L'impronta di un astronauta nella regolite lunare, lo strato di fine terra grigia che ricopre la superficie della luna. NASA

Durante le missioni sulla Luna dell'Apollo 15 e dell'Apollo 17 nel 1971 e nel 1972, gli astronauti hanno praticato dei fori nella superficie lunare e vi hanno posizionato delle sonde, nel tentativo di misurare la temperatura del sottosuolo della luna e quantificare quanto calore si sposta dal nucleo lunare alla superficie. Ma dopo averlo fatto, gli scienziati sulla Terra hanno notato uno strano fenomeno. La regolite lunare, cioè lo strato di terra e frammenti di roccia che ricopre la superficie — ha cominciato a salire di temperatura e ha continuato a farlo per diversi anni dopo. Nessuno era sicuro del perché, sebbene alcuni scienziati credessero che potesse essere stato causato da una sorta di fenomeno naturale, mentre altri sospettavano che gli stessi astronauti potessero averlo innescato.

Ora sembra che i responsabili fossero davvero gli astronauti. In un documento pubblicato il 25 aprile, 2018 nel Journal of Geophysical Research, una rivista dell'American Geophysical Union (AGU), i ricercatori utilizzano i dati raccolti dai nastri della NASA perduti da tempo, foto scattate dagli astronauti, immagini da un orbiter lunare e altri documenti per dimostrare che l'aumento della temperatura della superficie lunare attorno alle sonde da 1 a 2 gradi Celsius - da 1,8 a 3,6 gradi Fahrenheit - probabilmente è stato causato dall'attività umana.

Come ha spiegato questo post sul blog della scrittrice scientifica dell'AGU Lauren Lipuma, camminando e guidando un rover, gli astronauti avrebbero apparentemente disturbato la regolite, facendolo diventare più scuro. Quella, a sua volta, ha fatto sì che la superficie lunare in quelle aree riflettesse meno radiazione solare nello spazio, e invece assorbirlo, riscaldando la superficie.

Rintracciare i nastri della NASA

Al fine di fornire prove a sostegno di tale scenario, gli scienziati avevano bisogno di anni di lavoro investigativo scientifico. L'autore principale Seiichi Nagihara, professore associato di geofisica presso la Texas Tech University, e colleghi hanno trascorso anni alla ricerca di nastri di dati perduti da tempo che erano stati trasmessi dagli strumenti lasciati sulla luna.

Come spiega Nagihara in un'e-mail, i dati pubblicati dall'esperimento del flusso di calore Apollo, che ha mostrato un aumento della temperatura superficiale, copriva solo il periodo dal 1971 al 1974. Ma Nagihara sapeva che l'esperimento in realtà era durato fino al settembre 1977. "Volevo sapere se questo riscaldamento è continuato fino alla fine, " lui scrive.

Ma i nastri che contenevano quell'informazione mancavano. "Quando abbiamo iniziato, non sapevamo se questi nastri esistessero ancora, " Dice Nagihara. "Abbiamo passato un paio d'anni a intervistare persone che erano coinvolte nel programma Apollo e ad esaminare i promemoria ei rapporti di quel periodo".

Come i dettagli del post sul blog di Lipuma, i ricercatori hanno finalmente scoperto che la NASA aveva creato un set separato di nastri, appositamente per l'archiviazione. Alla fine hanno localizzato 440 dei nastri, che copre un periodo da aprile a giugno 1975, raccogliendo polvere al Washington National Records Center di Suitland, Maryland, una parte degli Archivi Nazionali che conserva i documenti di varie agenzie federali.

Recupero dei dati

Ma quello era solo l'inizio dei lavori. "Il degrado di questi nastri era un problema serio, " Spiega Nagihara. "Abbiamo lavorato con aziende che hanno esperienza nel recupero di dati da vecchi nastri magnetici degradati. Un'altra grande sfida è stata quella di elaborare i dati recuperati da questi nastri. Questi nastri registravano misurazioni elettroniche (ad es. letture di tensione dei vari sensori) in uscita dai vari strumenti lasciati sulla luna. Così, abbiamo dovuto separarli nei set di dati per i singoli strumenti, e quindi elaborarli in numeri scientificamente significativi come le temperature. Ancora, abbiamo esaminato numerosi promemoria e rapporti per capire queste fasi di elaborazione. Ci sono voluti altri anni".

