Le rocce lunari portate sulla Terra dagli astronauti dell'Apollo sono state analizzate nel corso dei decenni ed è stato constatato che possiedono una bassa presenza di minerali idrati e sono molto più asciutte delle rocce presenti sulla Terra. Una spiegazione per tale fonomeno potrebbe essere ch la Luna si ritiene che si sia formata miliardi di anni fa a casusa di un pianeta delle dimensioni di Marte che si è schiantato sulla Terra.
L'impatto ha spazzato via lo strato esterno del nostro pianeta inviandolo in orbita. I pezzi poi si fusero sotto la loro stessa gravità per formare la nostra Luna. Il calore prodotto da tutto questo caos vaporizzò la maggior parte dell'acqua nel materiale lunare perdendosi nello spazio.
Tuttavia, c'è ancora una possibilità che l'acqua si possa trovare in posti speciali sulla Luna. Infatti a causa dell'orientamento rispetto al Sole, gli scienziati hanno teorizzato che i profondi crateri dei poli lunari potrebbero aver intrappolato le sostanze volatili, come l'acqua, sotto forma di ghiaccio, forse giunti da urti cometari o da reazioni chimiche dell'idrogeno con il vento solare.
In 9 ottobre 2009, il NASA LCROSS (Lunar Crater Observation Remote e di rilevamento satellitare), è stato volutamente schiantato contro il cratere Cabeus vicino al polo sud lunare. L'idea era di causare una fuoriuscita cospiqua di detriti dal fondo del cratere, per poi essere analizzati. LCROSS ha colpito a più di 9.000 chilometri (5.600 miglia) all'ora, alzando un pennacchio di materiale per oltre 19 chilometri (12 miglia) di altezza.
"La presenza di frammenti di ghiaccio d'acqua nel pennacchio ha rappresentato la prova che grosse quantità di tale composto chimico si sta accumulando nel fondo di molti di questi crateri", ha dichiarato Anthony Colaprete, scienziato del progetto LCROSS e ricercatore principale della NASA Ames Research Center.
"Inoltre, la diversità e l'abbondanza di alcuni materiali chiamati composti volatili nel pennacchio, suggeriscono una varietà di fonti, come le comete e gli asteroidi e un ciclo dell'acqua attivo all'interno delle ombre lunari".
L'impatto ha spazzato via lo strato esterno del nostro pianeta inviandolo in orbita. I pezzi poi si fusero sotto la loro stessa gravità per formare la nostra Luna. Il calore prodotto da tutto questo caos vaporizzò la maggior parte dell'acqua nel materiale lunare perdendosi nello spazio.
Tuttavia, c'è ancora una possibilità che l'acqua si possa trovare in posti speciali sulla Luna. Infatti a causa dell'orientamento rispetto al Sole, gli scienziati hanno teorizzato che i profondi crateri dei poli lunari potrebbero aver intrappolato le sostanze volatili, come l'acqua, sotto forma di ghiaccio, forse giunti da urti cometari o da reazioni chimiche dell'idrogeno con il vento solare.
In 9 ottobre 2009, il NASA LCROSS (Lunar Crater Observation Remote e di rilevamento satellitare), è stato volutamente schiantato contro il cratere Cabeus vicino al polo sud lunare. L'idea era di causare una fuoriuscita cospiqua di detriti dal fondo del cratere, per poi essere analizzati. LCROSS ha colpito a più di 9.000 chilometri (5.600 miglia) all'ora, alzando un pennacchio di materiale per oltre 19 chilometri (12 miglia) di altezza.
"La presenza di frammenti di ghiaccio d'acqua nel pennacchio ha rappresentato la prova che grosse quantità di tale composto chimico si sta accumulando nel fondo di molti di questi crateri", ha dichiarato Anthony Colaprete, scienziato del progetto LCROSS e ricercatore principale della NASA Ames Research Center.
"Inoltre, la diversità e l'abbondanza di alcuni materiali chiamati composti volatili nel pennacchio, suggeriscono una varietà di fonti, come le comete e gli asteroidi e un ciclo dell'acqua attivo all'interno delle ombre lunari".
