L’esplorazione lunare sta vivendo una rinascita. Dozzine di missioni, organizzate da più agenzie spaziali e da società commerciali, visiteranno la Luna entro la fine di questo decennio. La maggior parte coinvolgerà piccoli veicoli spaziali robotici, ma l’ambizioso programma Artemis della NASA, mira a riportare gli esseri umani sulla superficie lunare entro la metà del decennio.
I motivi di tutta questa attività sono principalmente la ricerca di risorse lunari. L’acqua ghiacciata ai poli, può essere estratta e trasformata in idrogeno e ossigeno, propellente per razzi. Tuttavia, anche la scienza ne trarrà un grande vantaggio. La Luna ha ancora molto da dirci sull’origine e l’evoluzione del Sistema Solare, ma soprattutto potrebbe essere un piattaforma per l’astronomia osservativa. I telescopi sulla Luna sono stati discussi in una riunione della Royal Society all’inizio di quest’anno.
Vantaggi del lato oscuro lunare
Tra le scienze che ne trarrebbero vantaggio c’è la radioastronomia. Gli studi radioastronomici potrebbero essere condotti con elevato profitto sul lato oscuro della Luna. Il lato lontano è costantemente schermato dai segnali radio generati dagli umani sulla Terra. Inoltre la notte lunare protegge dalle radiazioni solari. Tutte queste caratteristiche lo rendono il luogo più “radio-silenzioso” dell’intero Sistema Solare.
Le onde radio sono energia elettromagnetica, come gli infrarossi, gli ultravioletti e la luce visibile. Hanno diverse lunghezze d’onda nello spettro elettromagnetico e quelle con lunghezze d’onda superiori a circa 15m sono bloccate dalla ionosfera terrestre. Per l’astronomia, rappresentano l’ultima regione inesplorata dello spettro e raggiungono la superficie della Luna senza ostacoli.
Le osservazioni del cosmo a queste lunghezze d’onda rientrano nell’ambito della “radioastronomia a bassa frequenza”. Sono l’uniche in grado di sondare la struttura dell’universo primordiale, in particolare l’età oscura del cosmo, prima che si formassero le prime galassie. L’astronomo Jack Burns ha fornito delle giustificazioni scientifiche rilevanti (rif.) al recente incontro della Royal Society. Lo scienziato divide il lato nascosto della luna una “piattaforma incontaminata e silenziosa per condurre osservazioni a bassa radiofrequenza delle età oscure dell’universo primordiale, così come la meteorologia spaziale e le magnetosfere associate a esopianeti abitabili”.
Segnali da altre stelle
Un’altra potenziale applicazione dei telescopi sul lato lontano della Luna, sarebbe rilevare le onde radio da particelle cariche intrappolate dalle magnetosfere degli esopianeti in orbita attorno ad altre stelle. Questo aiuterebbe a valutarne la capacità di ospitare la vita. Le onde radio provenienti dalle magnetosfere degli esopianeti avrebbero lunghezze d’onda superiori a 100 m.
Ancora una volta, il lato più lontano della Luna sarebbe la posizione migliore. Un ragionamento simile può essere fatto nei tentativi di rilevare segnali da alieni intelligenti. Inoltre aprendo una parte inesplorata dello spettro radio, c’è anche la possibilità di fare scoperte di nuovi fenomeni. Dovremmo avere un’indicazione del potenziale di queste osservazioni durante la missione LuSEE-Night della NASA sul lato lontano della luna tra il 2025 ed il 2026.
Crateri e telescopi infrarossi
La superficie lunare, offre anche opportunità per altri tipi di astronomia. Gli astronomi hanno molta esperienza con i telescopi ottici e infrarossi che operano nello spazio libero, come il telescopio Hubble ed il James Webb Space Telescope (JWST). Tuttavia, i crateri ai poli lunari, che non ricevono luce solare, sarebbero ottimi punti di osservazione.
I telescopi che osservano l’universo alle lunghezze d’onda dell’infrarosso sono molto sensibili al calore e quindi devono operare a basse temperature. James Webb, ad esempio, ha bisogno di un enorme struttura per proteggerlo dai raggi del Sole. Sulla luna, un bordo naturale del cratere potrebbe fornire questa schermatura a costo zero.
La bassa gravità del nostro satellite potrebbe inoltre anche consentire la costruzione di telescopi molto più grandi di quanto sia fattibile per sonde a volo libero. Queste considerazioni hanno portato l’astronomo Jean-Pierre Maillard a suggerire che la Luna potrebbe essere il futuro dell’astronomia ad infrarossi.
I crateri e le onde gravitazioni
L’ambiente freddo e stabile dei crateri, permanentemente in ombra, può anche offrire vantaggi per la prossima generazione di strumenti di rilevazione di onde gravitazionali, “increspature” nello spazio-tempo, causate da processi come l’esplosione di stelle e la collisione di buchi neri.
Inoltre, per miliardi di anni la Luna è stata bombardata da particelle cariche provenienti dal Sole e raggi cosmici galattici. La superficie lunare può contenere una ricca documentazione di questi processi. Studiarli potrebbe fornire informazioni sull’evoluzione sia del Sole che della Via Lattea.
Per tutti questi motivi, l’astronomia trarrà vantaggio dall’attuale rinascita dell’esplorazione lunare. Nello specifico, è probabile che l’astronomia tragga vantaggio dalle infrastrutture costruite sulla Luna man mano che l’esplorazione lunare avanzerà. Ciò includerà sia le infrastrutture di trasporto, sia esseri umani e robot in loco per costruire e mantenere telescopi sulla Luna.
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