I misteri dell'atmosfera lunare

La sonda LADEE, decollata pochi giorni fa sotto gli occhi di tutta New York e Washington, ha raggiunto l'orbita desiderata attorno al nostro pianeta e fra meno di un mese completerà la manovra di trasferimento in orbita lunare. Una volta arrivata attorno alla Luna e completati vari test, la sonda inizierà a studiare l'atmosfera del nostro unico satellite naturale. Tuttavia, a scuola ci hanno insegnato che la Luna non ha un'atmosfera, e continuano a insegnarlo oggi. Come mai? E che segreti ci nasconde il nostro satellite?

LADEE durante uno dei test.

La risposta, ovviamente, è che la Luna ha un'atmosfera, anche se è incredibilmente rarefatta e sottile. È talmente rarefatta che le molecole al suo interno non si scontrano mai tra di loro. In realtà, anche l'atmosfera terrestre presenta uno strato così rarefatto, chiamato esosfera, che però inizia addirittura oltre l'orbita della Stazione Spaziale Internazionale. Sulla Luna, invece, questo strato inizia proprio dalla superficie, e perciò è chiamato SBE (esosfera legata alla superficie, dalla sigla inglese).

La particolarità dell'atmosfera lunare è che, secondo recenti studi, è probabilmente il tipo di atmosfera più diffuso nel sistema solare. Migliaia di asteroidi, satelliti di altri pianeti e perfino Mercurio presentano una simile atmosfera. Studiare quella della Luna, quindi, che è a portata di mano, ci risparmia un viaggio fino ai confini del sistema solare.

Il bagliore sull'orizzonte della Luna prima dell'alba.

Dobbiamo però fare in fretta: un singolo atterraggio sulla Luna può infatti scombussolare l'intera atmosfera. La quantità di gas rilasciata dai propulsori del modulo di discesa di una singola missione Apollo solamente durante l’atterraggio supera addirittura la massa totale dell'atmosfera della Luna. Se vogliamo studiare l'atmosfera lunare, quindi, dobbiamo sbrigarci prima che arrivino altre sonde a «disturbarla».

Per fortuna, non ci sono stati molti atterraggi sul nostro satellite negli ultimi decenni, ma nei prossimi anni le cose potrebbero cambiare, con agenzie spaziali emergenti – come quelle della Cina e dell'India – ma anche molte agenzie private che stanno guardando seriamente alla Luna.

LADEE studierà anche la polvere del nostro satellite. I primi dubbi sulla polvere lunare sono sorti ancor prima del programma Apollo, quando il satellite Surveyor 7 aveva osservato un misterioso bagliore sull'orizzonte prima dell'alba. Secondo i ricercatori, questo bagliore sarebbe causato dalla polvere dispersa nell'atmosfera, ma i meccanismi dettagliati di questo fenomeno sono ancora oscuri.

Il decollo di LADEE dietro all'Empire State Building.

Il bagliore fu osservato anche dagli astronauti delle missioni Apollo. Eugene Cernan, l'ultimo uomo sulla Luna nella missione Apollo 17, fece uno schizzo del bagliore sul suo taccuino, segnando anche dei sottili pilastri che egli definì stelle filanti. Si pensa che anche questo fenomeno possa essere causato dalla polvere.

LADEE porterà con sé tre strumenti, per risolvere questi due misteri: il Lunar Dust EXperiment (LDEX), il Neutral Mass Spectrometer (NMS) e l'UV Spectrometer (UVS).

Lo strumento LDEX, progettato e costruito dall'Università del Colorado, cercherà piccole particelle di polvere e le analizzerà in situ. Lo spettrometro NMS, costruito dal centro Goddard della NASA, studierà invece l'atmosfera. Infine, lo spettrometro UVS sarà il primo spettrometro puntato non alla superficie della Luna, ma verso l'orizzonte, per analizzare l'involucro gassoso che avvolge il nostro satellite.

LADEE userà anche, per la prima volta nella storia, un nuovo sistema di comunicazioni laser ad alta velocità che potrebbe rivoluzionare la trasmissione di dati dalla Terra allo spazio profondo e viceversa. La banda di questo nuovo sistema, ossia la quantità di dati che riesce a trasmettere in un determinato periodo di tempo, è oltre sei volte quella del Lunar Reconnaissance Orbiter, che fino a pochi anni fa era il più avanzato sistema di comunicazioni. Inoltre, lo strumento pesa la metà di quello a bordo di LRO e consuma il 25% in meno di energia.

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NASA Ames/Dana Berry/NASA/Ben_Cooper (Flickr)