Sebbene sia noto che sotto la rewgolite lunare esiste ghiaccio d’acqua, gli scienziati non sanno ancora se i crateri freddi e scuri del polo sud lunare contengono ghiaccio.
Per scoprirlo, la NASA sta per inviare il Lunar Flashlight, un piccolo satellite (o SmallSat) non più grande di una valigetta. Sorvolando il Polo Sud lunare, utilizzerà i laser per far luce su questi crateri oscuri, proprio come un cercatore d’oro che cerca un tesoro nascosto puntando una torcia in una grotta. La missione partirà a metà novembre a bordo di un razzo SpaceX Falcon 9.
“Questo lancio metterà il satellite su una traiettoria che impiegherà circa tre mesi per raggiungere la sua orbita scientifica“, ha affermato John Baker, project manager della missione presso il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA. “Quindi Lunar Flashlight cercherà di trovare ghiaccio d’acqua sulla superficie della Luna in luoghi dove nessun altro è stato in grado di guardare“.
Orbite a basso consumo di carburante
Dopo il lancio, i navigatori della missione guideranno inizialmente la navicella spaziale oltre la Luna. La gravità della Terra e del Sole la tirerà indietro lentamente prima che si aggiusti in un’orbita ampia, circolare dalla quale farà scienza. Questa orbita ad alone quasi rettilineo la porterà a 70.000 chilometri dalla Luna nel suo punto più distante. Tuttavia, nel suo approccio più vicino, il satellite sfiorerà la superficie della Luna, arrivando a soli 15 chilometri sopra il Polo Sud lunare.
All’inizio di quest’anno, la missione Lunar Flashlight della NASA è stata sottoposta a test per prepararla al lancio nel novembre 2022. Il piccolo satellite a energia solare è mostrato qui con i suoi pannelli solari estesi in una camera bianca della Georgia Tech. Credito: NASA/JPL-Caltech
Gli SmallSat trasportano una quantità limitata di propellente, quindi non sono possibili orbite ad alta intensità di carburante. Un’orbita ad alone quasi rettilineo richiede molto meno carburante rispetto alle orbite tradizionali e Lunar Flashlight sarà solo la seconda missione della NASA a utilizzare questo tipo di traiettoria. La prima è la missione CAPSTONE (Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment) della NASA, che arriverà alla sua orbita il 13 novembre, effettuando il suo passaggio più vicino al Polo Nord della Luna.
“Il motivo per cui è stata scelta questa orbita è che potremo avvicinarci abbastanza da consentire a Lunar Flashlight di illuminare i suoi laser e ottenere un buon ritorno dalla superficie, ma anche di avere un’orbita stabile che consuma poco carburante“, ha affermato Barbara Cohen, ricercatore principale della missione Lunar Flashlight presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland.
Prima di essere integrato nel suo erogatore, che espellerà il piccolo satellite dal razzo SpaceX Falcon 9 dopo il lancio, Lunar Flashlight è stato alimentato con propellente “verde” presso il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, in Alabama, all’inizio di questo mese. Credito: NASA
Come dimostrazione tecnologica, Lunar Flashlight sarà la prima navicella spaziale interplanetaria a utilizzare un nuovo tipo di propellente “verde” più sicuro da trasportare e immagazzinare rispetto ai propellenti spaziali comunemente usati come l’idrazina.
Questo nuovo propellente, sviluppato dall’Air Force Research Laboratory e testato in una precedente missione di dimostrazione tecnologica della NASA, brucia tramite un catalizzatore, invece di richiedere un ossidante separato. Ecco perché si chiama monopropellente. Il sistema di propulsione del satellite è stato sviluppato e costruito dal Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, in Alabama, con il supporto dell’integrazione del Georgia Tech Research Institute di Atlanta.
Lunar Flashlight sarà anche la prima missione a utilizzare un riflettometro a quattro laser per cercare il ghiaccio d’acqua sulla Luna. Il riflettometro funziona utilizzando lunghezze d’onda del vicino infrarosso che vengono prontamente assorbite dall’acqua per identificare il ghiaccio sulla superficie. Se i laser colpiscono la roccia nuda, la loro luce si rifletterà sul veicolo spaziale, segnalando la mancanza di ghiaccio. Ma se la luce viene assorbita, questo significherà che queste sacche scure contengono davvero ghiaccio. Maggiore è l’assorbimento, più ghiaccio dovrebbe esserci.
Ciclo dell’acqua lunare
Si pensa che le molecole d’acqua lunare provengano dal materiale di comete e asteroidi che hanno impattato sulla superficie lunare e dalle interazioni del vento solare con la regolite lunare. Nel tempo, le molecole potrebbero essersi accumulate come uno strato di ghiaccio all’interno di “trappole fredde“.
“Per la prima volta effettueremo misurazioni definitive del ghiaccio d’acqua superficiale in regioni permanentemente in ombra“, ha affermato Cohen. “Saremo in grado di correlare le osservazioni di Lunar Flashlight con altre missioni lunari per capire quanto sia estesa quell’acqua e se potrebbe essere utilizzata come risorsa dai futuri esploratori“.
Cohen e il suo team scientifico sperano che i dati raccolti da Lunar Flashlight possano essere usati per capire come le molecole volatili, come l’acqua, si spostano da un luogo all’altro e dove possono accumularsi, formando uno strato di ghiaccio in queste trappole fredde.
“Questo è un momento emozionante per l’esplorazione lunare. Il lancio di Lunar Flashlight, insieme alle numerose piccole missioni satellitari a bordo di Artemis I, potrebbe costituire le basi per le scoperte scientifiche e supportare le future missioni sulla superficie lunare“, ha affermato Roger Hunter, responsabile del programma Small Spacecraft Technology presso l’Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley della California.
Maggiori informazioni sulla missione
Ad ottobre, Lunar Flashlight è stata alimentata presso il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, in Alabama, e sarà lanciato a bordo di un razzo SpaceX Falcon 9 dalla Cape Canaveral Space Force Station in Florida tra il 9 e il 15 novembre con il lander giapponese Hakuto-R e il rover Rashid 1 degli Emirati Arabi Uniti. La missione ha collaborato con Maverick Space Systems per fornire servizi di integrazione del lancio.
Il programma Small Business Innovation Research della NASA ha finanziato lo sviluppo di componenti da piccole imprese tra cui Plasma Processes Inc. (Rubicon) per lo sviluppo di propulsori, Flight Works per lo sviluppo di pompe e Beehive Aerospace (ex Volunteer Aerospace) per componenti specifici stampati in 3D. L’Air Force Research Laboratory ha anche contribuito finanziariamente allo sviluppo del sistema di propulsione Lunar Flashlight.
Lunar Flashlight sarà gestita da Georgia Tech, da studenti laureati e universitari. La missione è finanziata dal programma Small Spacecraft Technology all’interno della Space Technology Mission Directorate della NASA.
