È in fase di sviluppo un dispositivo in miniatura che scansiona in profondità sotto terra per identificare depositi di ghiaccio e tubi di lava cavi sulla luna per possibili insediamenti umani.

Il dispositivo prototipo, noto come MAPrad, è solo un decimo delle dimensioni dei sistemi radar a penetrazione terrestre esistenti, eppure può vedere quasi il doppio della profondità sotto terra, a più di 100 metri di profondità, per identificare i minerali, depositi di ghiaccio, o vuoti come tubi di lava.

La start-up locale CD3D PTY Limited ha ora ricevuto una sovvenzione dall'iniziativa Moon to Mars dell'Agenzia spaziale australiana per sviluppare ulteriormente il prototipo con la RMIT University, incluso testarlo mappando uno dei più grandi sistemi accessibili di tubi di lava della Terra.

CEO di CD3D e professore onorario di RMIT, James Macnae, ha affermato che il loro esclusivo sensore geofisico presentava diversi vantaggi rispetto alla tecnologia esistente che lo rendevano più adatto alle missioni spaziali.

"MAPrad è più piccolo, più leggero e non utilizza più energia dei dispositivi radar a penetrazione del suolo esistenti, eppure può vedere fino a centinaia di metri sotto la superficie, che è circa il doppio della tecnologia esistente, " disse Macna.

"È stato in grado di ottenere queste prestazioni migliorate, anche dopo essere stato ridotto a una dimensione da tenere in mano, perché opera in una gamma di frequenze diversa:utilizzando la componente magnetica piuttosto che quella elettrica delle onde elettromagnetiche."

Le onde magnetiche emesse e rilevate dal dispositivo misurano la conduttività e le riflessioni delle onde elettromagnetiche per identificare ciò che si trova nel sottosuolo. Vuoti e ghiaccio d'acqua forniscono forti riflessi, mentre vari depositi di metalli hanno un'elevata conduttività a livelli unici.

Dall'estrazione mineraria alla missione lunare

Il sistema radar specializzato è stato sviluppato dalla RMIT University e dalla società canadese International Groundradar Consulting in un progetto di ricerca collaborativa finanziato attraverso la rete AMIRA Global.

Da allora sono stati effettuati con successo test sul campo in Australia e Canada utilizzando un prototipo zaino in spalla per l'estrazione mineraria e la prospezione mineraria.

"Lo sviluppo iniziale di MAPrad era specificamente focalizzato sulla facilitazione di rilievi con droni per applicazioni minerarie, ma ha ovvie applicazioni nello spazio dove le dimensioni e il peso sono importanti, quindi è lì che stiamo ora concentrando i nostri sforzi, " disse Macna.

Per dimostrare ulteriormente l'utilità della tecnologia per una serie di missioni lunari, i ricercatori cercheranno il permesso di scansionare uno dei più grandi sistemi accessibili al mondo di tubi di lava nelle spettacolari grotte di Undara nell'estremo nord del Queensland, Australia.

Undara è una parola aborigena che significa "lunga strada, " in riferimento al sistema insolitamente lungo di tubi di lava che si trovano all'interno del parco. I tubi hanno diametri fino a 20 metri e alcuni sono lunghi diverse centinaia di metri.

Ingegnere dell'Università RMIT, Dottor Graham Dorrington, hanno detto che avrebbero attraversato il parco sopra le grotte per rilevare i vuoti sottostanti, alcuni dei quali non sono stati ancora completamente mappati.

"Conosciamo le dimensioni dei tubi principali, quindi il confronto con le scansioni di superficie per verificare l'accuratezza dovrebbe essere possibile, " Egli ha detto.

"Undara sarà un eccellente sito di test per noi poiché è la cosa più vicina sulla Terra ai tubi di lava che si pensa esistano sulla luna e su Marte".

La ricerca dell'acqua e del riparo nello spazio

Enormi tunnel lasciati da antichi flussi di lava vulcanica potrebbero esistere a basse profondità sotto la superficie della luna e di Marte.

Si pensa che questi recinti possano essere adatti per la costruzione di colonie spaziali in quanto forniscono protezione dai frequenti impatti di meteoriti della luna, radiazione ultravioletta ad alta energia e particelle energetiche, per non parlare delle temperature estreme.

Sulla superficie della luna, Per esempio, le temperature diurne sono spesso ben al di sopra dei 100 gradi Celsius, scende drasticamente al di sotto di -150 gradi Celsius di notte, mentre i tunnel isolati potrebbero fornire un ambiente stabile di circa -22 gradi Celsius.

Ma di preoccupazione più immediata è mappare i depositi di acqua ghiacciata sulla luna e ottenere un quadro più chiaro delle risorse disponibili lì per sostenere la vita.

Dorrington ha detto che il loro sistema potrebbe essere montato su un rover spaziale, o anche attaccato a un veicolo spaziale in orbita bassa, monitorare i minerali nelle missioni future e i tubi di lava nelle missioni successive.

"Dopo il test del tubo di lava alla fine dell'anno, il prossimo passo sarà l'ottimizzazione del dispositivo in modo da non interferire o interagire con nessuno dei componenti metallici del rover spaziale o del veicolo spaziale, o causare interferenze elettromagnetiche incompatibili con comunicazioni o altri strumenti, " ha detto Dorrington.

"Qualificare MAPrad per l'utilizzo dello spazio, specialmente per l'uso sulla luna, sarà per noi una sfida tecnica significativa, ma non prevediamo alcun intoppo".

Il team utilizzerà le capacità uniche dell'RMIT Micro Nano Research Facility e dell'Advanced Manufacturing Precinct e sta anche cercando di collaborare nelle fasi successive dello sviluppo con specialisti nell'integrazione di veicoli spaziali o organizzazioni con disponibilità di payload.