Ok, c’è acqua sulla luna. E ora?

28/10/2020 20:00
Ok, c’è acqua sulla luna. E ora?
un'immagine della luna e una ricostruzione di come l'acqua è intrappolata

Scoperte riserve per 600 tonnellate metriche sulla superficie lunare, un segno promettente per le future colonie lunari. Ma occorre aumentare la ricerca e l’esplorazione, in attesa delle nuove missioni Artemis che riporteranno l’uomo sulle tracce di Armstrong & c.

Wow, c'è acqua sulla luna: ben 600 milioni di tonnellate di acqua ghiacciata, che un giorno potrebbero aiutare i coloni lunari a sopravvivere. Come suggerisce il MIT Technology Review, il magazine della prestigiosa università americana, quell’acqua potrebbe anche essere trasformata in una forma di carburante per razzi a prezzi accessibili (basta dividere l'acqua in ossigeno e idrogeno, e si ha la propulsione per il volo spaziale).

In passato, non si sapeva quanta acqua c'è effettivamente sulla Luna, dove erano conservate quelle riserve, o come accedervi e raccoglierle. Né gli scienziati hanno mai realmente capito come l'acqua abbia avuto origine sul satellite.

Due due nuovi studi pubblicati su Nature Astronomy suggeriscono che l'acqua sulla luna non è così nascosta come pensavano gli scienziati.  Il primo studio riporta il rilevamento di molecole d'acqua su superfici lunari esposte alla luce del sole in prossimità del cratere Clavius, lungo 231 chilometri, grazie alle osservazioni effettuate dall'Osservatorio Stratosferico per l'Astronomia Infrarossa (SOFIA) gestito dalla NASA e dal Centro Aerospaziale Tedesco. Da tempo si pensava che l'acqua avrebbe avuto le migliori possibilità di rimanere stabile nelle regioni lunari, come i grandi crateri, che sono permanentemente coperti di ombre. Tali regioni e l'acqua in esse contenuta, secondo i ricercatori, sarebbero state protette dalle perturbazioni di temperatura indotte dai raggi del sole.

A quanto pare, invece, c'è dell'acqua in pieno giorno. "Questa è la prima volta che possiamo dire con certezza che la molecola d'acqua è presente sulla superficie lunare", dice Casey Honniball, ricercatore del NASA Goddard Space Flight Center e autore principale dello studio SOFIA.

Le osservazioni SOFIA puntano alle molecole d'acqua incorporate in una struttura a perle di vetro, che permette alle molecole di resistere all'esposizione alla luce del sole. La quantità d'acqua contenuta in queste perle di vetro è paragonabile a un terzo di litro disperso su un metro cubo di terreno  sulla superficie della luna. "Ci aspettiamo che l'abbondanza d'acqua aumenti man mano che ci avviciniamo ai poli", dice Honniball. "Ma quello che abbiamo osservato con la SOFIA è l'opposto": le perle sono infatti state trovate in una regione più vicina all'equatore lunare.

SOFIA è un osservatorio aereo costruito con un 747 modificato che vola in alto nell'atmosfera, così il suo telescopio da 2,7 mt può osservare gli oggetti nello spazio con il minimo disturbo dell'atmosfera della Terra. Il che è particolarmente utile per l'osservazione in lunghezze d'onda infrarosse, ma in questo caso ha aiutato i ricercatori a distinguere l'acqua molecolare dai composti idrossilici sulla luna.

Ma a che serve questa nuova risorsa vitale? La quantità d'acqua contenuta nelle perle è un po' bassa per essere utile all'uomo, ma è possibile che la concentrazione sia molto maggiore in altre aree (lo studio SOFIA si è concentrato solo su una zona della luna).

Ancora più importante, i risultati prendono in giro la possibilità di un "ciclo dell'acqua lunare" che potrebbe ricostituire le riserve d'acqua sulla luna, il che sembra a malapena comprensibile per un mondo a lungo pensato come secco e morto.

Il secondo studio, tuttavia, potrebbe essere più rilevante per i piani immediati della NASA per l'esplorazione lunare. Le nuove scoperte suggeriscono che le riserve di ghiaccio d'acqua della luna sono sostenute da "micro trappole fredde" che hanno un diametro di appena un centimetro o meno. Nuovi modelli 3D e le immagini ottiche scattate dal Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA mostrano che le temperature in queste micro-trappole sono abbastanza basse da mantenere intatto il ghiaccio d'acqua. Esse possono essere responsabili di ospitare dal 10 al 20% dell'acqua immagazzinata in tutte le ombre permanenti della luna, per una superficie totale di circa 40 mila chilometri quadrati, per lo più in regioni più vicine ai poli.

"Invece di poche grandi trappole fredde all'interno dei crateri, c'è un'intera galassia di minuscole trappole fredde sparse in tutta la regione polare", dice Paul Hayne, uno scienziato planetario dell'Università del Colorado, Boulder, l'autore principale dello studio. "Le microtrappole fredde sono molto più accessibili rispetto alle regioni più grandi e permanentemente in ombra. Piuttosto che progettare missioni per avventurarsi in profondità nella parte oscura, gli astronauti e i rover potrebbero rimanere alla luce del sole mentre estraggono l'acqua dalle micro-trappole fredde". Potrebbero esserci centinaia di milioni o addirittura miliardi di questi siti disseminati sulla superficie lunare.

Ovviamente questi studi non sono perfetti. Non c'è ancora una spiegazione chiara di come si sono formate queste microcapsule di acqua. Honniball dice che probabilmente hanno avuto origine da meteoriti che hanno generato l'acqua al momento dell'impatto o l'hanno portata così com'è. Oppure potrebbero essere il risultato di un'antica attività vulcanica. Neal sottolinea che lo studio SOFIA non è in grado di fornire un quadro completo del perché la distribuzione delle microcapsule appare in funzione della latitudine, o di come potrebbe cambiare nel corso di un ciclo lunare completo. Sono necessarie osservazioni dirette per confermare ciò che entrambi gli studi suggeriscono e per rispondere alle domande che sollevano.

Potremmo non dover aspettare a lungo per questo tipo di dati. In vista delle missioni Artemis destinate a riportare gli astronauti sulla superficie della Luna, la NASA prevede di lanciare una serie di missioni robotiche che aiuterebbero anche a caratterizzare il contenuto di ghiaccio d'acqua sulla Luna. La più di alto profilo di queste missioni è VIPER, un rover il cui lancio è previsto per il 2022 e che si suppone che possa prevedere la presenza di ghiaccio d'acqua nel sottosuolo.

Alla luce delle nuove scoperte, la NASA potrebbe decidere di cambiare un po' l'obiettivo di VIPER, per studiare anche l'acqua superficiale e dare un'occhiata più da vicino alle caratteristiche delle micropalline sotto il sole o esaminare quanto bene le micro-trappole fredde potrebbero funzionare per preservare il ghiaccio d'acqua.

"Più guardiamo la luna, meno sembriamo capire", dice Neal. "Ora abbiamo qualche motivo in più per tornare indietro e studiarla: dobbiamo andare in superficie e prendere dei campioni e allestire delle stazioni di monitoraggio per ottenere dei dati definitivi per studiare questo tipo di ciclo".