Durante le varie fasi di esplorazione della Luna da parte degli astronauti del programma Artemis, sarà di fondamentale importanza riuscire a utilizzare tutte quelle risorse già presenti sulla superficie selenica, come per esempio l’acqua. A causa del suo peso, risulterebbe molto costoso inviarla dalla Terra, pertanto sarà necessario ottenerla dal ghiaccio lunare.
Una volta estratto dal suolo, esso potrà essere fuso e purificato per ottenere acqua potabile e carburante per i razzi. Resta comunque incognita la quantità di acqua presente sulla Luna e soprattutto, la sua localizzazione. Per raggiungere questo obiettivo, la NASA mette in gioco il Lunar Flashlight. Della taglia all’incirca di una valigetta ventiquattrore, questo piccolo satellite, che è un CubeSat di tipo 6U a tutti gli effetti, sarà in grado di rilevare il ghiaccio superficiale che si ritiene presente sul fondo dei crateri della Luna, che non sono mai stati illuminati dalla luce solare.
«Benché si abbia ragionevole certezza che all’interno dei crateri lunari più freddi e bui ci sia del ghiaccio, i rilievi eseguiti dalle missioni precedenti hanno presentato dei dati un poco ambigui» ha spiegato Barbara Cohen, ricercatrice principale della missione, presso il Goddard Space Flight Center della NASA di Greenbelt, Maryland. «Seppur dal punto di vista scientifico sia un risultato accettabile, dal punto di vista pratico, se abbiamo intenzione di inviare lassù astronauti per scavare il ghiaccio da bere, dobbiamo essere sicuri che ci sia».
Il veicolo spaziale in oggetto è un dimostratore tecnologico gestito dal Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA di Pasadena, California; esso tenterà di raggiungere diversi primati tecnologici, incluso quello di essere la prima missione a cercare ghiaccio d’acqua usando i laser. Sarà anche il primo veicolo spaziale planetario a utilizzare un propellente “verde”, ovvero un nuovo tipo di combustibile che è più sicuro da trasportare e immagazzinare rispetto all’idrazina comunemente usata come propellente per i veicoli spaziali.
«Una missione di dimostrazione tecnologica come Lunar Flashlight, che ha un costo contenuto e che va a riempire uno specifico gap scientifico, può aiutarci a preparare meglio una presenza prolungata della NASA sulla Luna, oltre a testare delle tecnologie chiave che potrebbero essere utilizzate in future missioni» ha commentato John Baker, project manager del Lunar Flashlight presso il JPL.
Sbirciando nelle ombre
Nel corso dei suoi due mesi di missione, Lunar Flashlight planerà a bassa quota al di sopra del Polo Sud lunare, per inviare i propri impulsi laser su regioni in ombra perenne alla ricerca di ghiaccio superficiale. Si ritiene che i crateri sempre in ombra situati nei pressi dei poli lunari possano essere delle “trappole fredde” in grado di accumulare molecole di diversi tipi di ghiaccio, incluso ovviamente il ghiaccio di acqua. Queste molecole potrebbero provenire da impatti cometari e asteroidali, e dalle interazioni del vento solare con il suolo selenico.
«Il Sole si muove attorno all’orizzonte del cratere, i cui bordi impediscono alla luce di raggiungerne il fondo» ha spiegato Cohen, del cui team fanno parte scienziati dell’Università della California di Los Angeles, del Johns Hopkins Applied Physics Laboratory e dell’Università del Colorado. A causa delle estreme condizioni termiche di questi crateri, le suddette molecole non ricevono mai abbastanza energia per poter evaporare, pertanto sono rimaste intrappolate in quel luogo gelido per miliardi di anni.
I quattro riflettometri laser di Lunar Flashlight rileveranno le onde elettromagnetiche di ritorno al vicino infrarosso le quali vengono rapidamente assorbite dall’acqua, indicandone la presenza superficiale. Qualora i laser dovessero incontrare della roccia, la loro luce rimbalzerà verso la sonda, indicando l’assenza di ghiaccio. Tuttavia, nel caso in cui la luce venisse assorbita, significherebbe che la zona colpita contiene ghiaccio d’acqua, quindi maggiore sarà l’assorbimento, maggiore sarà la presenza di ghiaccio sparso sulla superficie.
Se da un lato il CubeSat può fornire informazioni solamente sull’eventuale presenza di ghiaccio superficiale, le sue caratteristiche tenteranno di riempire un gap critico nella nostra comprensione di quanto ghiaccio d’acqua sia presente in determinate regioni. «Saremo inoltre in grado di confrontare i dati di Lunar Flashlight con la mole di dati proveniente dalle altre missioni lunari orbitali, per vedere se esistono delle correlazioni nelle evidenze strumentali relative alla presenza di acqua allo stato solido, dandoci in ultima analisi una visione globale sulla distribuzione superficiale del ghiaccio» ha aggiunto Cohen.
La missione Lunar Flashlight è stata selezionata nel 2014 dall’Advanced Exploration Systems della NASA ed è attualmente finanziata dal programma Small Spacecraft Technology dello Space Technology Mission Directorate dell’agenzia. Lunar Flashlight sarà uno dei 13 payload secondari della missione Artemis I (Exploration Mission-1), il primo volo integrato del Deep Space Exploration Systems in partenza entro la fine di quest’anno, che includerà la capsula Orion e il vettore Space Launch System (SLS), che verrà lanciato dall’Exploration Ground Systems presso il Kennedy Space Center in Florida.
Il Lunar Fliashlight 6U ha ereditato alcuni elementi da sistemi precedenti come l’INSPIRE del JPL (Interplanetary NanoSpacecraft in a relevant Environment), MARCO (MARs CubeSat One) e può fare affidamento sull’esperienza del JPL con gli spettrometri, incluso il Moon Mineralogy Mapper (M3). La missione dimostrerà una capacità in cui i CubeSat di tipo 6U, a un costo notevolmente ridotto rispetto a quanto preventivato, potrebbero esplorare, localizzare e stimare le dimensioni e la composizione di depositi di ghiaccio sulla Luna. Sarà una dote strategica nell’ambito dell’esplorazione umana dello spazio profondo, della scienza planetaria, dell’eliofisica e di altre applicazioni strumentali rilevanti.
Fonte: NASA
