atterrare abbastanza lontano dalle strutture affinchè la velocità delle particelle sabbiose cessi di essere pericolosa?

La risposta è tanto semplice quanto stupefacente. Le particelle di polvere accelerate dai razzi di atterraggio potrebbero teoricamente fare il giro della Luna!

Il team di Metzger ha analizzato i mini-crateri da impatto sul Surveyor 3, scoprendo che le particelle viaggiavano tra 400 e 1000 metri al secondo. “Infatti, dovrebbero aver viaggiato veloci come i gas di scarico del modulo lunare – circa 1-2 km al secondo.”

Le particelle spinte a 1.7 km al secondo, parallele alla superficie, farebbero il giro della Luna per metà. Una spinta di 2 km al secondo, e i proiettili completerebbero il giro del nostro satellite. Se non ci sono montagne ad ostacolare il percorso, la sabbiolina sollevata dagli scarichi potrebbe sfrecciare attorno alla Luna “e atterrare di nuovo ai piedi del razzo,” afferma Metzger.

Attualmente, Metzger sta aiutando altri gruppi di ingegneri della NASA a capire come mitigare gli effetti degli atterraggi e delle partenze lunari. Una strategia potrebbe essere quella di costruire porti spaziali in luoghi dove montagne e colline fungono da dighe naturali per la polvere. Anche argini arificiali o altre strutture ingegnose potrebbero offrire una valida soluzione al problema.

“Ci stiamo lavorando.”, conclude Metzger. Restate sintonizzati su Science@$nasa$ per gli aggiornamenti

Fonte: http://science.nasa.gov/headlines/y2007/23nov_flyingmoondust.htm