Un'immagine ad alta definizione della Terra scattata dall'orbita lunare giapponese Kaguya nel novembre 2007. Credito:JAXA/NHK
I progettisti di future missioni lunari e basi devono affrontare una sfida agghiacciante:come potrebbero le loro creazioni resistere alla notte lunare di quindici giorni? L'ESA è arrivata a un modo di sopravvivere a basso costo.
Durante la notte prolungata, quando la superficie è illuminata solo dalla luce blu della Terra, le temperature scendono al di sotto di -170ºC. Alcune località a latitudini più elevate hanno notti più brevi, sebbene altri abbiano un'oscurità molto più lunga o addirittura permanente.
Numerose missioni robotiche sono perite durante questo freddo prolungato. Il rover russo Lunokhod-2, ad esempio, non è riuscito a superare la notte del maggio 1973, il suo riscaldatore radioattivo si era gradualmente esaurito dopo quattro mesi di esplorazione.
Le missioni Apollo con equipaggio sono rimaste in superficie solo pochi giorni alla volta, e tutto durante il primo mattino lunare. Ma i futuri coloni lunari dovranno vivere di notte oltre che di giorno, tenendo presente che l'energia solare vitale e il calore non sarebbero disponibili durante i 14 giorni di oscurità.
"Fino ad ora, il calore radioattivo e le fonti di energia sono state la soluzione preferita per gli habitat lunari, " spiega Moritz Fontaine dell'ESA. "Ma questi moltiplicherebbero il costo e la complessità di qualsiasi spedizione.
"Quindi stiamo esplorando una soluzione più sostenibile, sfruttando la capacità della polvere lunare di assorbire e immagazzinare energia quando viene colpita dalla luce solare, poi rilasciando questa energia durante la notte lunare."
Questa immagine della Stazione Spaziale Internazionale che passa davanti alla Luna il 4 febbraio 2017 è stata scattata da Rouen, Francia, la città natale dell'astronauta dell'ESA Thomas Pesquet. Credito:Thierry Legault
Spinto dalla differenza di temperatura, questo motore termico verrebbe tenuto in funzione direttamente dal calore del sole durante il giorno - le temperature della superficie illuminata salgono ben al di sopra dei 100ºC all'equatore - mentre contemporaneamente immagazzina il calore in eccesso nel terreno.
Una volta che scende la notte, il motore termico sarebbe mantenuto in funzione a sua volta dal rilascio graduale dell'energia dal terreno riscaldato.
"Il principio è stato elaborato in dettaglio, " aggiunge Moritz. "Il passo successivo, intraprese attraverso il Programma di studi generali dell'ESA, consiste nell'eseguire studi numerici e di simulazione per valutare l'accumulo di calore e la fornitura di energia elettrica che il sistema consentirebbe.
"I risultati dovrebbero quindi consentire la costruzione di un piccolo dimostratore per testare il concetto nella pratica".
