Roma – I ricercatori dell’Università della California di San Diego potrebbero contribuire a trasformare la fantascienza in realtà fornendo uno strumento in grado di trovare l’acqua per guidare le future missioni spaziali, tra cui la campagna Artemis della NASA, che mira a esplorare e, alla fine, abitare la luna. Il loro lavoro appare in un numero speciale di Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) intitolato “Water on the Moon and Mars”, che presenta Artemis I in copertina.
Tra i ricercatori figura il team padre-figlio formato da Mark Thiemens, professore di chimica e biochimica presso l’Università della California a San Diego, e Maxwell Thiemens, ricercatore presso la Vrije Universiteit Brussel, nonché ex allievo dello Scripps Institution of Oceanography.
Nel 1967, il premio Nobel Harold Urey e James Arnold, entrambi membri della facoltà del Dipartimento di Chimica dell’UC San Diego, furono tra i primi a ricevere i campioni lunari dell’Apollo 11. Urey fu uno dei primi scienziati a teorizzare che sulla luna ci fosse acqua, in particolare nelle regioni permanentemente in ombra dei poli lunari. Oggi, gli scienziati ritengono che l’acqua sulla luna abbia avuto origine da una delle tre fonti: indigeno della luna, creato dai venti solari (dove l’idrogeno del sole reagisce con l’ossigeno ad alta energia sulla luna e probabilmente su Marte per creare acqua)
deposizione (da comete ghiacciate che si sono schiantate sulla superficie lunare). Sulla Terra, le civiltà umane spesso nascono vicino a specchi d’acqua e non sarebbe diverso nello spazio. Sulla Luna, è importante conoscere l’origine delle fonti d’acqua perché fornirà agli astronauti indicazioni su dove sarebbe più prudente stabilire basi e habitat.
Per scoprire l’origine dell’acqua sulla Luna, Morgan Nunn Martinez (che all’epoca era uno studente laureato alla UC San Diego) estrasse piccolissime quantità da rocce lunari raccolte dalla missione Apollo 9 del 1969. Può sembrare improbabile estrarre acqua da una roccia, ma è possibile attraverso il “rilascio termico”, un processo in cui campioni lunari sono stati riscaldati a 50, 150 e 1.000 gradi Celsius (rispettivamente 122, 302 e 1.832 gradi Fahrenheit). A quanto pare, queste rocce erano sorprendentemente “umide”.
Le temperature più basse hanno rilasciato molecole d’acqua debolmente legate, ovvero quelle molecole che sono attaccate ad altre molecole (in questo caso, roccia lunare) tramite una debole attrazione. A 1.000 gradi Celsius, sono state rilasciate molecole d’acqua strettamente legate, che sono più profondamente incorporate nella roccia.
Attraverso questo processo, le molecole di acqua gassosa vengono raccolte, quindi purificate in modo che rimanga solo l’ossigeno. Il team ha quindi misurato la composizione di tre diversi isotopi di ossigeno.
Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento che hanno un numero variabile di neutroni, il che ne modifica la massa: più neutroni ci sono, più pesante è l’atomo. Queste misurazioni sono particolarmente utili per determinare l’origine e l’età di una sostanza.
Pensatela come la scienza forense spaziale. Così come gli esseri umani hanno impronte digitali uniche, gli oggetti astronomici, come le comete e il sole, hanno firme uniche. Gli scienziati sono in grado di guardare le misurazioni degli isotopi di ossigeno e determinare l’origine dell’acqua.
I loro dati hanno rivelato che la maggior parte dell’acqua lunare probabilmente ha avuto origine dalla luna stessa o da impatti di comete. Contrariamente alla credenza popolare, i venti solari non hanno contribuito in modo significativo alle riserve d’acqua della luna.
“Ciò che è bello di questa ricerca è che stiamo utilizzando le misurazioni scientifiche più avanzate e ciò supporta idee di buon senso sull’acqua lunare: gran parte di essa è lì dall’inizio e altro è stato aggiunto da questi impatti di comete ghiacciate”, ha affermato Maxwell Thiemens. “Il metodo più complicato dell’acqua derivata dal vento solare non sembra essere stato così produttivo”.
Sebbene non sia l’argomento principale del documento, i ricercatori hanno anche misurato campioni da Marte. Se il programma Artemis della NASA riuscisse a colonizzare con successo gli umani sulla Luna, ciò sarebbe di buon auspicio per la missione finale di abitare Marte.
“Questo tipo di lavoro non è mai stato fatto prima e pensiamo che possa fornire alla NASA alcuni indizi preziosi su dove si trova l’acqua sulla Luna”, ha affermato Mark Thiemens. “Il vero obiettivo di Artemis è arrivare su Marte. La nostra ricerca mostra che probabilmente c’è almeno la stessa quantità di acqua su Marte che sulla Luna, se non di più”.(30Science.com)
