I lander commerciali come questo trasporteranno carichi utili di scienza e tecnologia, compreso uno costruito da UC Berkeley, alla superficie lunare, spianando la strada all'atterraggio degli astronauti della NASA sulla Luna entro il 2024. Credito:NASA
Scavenging pezzi di ricambio e afferrare hardware standard, Università della California, Berkeley, gli scienziati spaziali sono in uno sprint per costruire strumenti scientifici che atterreranno sulla luna in soli due anni.
La NASA ha annunciato ieri di aver selezionato 12 payload scientifici per volare a bordo di tre missioni di atterraggio lunare entro i prossimi anni. Uno di questi sarà il Lunar Surface Electromagnetics Experiment (LuSEE), che sarà costruito sotto la direzione di Stuart Bale, un professore di fisica dell'Università di Berkeley e un veterano di diverse missioni della NASA passate, inclusa la Parker Solar Probe lanciata lo scorso agosto.
Gli esperimenti scientifici e tecnologici esploreranno l'ambiente superficiale della luna prima delle imminenti missioni umane e fanno parte della collaborazione della NASA con partner commerciali per lanciare carichi utili e, entro il 2024, umani:sulla luna.
Bale e i suoi colleghi dello Space Sciences Laboratory della UC Berkeley hanno meno di 6 milioni di dollari per coprire i costi, il che significa che coopteranno pezzi di ricambio originariamente costruiti per la Parker Solar Probe e altri veicoli spaziali, compreso STEREO, lanciato nel 2006 e che continua a fornire immagini stereo del sole, e il MAVEN del 2013 in missione su Marte. Il LuSEE effettuerà misurazioni complete dei fenomeni elettromagnetici sulla superficie della luna ed erigerà un semplice radiotelescopio, il primo telescopio operativo sulla luna.
"La NASA voleva strumenti pronti all'uso, perché il programma è davvero aggressivo. Stiamo parlando di mettere insieme qualcosa e consegnarlo in circa 18 mesi, che è veloce, " ha detto Bale. "Abbiamo proposto un rivolo della nostra strumentazione Parker Solar Probe, che funziona come un incantesimo, e la squadra è ancora insieme per metterlo a punto. Siamo bravi a costruire esperimenti rapidamente e funzionano".
"Berkeley farà un esperimento sulla superficie della luna, " Bale ha aggiunto. "Questo è piuttosto bello, Penso."
Durata della vita di due settimane?
L'esperimento non dovrebbe durare più di un giorno lunare, circa due settimane, perché le batterie si scaricheranno durante le due settimane della notte. Ma Bale spera che sopravviva all'oscurità lunare e vivrà per osservare un altro giorno lunare.
"L'ambiente termale è davvero brutto sul lato oscuro, così atterreremo al mattino, quando il sole sorge sulla luna, passare due settimane - una luce del giorno lunare - osservando come un matto, e quando diventa notte, il lander va al buio e le batterie si scaricano perché non c'è input solare per ricaricarle. Non sono obbligati a svegliarsi dall'altra parte."
L'esperimento di elettromagnetismo sulla superficie lunare, o LuSEE, sarà costruito dallo Space Science Laboratory per studiare i campi magnetici ed elettrici sulla superficie lunare e come interagiscono con le particelle di polvere fine. Gli strumenti scientifici atterreranno sul lato diurno della luna, dove la luce solare colpisce gli elettroni degli atomi per caricare elettrostaticamente e far levitare la polvere. Credito:Stuart Bale
Le missioni fanno parte del programma Commercial Lunar Payload Services della NASA, che il 31 maggio ha commissionato a tre società emergenti la costruzione di lander lunari per riportare la NASA sulla luna 50 anni dopo che l'America vi aveva atterrato l'ultima volta un veicolo spaziale:la missione con equipaggio Apollo 17 nel 1972. Questi lander trasporteranno i 12 carichi utili, sette dei quali si concentreranno sulla risposta a domande di scienze planetarie ed eliofisica, e cinque sulla dimostrazione di nuove tecnologie.
"Questi nuovi payload lunari rappresentano innovazioni all'avanguardia che ci aiuteranno a conoscere la luna come non abbiamo mai fatto prima, mentre ci prepariamo a far sbarcare gli umani sulla luna e, infine, Marte, " ha detto Thomas Zurbuchen, amministratore associato della direzione della missione scientifica dell'agenzia a Washington, D.C. "Ognuno porta qualcosa di nuovo sulla luna e può approfittare dei primi voli attraverso il nostro programma di partnership commerciale".
Uno dei tre lander trasporterà LuSEE, che misurerà il campo magnetico fluttuante della luna e la polvere sollevata dalla luce e dagli elettroni provenienti dal sole.
La polvere potrebbe essere un grosso problema per i futuri coloni lunari, ha detto balla. Harrison Schmitt, chi era a bordo dell'Apollo 17, ha subito una reazione allergica alla polvere lunare, come ha fatto un medico che ha scaricato la tuta spaziale di Schmitt al suo ritorno sulla Terra. La polvere fine era anche un fastidio all'interno dei lander Apollo, perché è elettricamente carico e si attacca a tutto.
La superficie della luna è caricata elettrostaticamente, pure, che potrebbe causare problemi alle strutture e agli esseri umani sulla luna. Gli astronauti dell'Apollo videro fontane di polvere gettate in aria al confine tra giorno e notte della luna, presumibilmente a causa delle differenze di tensione tra le parti illuminate e non illuminate della luna. Le differenze di tensione possono anche caricare oggetti sulla superficie, portando a scintille.
Bale è interessato a come cambia l'ambiente elettrostatico sulla superficie mentre il sole si sposta nel cielo e come quell'ambiente elettrostatico mutevole influenza la polvere. I magnetometri a bordo misureranno i cambiamenti nel campo magnetico, che finora sono stati misurati solo indirettamente da veicoli spaziali in orbita attorno alla luna, utilizzando strumenti costruiti presso il Laboratorio di Scienze Spaziali.
Il LuSEE trasporterà anche il primo radiotelescopio degli Stati Uniti sulla luna, una semplice antenna a dipolo che è come un'antenna TV a orecchie di coniglio. L'antenna sarà identica a quella a bordo della Parker Solar Probe, che finora è stato in grado di registrare le emissioni radio della Via Lattea in gamme di frequenza non rilevabili sulla Terra, perché tali lunghezze d'onda sono bloccate dagli ioni nell'atmosfera.
"Sono sicuro che vedremo il sole, brillamenti solari, tempeste radio di tipo 3, espulsioni di massa coronale, ma anche Giove e altri pianeti, che già vediamo con la sonda solare, " Bale ha detto. "E vedremo un sacco di emissioni dalla Terra. Proponiamo di fare un'indagine dell'ambiente radio sulla superficie della luna in preparazione, un giorno, per un radiotelescopio più avanzato."
Un tale schieramento solare sulla luna potrebbe rispondere a domande sulla storia antica dell'universo, compresa "l'epoca della reionizzazione, "quando le prime stelle cominciarono a formarsi nell'universo, circa 400 milioni di anni dopo il Big Bang.
