Astuzie per trovare acqua sulla Luna

Il Lunar Reconnaissance Orbiter della Nasa userà alcuni trucchi astuti per trovare acqua sulla Luna: si servirà della luce stellare per osservare nei crateri profondi e bui, e ne rilevarà la temperatura con uno strumento scientifico chiamato Diviner.

Recenti mappe radar del polo sud lunare hanno consentito di scoprire scoprire nel dettaglio quella che un giorno gli astronauti potrebbero chiamare “casa”. Ma sfortunatamente, queste immagini radar non hanno fornito alcuna nuova informazione su qualcosa che renderebbe molto più semplice vivere al polo: l’acqua ghiacciata.

Polo Sud Lunare

Sopra: il Polo Sud lunare visto dalla Terra

Per avere nuove informazioni e conferme bisognerà aspettare la fine di quest’anno, con il lancio della sonda Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Attualmente, gli ingegneri al Goddard Space Flight Center della NASA stanno assemblando i singoli componenti, consegnati a mano, da integrare all’interno del veicolo spaziale.

LRO è il primo di una serie di sonde robotizzate che raccoglierà dati critici sulla topografia lunare, sull’ambiente radioattivo, e su temperature e composti chimici di cui avranno bisogno gli scienziati della NASA per pianificare le future missioni. Durante l’anno in cui LRO sarà in orbita intorno alla Luna, la sonda fornirà agli scienziati dati senza precedenti per confermare o meno l’esistenza di acqua ghiacciata nascosta in qualche luogo sul nostro satellite.

Gran parte della Luna è asciutta. La sua temperatura in superficie può superare i 100°C durante il giorno lunare, che farebbe evaporare in fretta qualsiasi tipo di ghiaccio o acqua esposta, e la gravità lunare è troppo debole per far trattenere il vapor acqueo dall’immediata dispersione nello spazio. L’acqua ghiacciata, se esiste, si potrebbe trovare solo in crateri profondi almeno 2.5 miglia. Alcune zone in questi crateri sono perennemente all’ombra, con conseguente diminuzione della temperatura che precipita fino a -400 °F (-240°C). Queste condizioni climatiche possono mantenere l’acqua allo stato ghiacciato anche sul nostro satellite naturale.

Avere ghiaccio da estrarre nelle vicinanze potrebbe fornire molto più che una fonte di acqua potabile. I “residenti” potrebbero usare l’acqua per far crescere piante utili al sostentamento. Scomponendo le molecole dell’acqua con l’elettricità proveniente dai pannelli solari potrebbero produrre ossigeno per riempire d’aria l’avamposto. Si otterrebbe anche idrogeno, un eccellente carburante per alimentare il veicolo spaziale. (Il carburante per i propulsori principali dello Space Shuttle è idrogeno liquido.)

Mappa della temperatura del polo sud Lunare fatta dal Luna Prospector

Questa mappa elaborata dal Lunar

Prospector mostra in blu le zone

ad alta concentrazione di composti

a base di idrogeno

Dalle analisi effettuate sui dati delle precedenti sonde robotiche orbitanti, questi crateri potrebbero ospitare almeno un chilometro cubo di acqua ghiacciata. Le missioni Clementine e Lunar Prospector degli anni 90 rilevarono entrambe presenza di acqua per via indiretta — o qualche altro composto a base di idrogeno – nei profondi crateri ai poli lunari. Sfortunatamente, la non omogeneità dei dati ha lasciato spazio a dubbi e incertezze.

“Sarà compito di LRO fare chiarezza a riguardo,” afferma Alan Stern, capo del Science Mission Directorate al quartier generale della NASA presso Washington, D.C.

Ma confermare l’esistenza di ghiaccio da un’orbita di 50km sopra la superficie sarebbe ingannevole. Ecco perchè a bordo di LRO saranno presenti ben quattro strumenti scientifici aventi stesso obiettivo ma metodi di rilevazione differenti. “Se tutti e 4 gli strumenti rileveranno ghiaccio nello stesso punto, ci convinceremo definitivamente della sua presenza,” dice Richard Vondrak, scienziato e progettista NASA per LRO. “Mi aspetto che LRO risponda una volta per tutte alla domanda sulla presenza di acqua ghiacciata ai poli,” prosegue lo scienziato.

La maniera più semplice per verificare se c’è ghiaccio in quei crateri profondi sarebbe semplicemente guardarci dentro. Ma senza la luce diffusa di un cielo azzurro e di nubi bianche, le ombre sulla luna sono molto più scure di quelle a cui siamo abituati qui sulla terra.

Per osservare all’interno di questi crateri neri come l’inchiostro di china, LRO utilizzerà una particolare fonte di luce: la luce delle stelle. Uno degli strumenti a bordo di LRO, chiamato Lyman-Alpha Mapping Project (LAMP), è in grado di rilevare la luce ultravioletta delle stelle riflessa dalla superficie lunare. Le stelle lontane sono relativamente brilllanti a certe lunghezze d’onda UV. E in più, l’acqua ghiacciata crea una caratteristica impronta nello spettro di luce UV riflessa – un’“impronta” spettrale che può aiutare a confermare la presenza di acqua.

LRO in azione - rappresentazione artistica

Sopra: Rappresentazione artistica di LRO in azione

Inoltre, un laser a bordo di LRO illuminerà brevemente alcuni punti della superficie lunare. Lo scopo dell’impulso laser è di mappare i contorni della superficie lunare, ma il sensore – chiamato Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA) – misurerà anche l’intensità luminosa della luce laser riflessa. Se la riflessione da crateri perennemente all’ombra fosse leggermente più intensa che altrove, questo indicherebbe la presenza di cristalli di ghiaccio. Questi ultimi, in aggiunta, possono avere un altro effetto interessante: assorbono neutroni.

La luna è costantemente bombardata da raggi cosmici ad alta energia provenienti dallo spazio profondo, che impattando con la sua superficie generano neutroni che si disperdono nello spazio circostante. LRO avrà a bordo un rilevatore di neutroni chiamato Lunar Exploration Neutron Detector (LEND). Se la sonda si trovasse a passare su una vasta area di terreno ghiacciato celato negli oscuri crateri, LEND registrerebbe una diminuzione nel numero di neutroni provenienti dalla superficie.

Come controllo finale, LRO porterà con se una specie di termometro chiamato Diviner. Questo strumento rileverà le grandi variazioni di temperatura sulla superficie lunare, crateri in ombra perenne inclusi. Se gli altri 3 strumenti concorderanno sulla presenza di acqua in una determinata zona, Diviner dovrà suggellare il tutto dimostrando che la temperatura del luogo è fredda abbastanza da impedire l’evaporazione del ghiaccio.

Una cosa è certa. Se LRO dovesse confermare la presenza di ghiaccio in quei freddi e bui crateri, non ci sarebbe più alcun dubbio: il prossimo equipaggio umano sbarcherebbe in prossimità dei poli.

Fonte: http://science.nasa.gov/headlines/y2008/27mar_moonwater.htm

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