I ricercatori hanno combinato i dati dei nastri con le informazioni di centinaia di registri settimanali del Lunar and Planetary Institute di Houston. Ciò ha permesso loro di ricostruire le letture della temperatura per le lacune nei nastri da gennaio a marzo 1975 e da luglio 1975 a febbraio 1976, il punto in cui le sonde erano prossime alla fine del loro ciclo di vita, secondo il post sul blog di Lipuma.

Quando i ricercatori hanno analizzato i dati, hanno scoperto che le sonde più vicine alla superficie mostravano che la temperatura aumentava più rapidamente e più in alto rispetto alle sonde sepolte più in profondità. Ciò indicava che il calore era effettivamente iniziato in superficie, piuttosto che sotto di esso.

La regolite oscurata

Quando gli scienziati hanno guardato le immagini dei siti di atterraggio scattate dal Lunar Reconnaissance Orbiter, hanno visto che il terreno intorno ai siti in cui gli astronauti hanno impiantato le sonde era più scuro delle aree circostanti indisturbate, che ridurrebbe la quantità di radiazione solare riflessa nello spazio. Le fotografie scattate dagli astronauti durante le missioni mostrano anche impronte e altri cambiamenti che la loro presenza ha apportato in superficie.

Walter Kiefer, uno scienziato dello staff del Lunar and Planetary Institute e uno dei coautori di Nagihara, spiega in una e-mail che l'effetto del riscaldamento "era abbastanza localizzato. Si è verificato solo dove si concentravano le attività degli astronauti, in particolare lungo le loro tracce a piedi (o tracce di rover), e dove hanno svolto un ampio lavoro raccogliendo campioni e distribuendo esperimenti. L'area più colpita è stata molto probabilmente l'area di distribuzione dell'esperimento, che era di 20-30 metri (66-98 piedi) di diametro e lavorava ampiamente. La regolite (suolo) era oscurata in quei luoghi, e il riscaldamento si propagherebbe lentamente verso il basso nel tempo.

"Però, le aree laterali non calpestabili sarebbero più fresche e potrebbero aiutare a ridurre al minimo la propagazione del calore verso il basso. Per tale motivo, Mi aspetto che l'effetto complessivo non si estenda molto in profondità, ma non l'abbiamo calcolato in dettaglio."

Nella carta, i ricercatori fanno notare che le future misurazioni del flusso di calore sulla luna dovrebbero tenere conto dell'effetto del dispiegamento delle sonde. Ma a parte questo, l'effetto di riscaldamento non era un'alterazione così significativa dell'ambiente lunare. Kiefer afferma che l'attività degli astronauti attorno a una futura base lunare potrebbe avere lo stesso effetto, ma che l'aumento di temperatura sarebbe lieve e probabilmente non penetrerebbe molto lontano.

Come spiega Nagihara, i nastri recuperati contengono i dati di tutti gli strumenti che gli astronauti dell'Apollo hanno dispiegato sulla luna, e c'è altro da imparare da loro. "Ho usato solo i dati degli esperimenti sul flusso di calore, " scrive. "I nastri contengono dati provenienti da molti altri esperimenti. Stiamo elaborando anche i dati di questi altri esperimenti, archiviandoli con i repository di dati della NASA, e mettendoli a disposizione di altri ricercatori planetari. Per esempio, analizzando i dati di questi nastri, uno dei miei colleghi ha scoperto che ci sono stati più terremoti lunari di quanto riportato in precedenza".

Ora è interessante

Joshua Bandfield, un ricercatore senior presso lo Space Science Institute di Boulder, Colo. che non era coinvolto nello studio, dice in una e-mail che l'effetto di riscaldamento probabilmente sarebbe minore in una futura missione su Marte. "Le superfici marziane sono tipicamente sabbiose o polverose e le superfici polverose in particolare potrebbero essere compattate, probabilmente cambiando la loro riflettività e conduttività termica, " scrive. "Tuttavia, queste superfici non sono così delicatamente strutturate e isolanti come i terreni lunari e qualsiasi cambiamento è probabile che sia minore degli effetti sulla superficie lunare".