LCROSS era un compagno della missione NASA chiamata Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Le due missioni sono state progettate per lavorare insieme e il sostegno di LRO è stato fondamentale per il successo di LCROSS. Durante l'impatto, LRO, che osservava la superficie lunare, era inclinato verso l'orizzonte in modo che potesse osservare il pennacchio. Poco dopo l'impatto di LCROSS sulla Luna, LRO ha volato tra i detriti e i suoi strumenti di analisi hanno raccolto una miriade di dati.
"LCROSS ha contrubuito anche alla scelta del sito idoneo per l'impatto, che potesse essere ben osservabile anche dalla Terra" ha detto Chin .
"Originariamente, il team di LCROSS aveva scelto un sito più a nord del cratere Cabeus, perché era meglio per visibilità dalla Terra", ha detto Chin.
"Tuttavia, LEND aveva rivelato che l'area non possedeva un'alta concentrazione di idrogeno. Era inoltre emerso dalle analisi del Diviner che il cratere Cabeus era uno dei luoghi più freddi, mentre il Lola aveva indivato che era in ombra permanente. Quindi, siamo stati in grado di scegliere il cratere Cabeus più a sud, anche se meno visibile dalla Terra, era più adatto al tipo di ricerca che volevamo svolgere".
Lo strumento Diviner a bordo del Lunar Reconnaissance Orbiter è stato costruito ed è gestito dal NASA Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, in California e le mappe della temperatura fornite dallo strumento a bordo di LRO sono state cruciali per identificare i luoghi più freddi (foto in alto).
David Paige, ricercatore principale dello strumento Diviner presso la University of California, Los Angeles, ha usato misurazioni di temperatura del polo sud lunare per modellare la stabilità del ghiaccio d'acqua sulla superficie.
"Le temperature all'interno di questi crateri permanentemente in ombra sono ancora più fredde di quanto ci aspettassimo. I nostri risultati indicano che in queste condizioni di freddo estremo, i depositi di superficie di ghiaccio d'acqua sarebbero quasi certamente stabili", ha detto Paige, "ma forse è più significativo che queste aree sono circondate da regioni molto più grandi dove il permafrost potrebbe essere stabile appena sotto la superficie".
"Concludiamo che vaste aree del polo sud lunare, sono abbastanza fredde non solo il per ospitare ghiaccio d'acqua, ma anche altri composti volatili (sostanze con basso punto di ebollizione), come il biossido di zolfo, il biossido di carbonio, il formaldeide, l'ammoniaca, il metanolo, il mercurio e il sodio", ha aggiunto Paige.
Uno studente laureato all'UCLA e membro del team Diviner, Paul Hayne, ha monitorato i dati in tempo reale: "Durante il flyby di 90 secondi dopo l'impatto, tutti e sette i canali a infrarossi del Diviner hanno misurato un segnale di maggiore presenza termica dal cratere. La più sensibile dei suoi due canali ha anche misurato il segnale della luce solare riflessa dal pennacchio dopo l'impatto. Due ore più tardi, i tre canali di lunghezza d'onda più lunga hanno raccolto il segnale, e dopo quattro ore un solo canale non ha rilevato più nulla al di sopra della temperatura di fondo"..
Gli scienziati hanno imparato due cose da queste misurazioni: in primo luogo, sono stati in grado di limitare la massa di materiale che è stato espulso verso l'esterno nello spazio dal cratere d'impatto, in secondo luogo, sono stati in grado di dedurre la temperatura iniziale e fare delle stime sugli effetti della ghiaccio nel suolo sul comportamento del raffreddamento osservato.
Un altro strumento l'LRO, la Lyman-Alpha Mapping Project (LAMP), ha utilizzato i dati della nube di gas per confermare la presenza di idrogeno molecolare, monossido di carbonio e mercurio atomico, insieme a piccole quantità di calcio e magnesio, sempre in forma di gas.
I sospetti suggeriti dai terreni portati a terra dalle missioni Apollo sono stati confermati dagli elementi analizzati nel pennacchio, inoltre la scoperta del mercurio nel terreno è stata la sorpresa più grande. Le osservazioni di LRO e LCROSS dimostrano che la Luna è un ambiente complesso ricco di processi chimici.
A cura di Arthur McPaul
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