Chang’e 5 ha trovato l’acqua sulla Luna

La sonda Chang'E 5 atterrata sulla luna il Dicembre 2020
La sonda Chang’e 5 atterrata sulla luna il Dicembre 2020. Credit: CNSA

Il nostro satellite naturale, la Luna, continua a destare maggiore interesse, da parte di tutte le agenzie spaziali mondiali. Sempre più missioni esplorative sono e saranno programmate nei prossimi anni con lo scopo di studiare il nostro satellite naturale in maniera approfondita. Oltre ad i due colossi spaziali NASA ed ESA, anche l’astro nascente CNSA (China National Space Agency) ha investito molte risorse sulla Luna ottenendo eccellenti risultati.

Dalla seconda meta degli anni 2000, il governo cinese e l’agenzia spaziale hanno messo a punto il programma che avrebbe permesso alla Cina di studiare la Luna: Chang’e. L’obiettivo principale della missione è analizzare la superficie direttamente in situ, ma anche riportare a terra campioni lunari per la prima volta dopo la missione sovietica Luna 24 del 1976.

Il programma Chang’e

Il logo del programma spaziale cinese Chang'e
Il logo del programma spaziale cinese Chang’e. Credit: CNSA

Il programma, prevede una serie di orbiter, lander, rover lunari per la raccolta e l’analisi di campioni lunari. Il progetto è diviso in tre fasi principali. La prima ha previsto il lancio di due orbiter lunari. La missione Chang’e 1 è  partita ad Ottobre 2007 a bordo del razzo Lunga Marcia 3A. Il 5 Novembre entra in orbita attorno alla Luna, dove rimane fino a Marzo 2009, quando fu fatta precipitare intenzionalmente. La sonda ha eseguito una mappa mineralogica della superficie lunare allo scopo di valutare potenziali risorse.

La missione Chang’e 2 lanciata il ad Ottobre 2010 con il vettore Lunga Marcia 3C. Ha eseguito una mappatura della superficie con una risoluzione maggiore rispetto alla sonda precedente. Nel Giugno 2011 la sonda fu diretta verso il punto di Lagrange L2 per valutare le sue capacità di navigazione.

La seconda fase includeva missioni con atterraggio sulla Luna e con parziale mobilità in prossimità del sito d’allunaggio offerta da piccoli rover. La prima è stata Chang’e 3. Lanciata a Dicembre 2013 con il razzo Lunga Marcia 3B e atterrata nel Sinus Iridum il 14 dicembre dello stesso anno. All’interno il rover Yutu di 140 kg di peso, progettato per esplorare un’area di 3 km² con una durata di tre mesi. La successiva Chang’e 4, fu realizzata con materiale di back-up per Chang’e 3. L’atterraggio del lander sul lato oscuro della luna è avvenuto il 3 gennaio 2019.

La fase finale del programma prevede missioni per la raccolta di campioni dalla superficie della Luna ed il loro trasporto sulla Terra. La prima missione, Chang’e 5 è stata lanciata nel Novembre 2020 a bordo del razzo Lunga Marcia 5. La missione ha visto raccogliere e riportare sulla Terra 2 kg di campioni lunari. Una seconda missione denominata Chang’e 6 dovrebbe seguire con analoghi obiettivi.

La prima prove scientifiche di Chang’e 5

Il 14 Giugno, un team di ricercatori cinesi ha pubblicato su Nature un paper (rif.) con la conferma definitiva della presenza di acqua sul nostro satellite. Il lander cinese Chang’e 5 ha fornito la prima conferma definitiva del segnale d’acqua nelle rocce e nel suolo del basalto, tramite l’analisi spettrale a bordo. La scoperta è stata poi convalidata attraverso l’analisi di laboratorio dei campioni tornati sulla Terra. Ora, il team di Chang’e 5 sta determinando da dove viene l’acqua.

“Per la prima volta al mondo, i risultati dell’analisi di laboratorio dei campioni di ritorno lunare e i dati spettrali delle indagini sulla superficie lunare in situ sono stati utilizzati congiuntamente per esaminare la presenza, la forma e la quantità di ‘acqua’ nei campioni lunari” ha affermato il coautore Li Chunlai del National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC). “I risultati rispondono accuratamente alla domanda sulle caratteristiche di distribuzione e sulla fonte d’acqua nella zona di atterraggio di Chang’e 5. Forniscono una verità fondamentale per l’interpretazione e la stima dei segnali d’acqua nei dati di rilevamento del telerilevamento” ha aggiunto.

A sinistra i punti specifici del campionamento. A destra gli spettri di assorbimento che confermano la presenza dell'idrossile.
A sinistra i punti specifici del campionamento. A destra gli spettri di assorbimento che confermano la presenza dell’idrossile. Credit: Nature

Il lander ha identificato, in media, 30 ppm (parti per milione) di idrossile (OH) nelle rocce e nel suolo sulla superficie lunare. Le molecole, composte da un atomo di ossigeno e uno di idrogeno, sono l’ingrediente principale dell’acqua, nonché il risultato più comune dell’interazione di questa con altra materia. I campioni, sono stati raccolti durante la parte più calda della giornata lunare, a temperature prossime ai 94°C, quando la superficie sarebbe stata più secca. Ma anche in condizioni così disidratate, i segnali della presenza dell’acqua apparivano ancora evidenti.

Da dove proviene l’idrossile

L’idrossile è stato identificato per la prima volta dallo spettrometro a bordo del lander, in 11 campioni di roccia e suolo. Riportati questi campioni sulla Terra, l’analisi su otto dei campioni, ha evidenziato che l’idrossile proviene da due diverse fonti. Una parte è presente in un materiale vetroso formato dai venti solari che interferiscono con la superficie lunare. La medesima provenienza riscontrata nei campioni dell’Apollo 11 raccolti nel 1971 e testati nei primi anni 2000. Ma il campione Chang’e 5 è diverso, contiene solo un terzo della quantità di vetro rispetto al campione Apollo. Ciò suggerisce che il vento solare ha ancora contribuito, anche se debolmente, al contenuto di idrossile osservato nel sito di atterraggio di Chang’e 5. 

La maggior parte dell’idrossile nei campioni di Chang’e 5 era contenuta nell’Apatite, un minerale cristallino ricco di fosfato che si trova sia sulla Luna così come sulla Terra. “Questo eccesso di idrossile è autoctono, dimostrando la presenza di acqua di origine lunare nei campioni lunari Chang’e 5. L’acqua ha svolto un ruolo importante nella formazione e cristallizzazione del magma basaltico lunare tardivo”, ha detto Li Chunlai, riferendosi alla composizione del sito di atterraggio di Chang’e 5 nel basalto marino di Oceanus Procellarum“Indagando sull’acqua lunare e sulla sua sorgente, stiamo imparando di più sulla formazione e l’evoluzione non solo della Luna stessa, ma anche del Sistema Solare. Inoltre, l’acqua lunare dovrebbe fornire supporto per le future risorse lunari umane in situ”.

 Secondo Li Chunlai, La CNSA continuerà a ricercare l’acqua lunare tramite telerilevamento, rilevamento in loco e analisi di laboratorio. L’agenzia cinese spinge sull’acceleratore per comprendere meglio la fonte, la distribuzione e la variazione temporale dell’acqua lunare, compreso il ghiaccio presente ai poli.

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