In meno di quattro anni, La NASA prevede di far sbarcare la prima donna e il prossimo uomo sulla luna come parte del Progetto Artemis. Questo tanto atteso ritorno sulla luna sarà seguito dalla costruzione del Lunar Gateway, l'Artemis Base Camp e un programma di "esplorazione lunare sostenibile". La creazione di una presenza umana duratura sulla luna creerà anche molte opportunità per entusiasmanti ricerche scientifiche.

Per esempio, gli astronomi vogliono condurre la radioastronomia sul lato opposto della luna, dove i telescopi potevano sondare il primo periodo dell'Universo privo di interferenze radio terrestri. Facendo un ulteriore passo avanti, un team di astronomi ha recentemente raccomandato che un radiotelescopio sul lato opposto della luna (o in orbita lunare) potrebbe aiutare in un'altra importante area di ricerca:la ricerca di intelligenza extraterrestre (SETI)!

La proposta è stata oggetto di un white paper che è stato presentato alla National Academy of Sciences' Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023-2032. Il team dietro di esso era guidato da Eric J. Michaud, uno studente di matematica all'Università di Berkeley, e includeva membri dell'Istituto SETI, l'Istituto di Scienze Spaziali e Astronomia dell'Università di Malta, e Iniziative rivoluzionarie.

Come hanno spiegato, il potenziale per la radioastronomia lunare è stato riconosciuto fin dai tempi del programma Apollo. L'interesse è stato rinnovato durante i primi anni 2000, in un momento in cui si stavano compiendo i primi passi verso il ritorno degli astronauti sulla luna (il Constellation Program). Con l'evoluzione dei piani della NASA nell'ultimo decennio - "Moon to Mars" e il programma Artemis - ora è il momento per la necessaria pianificazione.

Dottor Pete Worden, la Chairman Breakthrough Prize Foundation e l'ex direttore dell'Ames Research Center della NASA, era un co-autore sulla carta. Come ha detto a Universe Today via e-mail, la necessità di stabilire un sito per un tale telescopio è urgente:

"C'è una certa urgenza nello stabilire una riserva radio-silenziosa lunare lontano prima di ottenere il problema fiorente che abbiamo in orbita terrestre con l'interferenza ottica dei satelliti per le comunicazioni. Siamo già preoccupati per i satelliti per le comunicazioni cinesi, quindi questo deve essere un consenso globale ora!"

I vantaggi dell'astronomia lunare sono stati esplorati a lungo. Per i principianti, un radiotelescopio sopra o in orbita della luna consentirebbe esperimenti di radioastronomia altamente sensibili. Sulla terra, anche le bande radio più comuni utilizzate per la comunicazione sono considerate redditizie per la ricerca SETI. Sfortunatamente, il loro uso comune li rende soggetti a una grande quantità di interferenze.

Come tale, i radiotelescopi sulla Terra si trovano in parti del mondo che hanno un inquinamento radio minimo, come deserti e aree remote. Ma il lato opposto della luna potrebbe benissimo essere il luogo più "radio-silenzioso" del sistema solare. Come ha spiegato Michaud a Universe Today via e-mail, questi vantaggi includono la possibilità di scansionare "frequenze dominate da [interferenze di radiofrequenza], così come frequenze molto basse bloccate dalla ionosfera. Andare nello spazio risolve il problema della ionosfera, e andare sulla luna mitiga il problema della RFI".

Come indicano nel loro studio, il rumore radio potrebbe essere particolarmente attenuato se si scegliesse un cratere come sede di un osservatorio di superficie. Alcune località scelte includono il Saha, Ciolkovskij, Malaperto, e crateri Daedalus, che sono stati tutti selezionati come possibili siti da precedenti proposte di radioastronomia lunare. In un tale ambiente, le pareti del cratere bloccherebbero le interferenze provenienti da orbite o veicoli spaziali.

Naturalmente, un telescopio sulla superficie lunare presenta alcuni inconvenienti, anche. Per esempio, l'osservatorio richiederebbe una missione di atterraggio per portarlo in superficie, che è più complesso dell'invio di missioni in orbita. Qui, Michaud e i suoi colleghi usano il Beresheet dell'Agenzia spaziale israeliana e il lander lunare Vikram dell'ISRO (parte della missione Chandrayaan-2) come esempi, entrambi i quali si schiantarono sulla superficie.

Un altro svantaggio è che un lander non sarebbe in grado di attingere energia solare durante la notte lunare di 14 giorni, il che significa che dovrebbe venire con un grande pacco batteria. Anche le comunicazioni sarebbero una sfida poiché il lato nascosto della luna non è mai in linea di vista diretta con la Terra. La missione cinese Chang'e-4 si occupa di questo inoltrando le sue comunicazioni all'orbiter Queqiao, che orbita intorno alla luna nel punto L2 Terra-Luna.

D'altra parte, un telescopio lunare schierato nell'orbita della luna sarebbe più economico da lanciare e potrebbe anche supportare un'antenna più grande, poiché l'assenza di gravità dell'orbita eliminerebbe la necessità di una struttura di supporto. Ma certo, una tale missione ha la sua parte di svantaggi, come il fatto che RFI potrebbe essere più di un problema sul lato opposto.

La natura del campo gravitazionale della luna significa anche che la maggior parte delle orbite lunari sono intrinsecamente instabili, che porta al decadimento orbitale. Fortunatamente, Michaud e colleghi indicano che ci sono diverse "orbite congelate" in cui un orbiter potrebbe rimanere stabile per anni. Come spiega Michaud, molto lavoro deve accadere prima che un osservatorio SETI lunare possa essere realizzato:

"Una delle principali debolezze del documento è che è abbastanza agnostico su come, nello specifico, dovrebbe guardare un telescopio in orbita lunare o sulla superficie lunare. Penso che il prossimo passo sarebbe sviluppare alcuni progetti specifici per un orbiter. È inoltre necessario eseguire alcuni calcoli per determinare l'orbita migliore per uno strumento del genere".

Intanto, Il Dr. Worden afferma che la NASA e la comunità astronomica internazionale sono partiti alla grande con il Progetto Artemis e gli Accordi Artemis. Questi non solo facilitano il ritorno sulla luna, ma hanno anche stabilito un quadro per i partenariati tra le nazioni e tra i settori privato e pubblico. Questo, Il dottor Worden spiega, sarà essenziale per stabilire l'infrastruttura e il supporto necessari:

"Questa scienza importante. Sono convinto che potremmo iniziare a posizionare questi osservatori sul lato opposto della luna usando sistemi come Blue Moon di Blue Origin per posizionare un significativo radiotelescopio dall'altro lato entro la metà di questo decennio. Il costo per un tale progetto sarebbe essere paragonabile ai principali osservatori terrestri, possibilmente nell'intervallo delle centinaia di milioni di dollari. Ciò significa che il sistema potrebbe essere finanziato, in parte, da filantropi privati, proprio come lo sono oggi i nostri principali nuovi osservatori terrestri".

Una volta che tutte le infrastrutture necessarie sono a posto, il Lunar Gateway, Campo Base Artemide, ecc. – gli astronauti potranno condurre missioni in superficie con maggiore frequenza e per periodi di tempo più lunghi.

Oltre il lungo termine, potrebbero essere costruite strutture che consentano l'astronomia lunare, scienza lunare, e turismo lunare. Le lezioni apprese da questi sforzi potrebbero persino aprire la porta (odiamo speriamo) a un insediamento lunare permanente. Poiché tutto questo inizierà tra pochi anni, il momento di pianificarlo è adesso!