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La scoperta di depositi di ghiaccio sulla Luna è un passaggio fondamentale per i programmi di esplorazione del nostro satellite naturale. Con il ghiaccio è possibile ricavare acqua, ossigeno per respirare e idrogeno utile come carburante. Per questa ragione, le nazioni interessate a ‘visitare’ la Luna nell’immediato futuro sono tutte alla ricerca di zone dove poter sfruttare le riserve presenti. La Nasa sta collaborando con i partner internazionali proprio in questa direzione e fornirà uno strumento per il rilevamento dell’acqua, chiamato Neutron Spectrometer System (Nss), alla missione Lunar Polar Exploration (Lupex), guidata dalle agenzie spaziali Jaxa (Giappone) e Isro (India), il cui arrivo sulla Luna è previsto non prima del 2028.
L’acqua sulla Luna non si presenta sotto forma di ghiaccio visibile, ma è per lo più intrappolata nella regolite, il sottile strato di polvere e rocce che ricopre l’intera superficie del satellite. Nelle regioni polari, in particolare all’interno dei crateri in prossimità del Polo Sud, dove il buio regna da milioni di anni e le temperature sono estremamente basse, si ipotizza la presenza di antichi depositi di ghiaccio nel sottosuolo. Individuare queste riserve è cruciale: non solo per sostenere la permanenza degli astronauti, ma anche per ridurre drasticamente i costi delle missioni, evitando di trasportare dalla Terra grandi quantità di risorse.
La superficie lunare è costantemente colpita dai raggi cosmici, che generano neutroni all’interno della regolite. Queste particelle tendono a fuoriuscire dal suolo, ma quando incontrano atomi di idrogeno (uno dei due elementi di cui è composta l’acqua) perdono energia o vengono assorbite. Lo strumento misura proprio queste variazioni: una diminuzione dei neutroni a energia media è un segnale della possibile presenza di idrogeno nel sottosuolo e quindi, con buona probabilità, di acqua. Per rilevare i neutroni, il sistema utilizza un sensore contenente elio-3, un gas particolarmente sensibile a queste particelle. Quando un neutrone colpisce un atomo di elio-3, si genera un impulso elettrico. Contando e analizzando questi segnali, gli scienziati possono stimare la quantità di idrogeno presente fino a circa un metro di profondità, senza bisogno di perforare il terreno. È un metodo sofisticato ma efficace, già utilizzato in altre missioni orbitali, che ora verrà applicato direttamente sulla superficie per ottenere dati molto più precisi.
Quanto ghiaccio c’è realmente sulla Luna? Nonostante i progressi di questi anni, resta ancora una domanda senza risposta definitiva. Secondo Rick Elphic, scienziato planetario presso il Centro ricerca Ames della Nasa: «Solo esplorando direttamente la superficie possiamo capire dove si trova e in quali quantità». Le missioni orbitali hanno già individuato segnali promettenti ai poli lunari, ma senza misurazioni dirette è impossibile costruire mappe affidabili per pianificare future basi umane.
La missione Lupex non è un progetto isolato, ma parte di una strategia più ampia. La Nasa sta sviluppando infatti una vera e propria ‘famiglia’ di strumenti come il Neutron Spectrometer System, destinata a diverse missioni. Un primo esemplare dello strumento ha già volato nel 2024 a bordo del lander Peregrine Mission One della Astrobotic. La missione non è riuscita a completare l’atterraggio sulla superficie lunare, ma nei dieci giorni di attività in volo il sistema Nss è stato comunque acceso e utilizzato più volte, raccogliendo dati preziosi sull’ambiente di particelle nello spazio profondo. Altri saranno utilizzati nella missione del rover Viper, parte del programma Artemis, e nel micro-rover MoonRanger sviluppato dalla Carnegie Mellon University. L’obiettivo finale è uno: identificare le aree più ricche di ghiaccio per trasformarle in futuri siti di atterraggio e, in prospettiva, in basi permanenti.
In questa direzione è stato già avviato il programma Artemis della Nasa, che riporterà gli esseri umani sulla superficie lunare. Il prossimo passo sarà la missione Artemis 2 destinata a circumnavigare la Luna con equipaggio a bordo della capsula Orion. La partenza è attualmente prevista per il 1° aprile, ma nei giorni precedenti sono attesi aggiornamenti più precisi grazie a una serie di eventi programmati dalla Nasa. Tra questi, spicca la conferenza di domenica 29 marzo alle 14:00 (le 20:00 in Italia), durante la quale verranno forniti gli ultimi dettagli sullo stato della missione e sulla finestra di lancio.
In alto: Lo strumento della Nasa Neutron Spectrometer System, che verrà impiegato nella missione Lupex (Crediti: Nasa/Warren Davis)