Gli scienziati hanno individuato una regione inaspettata con una ridotta presenza di radiazioni cosmiche nelle immediate vicinanze della superficie lunare. Questa scoperta, basata sui dati raccolti dal lander cinese Chang’e-4, apre scenari inediti per la sicurezza delle future esplorazioni umane, suggerendo che esistano zone e orari specifici in cui il rischio radiologico è naturalmente attenuato.
Una nuova cavità protettiva sulla Luna
Le rilevazioni mettono in discussione la consolidata teoria secondo cui i raggi cosmici galattici si distribuiscano in modo uniforme nello spazio tra la Terra e la Luna. I ricercatori ipotizzano ora che il campo magnetico del nostro pianeta possa estendere la sua influenza protettiva molto più lontano di quanto ipotizzato in precedenza, creando una sorta di zona d’ombra in grado di deviare parte delle particelle energetiche pericolose.
Dall’analisi delle misurazioni effettuate dall’esperimento Lunar Lander Neutron and Dosimetry è emerso che questa riduzione delle radiazioni si manifesta con particolare intensità durante la mattinata lunare locale, poche ore dopo l’alba. Identificare questi momenti di bassa emissione permette di mappare con precisione l’intensità dei flussi, offrendo una strategia concreta per proteggere la salute degli astronauti.
I raggi cosmici rappresentano una delle minacce più gravi per le missioni oltre l’orbita terrestre, data la loro capacità di penetrare i veicoli spaziali e danneggiare il DNA umano. Con l’imminente avvio di programmi con equipaggio, come la missione Artemis II, queste nuove informazioni diventano fondamentali per i pianificatori di volo, che potranno ora programmare le attività extraveicolari sulla superficie lunare nelle ore di minor rischio, riducendo drasticamente l’esposizione al cancro e ad altre patologie correlate.
L’analisi dei cicli lunari e la scoperta della cavità
Per identificare questa specifica zona d’ombra nelle radiazioni, il team di ricerca ha esaminato i dati raccolti durante 31 cicli lunari completi, in un arco temporale che va dal gennaio 2019 al gennaio 2022. Lo studio si è focalizzato strategicamente sui periodi di quiete del ciclo solare, momenti in cui le misurazioni non venivano disturbate dalle tempeste solari e la radiazione spaziale era composta quasi esclusivamente da raggi cosmici galattici. Attraverso l’osservazione delle variazioni nel numero di protoni registrati dal lander Chang’e-4, i ricercatori hanno potuto mappare come l’intensità delle particelle cambiasse in base alla posizione della Luna lungo la sua orbita attorno alla Terra.
Il cuore della scoperta risiede nell’analisi differenziata dei protoni condotta dallo strumento di dosimetria e neutroni di bordo. I dati sono stati suddivisi in due intervalli di energia e successivamente raggruppati seguendo l’orario locale lunare. È emerso che i protoni a bassa energia, compresi tra 9,18 e 34,14 mega-elettronvolt, subivano una riduzione significativa, pari a circa il 20%, durante le ore mattutine della Luna. Questo fenomeno si manifestava specificamente durante la fase di luna gibbosa crescente, ovvero nel passaggio tra la luna nuova e la luna piena, evidenziando un calo netto rispetto alle rilevazioni effettuate nelle ore successive della giornata lunare.
La regolarità con cui questa diminuzione si presentava in una fase specifica e ricorrente dell’orbita ha portato gli scienziati a escludere fluttuazioni casuali. Il team ha dedotto che la Luna attraversi ciclicamente una regione reale di ridotta radiazione cosmica, una sorta di “cavità” protettiva creata dal campo magnetico terrestre capace di bloccare parte dei protoni ad alta energia. Per confermare questa intuizione, sono state eseguite complesse simulazioni al computer sul movimento delle particelle nell’ambiente circumterrestre, le quali hanno riprodotto esattamente la stessa ombra rilevata dai sensori sul campo.
La conferma dell’esistenza di questa cavità ha sorpreso gli stessi coordinatori della ricerca, come sottolineato da Wimmer-Schweingruber, che non si aspettava di riscontrare un’anomalia così marcata e definita. Questa “ombra” geomagnetica non solo amplia la nostra comprensione dell’interazione tra la Terra e il suo satellite, ma ridefinisce i confini entro i quali la magnetosfera terrestre può agire come scudo protettivo per i futuri esploratori spaziali.
Una sfida allo scetticismo scientifico
La scoperta di questa anomalia radiometrica è stata accolta inizialmente con forte incredulità dagli stessi ricercatori. La natura sorprendente del dato ha spinto il team a condurre una serie rigorosa di test e simulazioni per confermare la validità di quanto osservato. Sebbene a posteriori il fenomeno appaia coerente con le dinamiche fisiche dello spazio profondo, la sua individuazione rappresenta un punto di svolta rispetto alle convinzioni precedenti sulla distribuzione delle radiazioni tra la Terra e il suo satellite.
Fino a questo momento, la comunità scientifica riteneva che i raggi cosmici galattici si diffondessero in modo pressoché uniforme una volta superati i confini del campo magnetico terrestre. I nuovi risultati indicano invece che la magnetosfera esercita un’influenza biologica e fisica ben oltre la sua estensione visibile. Mentre era previsto che la Terra influenzasse la Luna durante il passaggio nella “coda magnetica” — la porzione di campo che si allunga sul lato notturno — nessuno aveva ipotizzato un effetto protettivo simile sul lato rivolto direttamente verso il Sole.
La definizione più accurata di questa cavità, ottenibile attraverso futuri set di dati ancora più ampi, promette di rendere l’esplorazione lunare un’attività decisamente più pratica e sicura. Comprendere il comportamento e le dimensioni di questa zona d’ombra permetterà di mappare con precisione i rischi, trasformando la teoria scientifica in protocolli operativi per le agenzie spaziali impegnate nelle prossime missioni con equipaggio.
Dalle conclusioni dello studio emerge una raccomandazione pratica che ricalca sorprendentemente le abitudini terrestri. Wimmer-Schweingruber suggerisce che la strategia migliore per minimizzare i rischi consista nel programmare le attività sulla superficie lunare durante le ore mattutine locali. Proprio come avviene sulla Terra per evitare le ore di punta della radiazione solare, il mattino lunare sembra offrire agli astronauti una finestra di protezione naturale ideale per avventurarsi fuori dai moduli abitativi.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Science Advances.
