Secondo un nuovo studio della North Carolina State University, i pennacchi di razzi provenienti da un lander che tenta di atterrare vicino al polo sud lunare potrebbero disturbare i depositi di ghiaccio d’acqua lì, complicando potenzialmente le future missioni alla ricerca di queste risorse congelate.
I ricercatori hanno creato un modello computerizzato per comprendere meglio come il pennacchio del razzo del lander interagirebbe con vari tipi di terreno e depositi di ghiaccio al polo sud lunare, dove la luce solare non raggiunge mai il fondo dei crateri e di altre strutture simili. Queste regioni permanentemente ombreggiate, o PSR, sono note per essere piuttosto fredde e si teorizza che molte contengano serbatoi poco profondi di acqua ghiacciata che i futuri astronauti potrebbero potenzialmente utilizzare come fonte di acqua potabile, propellente per razzi e ossigeno.
"Quello che abbiamo scoperto è stato molto sorprendente:mentre cercavano di atterrare in sicurezza nei PSR, alcuni razzi potevano inavvertitamente lanciare fuori i materiali espulsi e disturbare la superficie così tanto da impedire a strumenti come il Diviner del Lunar Reconnaissance Orbiter di vedere abbastanza chiaramente da determinare la quantità effettiva di ghiaccio d'acqua presente nei PSR," afferma Paul Hayne, professore presso il Dipartimento di Scienze marine, della Terra e dell'atmosfera dello Stato del Carolina del Nord e autore principale di un articolo che descrive la ricerca.
I campioni lunari riportati dalle missioni Apollo contenevano fino all’1% di acqua, ma furono raccolti da regioni a bassa latitudine che sarebbero state esposte al calore e quindi si sarebbero seccate in modo significativo nel corso dei miliardi di anni trascorsi dalla loro formazione. Nelle regioni permanentemente ombreggiate, gli scienziati ritengono che il ghiaccio d’acqua potrebbe conservarsi molto più vicino alla superficie lunare.
L’acqua e altri volatili sono attualmente sotto attento esame da parte della NASA, che ha identificato i PSR lunari come un obiettivo ad alta priorità per missioni robotiche e potenzialmente con equipaggio. Ad esempio, la prossima missione polare robotica Artemis III invierà un rover al cratere Shackleton, una delle regioni più fredde e permanentemente ombreggiate del polo sud, per raccogliere informazioni sulla distribuzione del ghiaccio d’acqua.
"Comprendere la natura e la distribuzione del ghiaccio d'acqua ai poli lunari è estremamente importante perché potrebbe informare la selezione e le operazioni del sito di atterraggio dei veicoli spaziali, il futuro utilizzo delle risorse in situ, le potenziali scoperte scientifiche e l'uso e l'esplorazione finale di queste regioni fredde e oscure", ha spiegato Hayne. dice.
Hayne ed ex Ph.D. Lo studente e coautore Paul Byrne, ora professore alla Washington University di St. Louis, ha eseguito il modello computerizzato in diversi scenari in cinque potenziali siti di atterraggio di Artemis. I diversi scenari spaziavano da superfici rocciose dure e prive di ghiaccio a quelle contenenti fino al 60% di ghiaccio nello strato superiore della regolite. Hanno anche modellato due ipotetici motori a razzo utilizzando diversi livelli di carburante e spinta.
Il pennacchio di scarico del razzo vaporizzerebbe il ghiaccio d'acqua vicino al lander, creando grandi nuvole di vapore. Queste nubi potrebbero estendersi per centinaia di metri a valle e centinaia di metri sopra la superficie, nascondendo di fatto tutti i dati che gli strumenti di mappatura della superficie avrebbero altrimenti potuto vedere. Tuttavia, i modelli del team hanno anche dimostrato che un motore più efficiente potrebbe ridurre la dimensione delle nubi di vapore, consentendo osservazioni della superficie più chiare.
"Mentre torniamo sulla Luna, è importante avere un'idea precisa della posizione e dell'abbondanza dei depositi di ghiaccio lunari in modo da poter pianificare di conseguenza le missioni future", afferma Byrne. "E dobbiamo essere in grado di operare con un impatto minimo su questi PSR - alcuni degli ambienti più incontaminati del nostro sistema solare - per garantire di non disturbare il loro valore scientifico come laboratori per comprendere il clima passato e la posizione dell'acqua sul pianeta". Luna."
"Valutazione del rilevamento del ghiaccio d'acqua nelle regioni lunari permanentemente ombreggiate tramite il degassamento del lander durante le operazioni di discesa e risalita", Paul O. Hayne, Paul K. Byrne, Journal of Geophysical Research, DOI:10.1029/2021JE007018.
