Gli scienziati della CU Boulder hanno tracciato una tabella di marcia per un decennio di ricerca scientifica sulla luna.

I team dell'università parteciperanno a quattro missioni spaziali imminenti o proposte che cercano di utilizzare la luna come un laboratorio unico per guardare indietro all'alba del cosmo, raccogliendo dati senza precedenti su un'epoca della vita dell'universo prima che si formassero le prime stelle .

Il primo di questi sforzi utilizzerà uno strumento chiamato Osservazioni di onde radio sulla superficie lunare della guaina fotoelettronica (ROLSES). Dovrebbe atterrare sulla luna tra poco più di un anno. Un altro riguarda un satellite proposto noto come Dark Ages Polarimetry Pathfinder (DAPPER). Potrebbe essere in orbita intorno alla Luna entro la metà del decennio.

"È una parte completamente inesplorata dell'universo primordiale, che chiamiamo secoli bui, "ha detto Jack Burns, professore nel Dipartimento di Scienze Astrofisiche e Planetarie della CU Boulder. "Non abbiamo dati di questo periodo e nessuna prospettiva di ottenere dati utilizzando telescopi tradizionali come il telescopio spaziale Hubble".

Burns ha descritto le quattro missioni durante un discorso virtuale questo mese alla riunione annuale del Lunar Exploration Advisory Group (LEAG), un organo consultivo scientifico per la NASA.

L'amministratore della NASA Jim Bridenstine, che ha partecipato anche alla riunione, condiviso nell'emozione.

"Una delle missioni che mi ha davvero emozionato è DAPPER, ", ha detto in un discorso. "Vedremo il Medioevo dopo il Big Bang e prima di Cosmic Dawn".

Due lander

Per le ustioni, i prossimi anni potrebbero finire per essere i più entusiasmanti della sua carriera decennale.

Lo scienziato, che è anche vicepresidente emerito per gli affari accademici e la ricerca per il sistema CU, spiegò che non esisteva luce visibile nell'universo durante i secoli bui a causa della mancanza di stelle. Quella completa oscurità, che durò per circa 180 milioni di anni, rende questo periodo di tempo impossibile da studiare per gli astrofisici oggi.

O quasi impossibile:Burns e altri ricercatori hanno previsto che gli scienziati saranno in grado di rilevare la debole radiazione emessa dalle nubi di gas idrogeno che hanno riempito l'universo durante questo periodo. È la stessa radiazione, visibile oggi nelle onde radio che viaggiano nello spazio, che Burns e i suoi colleghi sperano di vedere quando andranno sulla luna.

"Stiamo sondando quel periodo di tempo nell'universo primordiale in cui tutto ebbe inizio, " Burns ha detto. "Le primissime stelle si stanno formando. Si stanno formando le primissime galassie, che alla fine porterà a galassie come la Via Lattea".

ROLSES darà il via alla festa nell'ottobre 2021. È allora che lo strumento atterrerà sulla luna a bordo del Nova-C Lunar Lander costruito dalla società Intuitive Machines. ROLSES inizierà a scansionare il cielo alla ricerca di onde radio poco dopo.

Sarà seguito nel 2024 da una seconda missione lander chiamata Lunar Surface Electromagnetics Experiment (LuSEE), che raccoglierà dati simili ma dal lato opposto della luna, o il lato della luna che è sempre rivolto lontano dalla Terra. Questa regione della superficie lunare, Burns ha spiegato, è schermato dalle interferenze prodotte dalle onde radio sulla Terra.

Entrambe le missioni fanno parte del programma Commercial Lunar Payload Services della NASA. Robert MacDowall del Goddard Spaceflight Center guida la missione ROLSES, mentre Stuart Bale all'Università della California, Berkeley guiderà LuSEE. I membri del team CU Boulder che lavorano con Burns includono il socio postdottorato Keith Tauscher e gli studenti laureati Neil Bassett e Joshua Hibbard.

E oltre

Entrambi i lander prepareranno il terreno per DAPPER. Se questo satellite riceve l'approvazione ufficiale dalla NASA, avrà le dimensioni di una valigia e trasporterà quattro antenne filari e un'antenna "toppa" a forma di scatola. Gli strumenti sensibili aiuteranno il veicolo spaziale a raccogliere le tracce incredibilmente sottili delle nubi di idrogeno dell'universo primordiale.

Burns ha recentemente ricevuto un altro round di finanziamenti dalla NASA per continuare a "maturare" i progetti della sua squadra per la missione. Centro di ricerca Ames della NASA, UC Berkeley e il National Radio Astronomy Observatory sono partner di DAPPER.

"È quanto di più vicino siamo arrivati ​​a essere finalmente in grado di fare questa importante scienza, quindi è emozionante, " ha detto Burns.

Non si accontenta di fermarsi qui. L'astrofisico ha anche collaborato con scienziati del California Institute of Technology e del Jet Propulsion Laboratory della NASA per sviluppare un'altra missione. Si chiama Farside Array for Radio Science Investigations of the Dark Ages and Exoplanets (FARSIDE). Lo sforzo potrebbe inviare robot rotanti lunghi sei piedi sulla luna, potenzialmente entro la fine del decennio. Là, stenderanno più di 28 miglia di fili sulla superficie della luna in uno schema a spirale, una disposizione senza precedenti che potrebbe rilevare segnali cosmici dalla superficie della luna stessa.

Durante il virtual talk di questo mese, Bridenstine della NASA ha notato che sforzi come DAPPER mostrano il potenziale per la scienza sulla luna. Ha detto che gli astronauti che vivono in una stazione spaziale in orbita attorno alla luna, o anche negli habitat sulla superficie lunare, potrebbe un giorno aiutare scienziati come Burns a raccogliere i propri dati.

"Qui hai l'esplorazione umana e la missione scientifica che beneficiano direttamente l'una dell'altra, " disse Bridestine.