Il National Radio Astronomy Observatory (NRAO) si è unito a una nuova missione spaziale della NASA sul lato opposto della Luna per indagare su quando le prime stelle hanno iniziato a formarsi nell'universo primordiale.

L'universo era oscuro e nebbioso durante i suoi "secoli bui, " appena 380 mila anni dopo il Big Bang. Non c'erano ancora strutture che producono luce come stelle e galassie, solo grandi nubi di gas idrogeno. Mentre l'universo si espandeva e iniziava a raffreddarsi, la gravità ha guidato la formazione delle stelle e dei buchi neri, che pose fine ai secoli bui e diede inizio all'"aurora cosmica, " decine di milioni di anni dopo.

Per saperne di più su quel periodo oscuro del cosmo e capire come e quando iniziarono a formarsi le prime stelle, gli astronomi stanno cercando di catturare l'energia prodotta da queste nuvole di idrogeno sotto forma di onde radio, tramite la cosiddetta linea dei 21 centimetri.

Ma raccogliere segnali dall'universo primordiale è estremamente impegnativo. Sono per lo più bloccati dall'atmosfera terrestre, o soffocato da trasmissioni radio generate dall'uomo. Ecco perché un team di scienziati e ingegneri ha deciso di inviare un piccolo veicolo spaziale in orbita lunare e misurare questo segnale mentre attraversa il lato opposto della Luna, che è radio-silenzioso.

La navicella spaziale, chiamato il Dark Ages Polarimetry Pathfinder (DAPPER), sarà progettato per cercare deboli segnali radio dall'universo primordiale mentre opera in un'orbita lunare bassa. Il suo ricevitore radio specializzato e l'antenna ad alta frequenza sono attualmente in fase di sviluppo da parte di un team presso il Central Development Laboratory (CDL) della NRAO a Charlottesville, Virginia, guidato dall'ingegnere ricercatore senior Richard Bradley.

"Nessun radiotelescopio sulla Terra è attualmente in grado di misurare e confermare in modo definitivo il segnale di idrogeno neutro molto debole dall'universo primordiale, perché ci sono tanti altri segnali che sono molto più luminosi, " ha affermato Bradley. "Al CDL stiamo sviluppando tecniche specializzate che migliorano il processo di misurazione utilizzato da DAPPER per aiutarci a separare il segnale debole da tutto il rumore." Questo progetto si basa sul lavoro di Marian Pospieszalski che ha sviluppato amplificatori a basso rumore pronti per il volo presso il CDL negli anni '90 per la sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), di grande successo, un'astronave che ha fornito la cifra più precisa finora per l'età dell'universo.

DAPPER farà parte del programma Artemis della NASA con l'obiettivo di far atterrare "la prima donna e il prossimo uomo" sulla Luna entro il 2024. Verrà probabilmente lanciato dalle vicinanze del Lunar Gateway, la prevista stazione spaziale in orbita lunare destinata a fungere da hub di comunicazione e laboratorio scientifico. Poiché è in grado di sfruttare il crescente interesse per l'invio di esseri umani sul suolo lunare, DAPPER sarà molto più economico da costruire e più compatto di una missione NASA su vasta scala.

NRAO trascorrerà i prossimi due anni a progettare e sviluppare un prototipo per il ricevitore DAPPER, dopodiché andrà allo Space Sciences Laboratory dell'UC Berkeley per i test ambientali spaziali.

"NRAO è molto lieto di lavorare a questa importante iniziativa, " ha detto Tony Beasley, direttore della NRAO e vicepresidente delle Associated Universities Inc. per le operazioni di radioastronomia. "I contributi di DAPPER al successo della missione ARTEMIS della NASA si baseranno sulla rapida crescita della ricerca di radioastronomia spaziale che abbiamo visto negli ultimi dieci anni. In qualità di organizzazione di radioastronomia leader nel mondo, NRAO cerca sempre nuovi orizzonti, e DAPPER è l'inizio di un campo entusiasmante."

DAPPER è una collaborazione tra le università di Colorado-Boulder e California-Berkeley, l'Osservatorio Nazionale di Radioastronomia, Bradford Space Inc., e il Centro di ricerca Ames della NASA. Jack Burns dell'Università del Colorado Boulder è ricercatore principale e presidente del team scientifico. Sito web del progetto per DAPPER.