NASA, i depositi di ghiaccio lunari sono molto diffusi

Roma – I depositi di ghiaccio nella polvere e nella roccia lunare, noti come regolite, sono più estesi di quanto si pensasse. Lo rivela una nuova analisi dei dati della missione Lunar Reconnaissance Orbiter, LRO, della NASA, riportata su Planetary Science Journal. Il ghiaccio sarebbe una risorsa preziosa per le future spedizioni lunari. L’acqua potrebbe essere utilizzata per la protezione dalle radiazioni e per sostenere gli esploratori umani, oppure scomposta nei suoi componenti di idrogeno e ossigeno per produrre carburante per razzi, energia e aria respirabile. Studi precedenti hanno trovato segni di ghiaccio nelle più grandi regioni permanentemente in ombra, PSR, vicino al Polo Sud lunare, comprese le aree all’interno dei crateri Cabeus, Haworth, Shoemaker e Faustini. “Scopriamo che ci sono prove diffuse di ghiaccio d’acqua all’interno delle PSR al di fuori del Polo Sud, verso almeno 77 gradi di latitudine sud”, ha dichiarato Timothy P. McClanahan, del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, e autore principale della ricerca. Lo studio aiuta ulteriormente i pianificatori delle missioni lunari, fornendo mappe e identificando le caratteristiche della superficie che mostrano dove più e meno probabile trovare ghiaccio, con le relative prove. “Il nostro modello e la nostra analisi mostrano che le maggiori concentrazioni di ghiaccio dovrebbero verificarsi in prossimità dei punti più freddi delle PSR, al di sotto dei 75 Kelvin, -198°C o -325°F, e vicino alla base dei pendii delle PSR rivolti verso il polo”, ha detto McClanahan. “Non siamo in grado di determinare con precisione il volume dei depositi di ghiaccio dei PSR né di stabilire se essi siano sepolti sotto uno strato secco di regolite”, ha affermato McClanahan. “Tuttavia – ha continuato McClanahan – ci aspettiamo che per ogni 1,2 iarde quadrate di superficie, o metro quadrato, che risiedono su questi depositi ci siano almeno cinque quarti di ghiaccio in più, ovvero cinque litri in più, all’interno della superficie superiore di 3,3 metri, rispetto alle aree circostanti”, ha evidenziato McClanahan. Lo studio ha anche mappato i punti in cui ci si aspetterebbe un numero minore di depositi di ghiaccio, più piccoli o con una concentrazione più bassa, che si verificherebbero principalmente nelle aree più calde e periodicamente illuminate. Il ghiaccio potrebbe impiantarsi nella regolite lunare attraverso impatti di comete e meteoriti, essere rilasciato come vapore, sottoforma di gas, dall’interno della luna o formarsi da reazioni chimiche tra l’idrogeno del vento solare e l’ossigeno della regolite. I PSR si verificano tipicamente nelle depressioni topografiche vicino ai poli lunari. A causa della bassa angolazione del Sole, queste aree non hanno visto la luce solare per miliardi di anni e sono quindi perennemente esposte al freddo estremo. Si pensa che le molecole di ghiaccio vengano ripetutamente staccate dalla regolite da meteoriti, radiazioni spaziali o luce solare e che viaggiano sulla superficie lunare fino ad atterrare in un PSR dove vengono intrappolate dal freddo estremo. Le superfici continuamente fredde dei PSR possono conservare le molecole di ghiaccio vicino alla superficie per miliardi di anni, dove possono accumularsi in un deposito abbastanza ricco da poter essere estratto. Si ritiene che il ghiaccio si perda rapidamente sulle superfici esposte alla luce solare diretta, che ne preclude l’accumulo. La squadra di ricerca ha utilizzato lo strumento LEND, Lunar Exploration Neutron Detector, di LRO per rilevare i segni di depositi di ghiaccio misurando neutroni “epitermici” a moderata energia. In particolare, il gruppo di scienziati ha utilizzato il sensore collimato per neutroni epitermici, CSETN, di LEND, che ha un campo visivo fisso di 30 chilometri di diametro. I neutroni sono creati dai raggi cosmici galattici ad alta energia che provengono da potenti eventi dello spazio profondo, come l’esplosione di stelle, che impattano con la superficie lunare, rompono gli atomi della regolite e diffondono particelle subatomiche chiamate neutroni. Questi, che possono provenire fino a circa 3,3 metri di profondità, si fanno strada attraverso la regolite, scontrandosi con altri atomi. Alcuni vengono diretti nello spazio, dove possono essere rilevati da LEND.  Poiché l’idrogeno ha circa la stessa massa di un neutrone, una collisione con l’idrogeno fa perdere al neutrone un’energia relativamente maggiore rispetto a una collisione con gli elementi più comuni della regolite. Pertanto, laddove l’idrogeno è presente nella regolite, la sua concentrazione determina una corrispondente riduzione del numero osservato di neutroni a moderata energia. “Abbiamo ipotizzato che se tutti i PSR hanno la stessa concentrazione di idrogeno, allora CSETN dovrebbe rilevare proporzionalmente le loro concentrazioni di idrogeno in funzione delle loro aree”, ha osservato McClanahan. “Quindi, si dovrebbe osservare una maggiore quantità di idrogeno verso i PSR con un’area più grande”, ha aggiunto McClanahan. Il modello è stato sviluppato a partire da uno studio teorico che ha dimostrato come i PSR potenziati dall’idrogeno sarebbero stati rilevati in modo simile dal campo visivo ad area fissa di CSETN. La correlazione è stata dimostrata utilizzando le emissioni neutroniche di 502 PSR con aree che vanno da 4 km2 a 1079 km2, in contrasto con le aree circostanti meno potenziate dall’idrogeno. La correlazione era prevedibilmente debole per i PSR di piccole dimensioni, ma aumentava verso i PSR di area maggiore. (30Science.com)