LEXI fornirà immagini ai raggi X della magnetosfera terrestre

Nell’ambito del programma Artemis della NASA, entro questo mese di gennaio, l’Agenzia spaziale statunitense invierà sulla Luna un rilevatore di raggi X molli (lunghezze d’onda maggiori di 0,1 nm ed energie comprese fra 0,1 e 2 keV) per la cattura di immagini del campo magnetico terrestre che scherma la Terra dalle radiazioni solari.

Lo strumento Lunar Environment Heliospheric X-ray Imager (LEXI), è uno dei 10 carichi paganti della prossima missione lunare che verrà lanciata tramite l’iniziativa CLPS (Commercial Lunar Payload Services) della NASA, che mira all’invio di materiali scientifici e tecnologici sulla superficie lunare utilizzando i servizi logistici di compagnie private statunitensi.

Il decollo di LEXI è previsto non prima della metà di questo mese di gennaio, quando si aprirà la finestra di lancio istantanea, dal Kennedy Space Center, con la prima missione del veicolo lunare Blue Ghost della società Firefly Aerospace. Lo strumento aiuterà la NASA a comprendere come il nostro pianeta risponde all’influenza del meteo spaziale, ovvero delle perturbazioni dello spazio interplanetario causate dai fenomeni solari.

Una volta raggiunta la superficie del nostro satellite, LEXI si attiverà, si riscalderà, è dirigerà il suo sguardo verso la Terra. Per sei giorni, esso raccoglierà immagini dei raggi X emanati dai margini della vasta magnetosfera terrestre. Queste riprese globali potrebbero mettere in evidenza le modalità con cui essa risponde ai mutamenti del meteo spaziale e alle influenze delle altre forze cosmiche. Inoltre, si potrebbe comprendere le modalità con cui il campo magnetico si apre permettendo ai flussi di particelle solari cariche di raggiungere l’atmosfera e la superficie terrestre, creando le spettacolari aurore e mettendo in pericolo le infrastrutture sulla superficie.

L’intento del gruppo di ricercatori guidato dal responsabile scientifico della missione, Brian Walsh, fisico spaziale dell’Università di Boston, è quello di ottenere un quadro generale dell’ambiente spaziale in cui è immersa la Terra. «Buona parte della fisica di questo ambiente può essere considerata esotica e di difficile comprensione senza aver trascorso anni di addestramento specifico, ma sarà tutto quello che riusciremo a vedere.», ha spiegato il fisico.

Quello che LEXI osserverà, saranno i raggi X a bassa energia che si formano quando un flusso di vento solare, originato dalle particelle provenienti appunto dal Sole, va ad impattare contro il campo magnetico terrestre, ai margini della magnetosfera, formando una zona di particolari caratteristiche fisiche denominata magnetopausa. I ricercatori, sono stati in grado recentemente di rilevare questi raggi X tramite una sorta di mosaico composto dalle osservazioni di altri satelliti e altri strumenti. Dal punto di osservazione privilegiato sulla Luna, tuttavia, l’intera magnetopausa sarà presente nel campo di osservazione di LEXI.

Durante la campagna di osservazione, il gruppo di ricercatori lavorerà 24 ore su 24 per seguire i movimenti di espansione, contrazione e i cambiamenti di forma della magnetosfera, in risposta alla forza del vento solare.

«Ci aspettiamo di vedere per la prima volta la magnetosfera “inspirare” ed “espirare”. Infatti quando il vento solare è molto forte, la magnetosfera si restringe e si ritira verso la Terra, per poi tornare ad espandersi quando il vento solare si indebolisce.», ha osservato Hyunjiu Connor, astrofisica presso il Goddard Space Flight Center della NASA, di Greenbelt Maryland, nonché responsabile della missione per conto dell’Agenzia spaziale statunitense.

Lo strumento LEXI avrà inoltre il compito di catturare il fenomeno della riconnessione magnetica, che avviene quando le linee del campo magnetico solare interagiscono quelle del campo magnetico terrestre unendosi ad esse e rilasciando particelle energetiche che ricadono sui poli del nostro pianeta. Queste osservazioni potrebbero aiutare i ricercatori a rispondere alle persistenti domande relative a questi particolari avvenimenti, come ad esempio se si verificano contemporaneamente in più zone, e se si verificano in modalità costante o a raffiche.

Com’è noto, questi flussi di particelle penetrando nell’atmosfera possono causare le spettacolari aurore polari, ma possono anche causare seri danni ai satelliti in orbita al nostro pianeta e alle infrastrutture per la distribuzione della corrente elettrica sulla sua superficie.

Comunque questa imminente missione del programma CLPS non sarà la prima per LEXI, o meglio, per la tecnologia principale della sua strumentazione. Infatti, un gruppo di ricercatori del centro Goddard, che includeva anche Walsh, qualche anno fa ha costruito STORM (Sheath Transport Observer for the Redistribution of Mass) al fine di verificare la tecnologia per la rilevazione dei raggi X a bassa energia in un largo campo di osservazione. Nel 2012 STORM è stato lanciato da un razzo in una traiettoria parabolica, durante la quale ha potuto raccogliere diverse immagini ai raggi X. Di seguito, lo strumento è stato posto in una teca del centro Goddard, dove è rimasto per una decina di anni. Quando la NASA ha lanciato il bando per progetti CLPS che potessero essere realizzati velocemente e con un basso costo, Walsh ha pensato quello strumento e a ciò che avrebbe potuto osservare dalla superficie lunare.

Il telescopio è stato rimosso dalla teca, è stato ripristinato sostituendo alcune vecchie ottiche e altri componenti, riportandolo in buone condizioni e pronto per volare ancora. «C’è ancora parecchia scienza di valore che possiamo ottenere dallo strumento.», ha concluso Walsh.

Il progetto LEXI è una collaborazione fra l’Università di Boston, il Goddard Space Flight Center, l’Università Johns Hopkins, l’Università di Miami, l’Università del Kansas e l’Università di Leicester nel regno Unito.

La missione di debutto del lander Blue Ghost di Firefly Aerospace, è stata chiamata “Ghost Riders in the Sky” e verrà lanciata da un razzo Falcon 9 di SpaceX dal Launch Complex 39A Kennedy Space Center, con l’obiettivo di allunare nel Mare Crisium, nei pressi del Mons Latreille situato nel quadrante nord orientale del lato visibile della Luna.

Fonti: Firefly Aerospace, NASA, NASA 2