L'astronauta Harrison Schmitt utilizza una paletta di campionamento regolabile per recuperare campioni lunari durante la missione Apollo 17 nel dicembre 1972. I nastri di dati lunari recentemente restaurati mostrano che l'attività degli astronauti dell'Apollo ha leggermente riscaldato la superficie della Luna. Credito:NASA.
Dopo otto anni trascorsi a recuperare i dati lunari persi dalle missioni Apollo, gli scienziati riferiscono in un nuovo studio di aver risolto un mistero vecchio di decenni sul perché il sottosuolo della luna si sia leggermente riscaldato durante gli anni '70.
Gli scienziati si sono interrogati sulla causa del riscaldamento sin dall'inizio delle missioni Apollo, quando gli astronauti hanno dispiegato sonde sulla luna per misurare il calore proveniente dal suo interno.
I nastri di dati persi recuperati dagli scienziati hanno colmato un vuoto record durante gli anni '70 e hanno aiutato i ricercatori a individuare la fonte del riscaldamento come gli stessi astronauti dell'Apollo.
Gli astronauti hanno disturbato la superficie del suolo lunare camminando e guidandoci sopra un rover. Di conseguenza, la luna rifletteva meno la luce del sole nello spazio, che ha innalzato la temperatura della superficie lunare di 1-2 gradi Celsius (1,8-3,6 gradi Fahrenheit) dove è stata disturbata.
Le nuove scoperte mostrano che è quasi impossibile schierare astronauti o strumenti sulla luna senza disturbare il suo ambiente superficiale, informazioni che potrebbero essere preziose per future missioni lunari, secondo i ricercatori che hanno pubblicato un nuovo studio che dettaglia i risultati nel Giornale di ricerca geofisica :Pianeti, una rivista dell'American Geophysical Union.
"Nel processo di installazione degli strumenti potresti effettivamente finire per disturbare l'ambiente termico superficiale del luogo in cui vuoi effettuare alcune misurazioni, " disse Seiichi Nagihara, uno scienziato planetario presso la Texas Tech University di Lubbock, Texas e autore principale del nuovo studio. "Questo tipo di considerazione va sicuramente alla progettazione della prossima generazione di strumenti che un giorno saranno schierati sulla luna".
Misurare il calore della luna
A sinistra:questa fotografia dell'astronauta James Irwin mostra il borestem e il cavo della sonda 1 del flusso di calore Apollo 15 che sporgono dal suolo. Intorno al borestem, si possono vedere le impronte degli astronauti. A destra:questa fotografia dell'astronauta Harrison Schmidt mostra il borestem e il cavo dell'Apollo 17 Probe 2 che sporgono dal suolo. Credito:NASA
Durante le missioni Apollo 15 e 17 nel 1971 e nel 1972, gli astronauti hanno dispiegato sonde per misurare la temperatura del sottosuolo della luna e hanno cercato di quantificare quanto calore si sposta dal nucleo della luna alla sua superficie. Gli scienziati si aspettavano che queste misurazioni del flusso di calore avrebbero detto loro se il nucleo della luna era caldo come quello della Terra e quanto calore potevano generare le rocce della sua crosta e del suo mantello.
Le sonde hanno misurato le temperature sulla superficie della luna e a pochi metri nel sottosuolo dal 1971 al 1977. I dati grezzi della temperatura sono stati trasmessi al Johnson Space Center della NASA a Houston, dove è stato registrato su nastri magnetici a bobina aperta. I tecnici hanno poi consegnato i nastri agli scienziati coinvolti nella missione che hanno analizzato i dati e li hanno archiviati.
Ma quando gli esperimenti sul flusso di calore terminarono nel 1977, solo i nastri dal 1971 al 1974 sono stati archiviati presso il National Space Science Data Center, l'archivio dati della missione scientifica spaziale della NASA presso il Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland. Il resto dei nastri, presumibilmente ancora con gli scienziati che li hanno analizzati, non sono mai stati archiviati, e la maggior parte è andata perduta da allora.
Nel 2010, Nagihara e diversi colleghi hanno deciso di rintracciare i dati sul flusso di calore perso dal 1975 al 1977 per rispondere ad alcune domande in sospeso. Un mistero di vecchia data era il motivo per cui la temperatura del sottosuolo della luna è aumentata gradualmente negli anni successivi al dispiegamento delle sonde del flusso di calore.
Gli scienziati planetari hanno discusso la causa di questo riscaldamento inspiegabile per diversi decenni. Alcuni sospettavano che fosse dovuto all'attività degli astronauti, mentre altri pensavano che potesse essere dovuto a cambiamenti nell'orbita della luna oa un eccesso di radiazioni provenienti dalla Terra.
Risolvere il mistero del calore
Un'immagine della Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) delle vicinanze del sito di atterraggio dell'Apollo 17. Nota che la superficie intorno al sito di spiegamento dell'esperimento sulla superficie lunare è più scura dell'ambiente circostante. Credito:NASA
Quando i ricercatori hanno iniziato a cercare i dati mancanti, hanno scoperto che la NASA aveva creato un set separato di nastri appositamente per l'archiviazione. Hanno trovato 440 di questi nastri d'archivio, con dati da aprile a giugno 1975, raccogliendo polvere al Washington National Records Center di Suitland, Maryland, che archivia i documenti di diverse agenzie federali degli Stati Uniti.
Al Lunar and Planetary Institute di Houston, i ricercatori hanno recuperato centinaia di registri settimanali che registravano le letture della temperatura dalle sonde del flusso di calore dal 1973 al 1977. Questi registri hanno aiutato gli scienziati a ricostruire le letture della temperatura per i tempi non coperti nei nastri d'archivio - da gennaio a marzo 1975, e dal luglio 1975 al febbraio 1976, quando gli strumenti hanno iniziato a raggiungere la fine della loro vita funzionale.
Gli scienziati hanno impiegato diversi anni per estrarre i dati dai nastri vecchi di decenni e molti altri anni per analizzarne il contenuto, incluso il recupero di documenti che descrivono come è stata calibrata ciascuna sonda e come elaborare i dati registrati da ciascuna sonda.
I nastri mancanti e i registri delle prestazioni settimanali hanno fornito ai ricercatori abbastanza nuove informazioni per individuare una probabile causa del misterioso riscaldamento. Le sonde più vicine alla superficie hanno visto un salto di temperatura maggiore e l'hanno visto prima delle sonde più in profondità, suggerendo che il calore è partito dalla superficie e si è spostato verso il basso.
I ricercatori hanno anche abbinato i nuovi dati alle immagini della superficie lunare del Lunar Reconnaissance Orbiter. Le immagini mostrano che l'attività degli astronauti ha disturbato l'ambiente di superficie nei loro siti di atterraggio, che oscurò il suolo lunare in quelle zone. Il terreno più scuro assorbe più luce dal sole, che lo rende più caldo, e i ricercatori sospettano che questo sia ciò che ha causato il riscaldamento.
"Non ci vuole molto disturbo per ottenere quel sottile riscaldamento in superficie, " Ha detto Nagihara. "Quindi l'analisi dei dati storici insieme alle nuove immagini della luna ci ha davvero aiutato a caratterizzare come la superficie si è riscaldata".
Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.
