Scritto: Mercoledì, 08 Aprile 2020 06:49 Ultima modifica: Domenica, 19 Aprile 2020 07:59

Sotto il lato lontano della Luna


Mentre i programmi di esplorazione spaziale diventano sempre più incerti, anche a causa dell'ormai tristemente nota pandemia di coronavirus, la missione cinese Chang’E-4 sta continuando indisturbata (e senza troppa pubblicità) i suoi studi sul lato lontano della Luna.
I risultati del Lunar Penetrating Radar (LPR) a bordo del rover Yutu-2, dei primi due giorni lunari, sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances. Uno studio condotto dal gruppo di ricerca guidato da Li Chunlai e Su Yan del National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC).

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In questa immagine, il rover Yutu-2 (di cui si vede l'ombra) guarda verso il lander. In questa immagine, il rover Yutu-2 (di cui si vede l'ombra) guarda verso il lander. Crediti: CNSA / CLEP

Il 3 gennaio 2019, la sonda cinese Chang’E-4 è atterrata con successo nel cratere Von Kármán, all'interno del bacino Polo Sud-Aitken, diventando il primo veicolo spaziale ad aver raggiunto il lato lontano della Luna.
Da allora, il Lunar Penetrating Radar (LPR) a bordo di Yutu-2 ha scandagliato il sottosuolo. Il terreno ha favorito la penetrazione del segnale, risultando costituito principalmente da materiali granulari, altamente porosi, inframezzati a massi di dimensioni maggiori. Questi sarebbero i cosiddetti "ejecta", ossia il materiale lanciato durante gli impatti con altri corpi che, sul lato lontano della Luna, avvengono molto più frequentemente rispetto alla faccia rivolta verso la Terra.

LPR è il secondo tentativo di studiare un altro oggetto del nostro Sistema Solare con un Ground Penetrating Radar (GPR), una metodologia molto utilizzata sulla Terra per lo studio del sottosuolo che si basa sull'emissione di brevi impulsi elettromagnetici a frequenza variabile i quali penetrano nel sottosuolo e tornano in parte verso l'antenna ricevente quando le onde incontrano uno strato di discontinuità geologica. In pratica, il rilevatore cronometra i riflessi, misurando le profondità e la riflettività degli strati di materiale sottostante. Questa stessa tecnica sulla Luna era già stata usata dall'orbita con la missione NASA Apollo 17 e JAXA Kaguya ma il primo tentativo di sondaggio da un rover fu sempre cinese, con la missione Chang’E-3.

Il sistema GPR a bordo di Yutu-2 è a doppia frequenza: 60 MHz (bassa frequenza) e 500 MHz (alta frequenza), con una banda da 40 a 80 MHz e da 250 a 750 MHz, rispettivamente.
"Il canale a 60 MHz a bassa frequenza ha lo scopo di rilevare la struttura profonda fino a una profondità di diverse centinaia di metri", ha spiegato Yan Su, co-autrice dello studio. Tuttavia, nell'articolo "The Moon’s farside shallow subsurface structure unveiled by Chang’E-4 Lunar Penetrating Radar", il team ha analizzato le sole scansioni ad alta frequenza poiché le antenne a bassa frequenza, installate sul retro del rover, sono sfortunatamente influenzate da un accoppiamento elettromagnetico con il corpo metallico del rover stesso, che crea forti disturbi. Questi potrebbero essere erroneamente interpretati ed inficiare i dati. Pertanto tali informazioni saranno, forse, analizzate più avanti quando ci saranno dati sufficienti per rimuovere il rumore dal segnale.

I dati radar presi in esame sono stati raccolti durante i primi due giorni lunari (pari a 59 giorni terrestri), lungo la rotta di Yutu-2. 

Yutu-2 percorso dei primi due giorni lunari

Combinando le informazioni fornite dal radargramma, dall'immagine tomografica e dall'analisi quantitativa (velocità dell'onda stimata e perdita), gli scienziati hanno concluso che la struttura interna del sottosuolo nel sito di atterraggio è essenzialmente composta da materiali granulari a bassa perdita (dielettrica) e altamente porosi, con massi sparsi di diverse dimensioni. L'interpretazione più plausibile è che la stratigrafia sia composta essenzialmente da uno strato di regolite sovrapposto ad una sequenza di depositi di ejecta provenienti da vari crateri, accumulatesi progressivamente dopo la formazione dei basalti sul pavimento del cratere Von Kármán. Probabilmente il punto di contatto tra le due macro-unità è ben oltre i 40 metri.

"Abbiamo scoperto che la penetrazione del segnale nel sito Chang'e-4 è molto più profonda di quella misurata dall'LPR nel sito di atterraggio della sonda Chang'e-3 sul lato vicino della Luna", ha commentato Li Chunlai, professore, ricercatore e vicedirettore generale del NAOC.

Yutu 2 stratigrafia

Il sottosuolo può essere diviso in tre unità: l'unità 1 (fino a 12 m) è costituita da regolite lunare, l'unità 2 (intervallo di profondità, da 12 a 24 m) è costituita da materiali più grossolani con rocce incorporate e l'unità 3 (intervallo di profondità, da 24 a 40 m) contiene strati alternati di materiali grossolani e fini.

Su Yan - Credit: CCTV screenshot

Il primo strato è un sottile strato di terreno di 12 metri sotto la superficie. Il secondo strato tra 12 e 24 metri ha molte pietre e l'eco radar più forte. Ci sono poi tre pile di ghiaia. Il terzo strato è tra i 24 ed i 40 metri sotto la superficie. L'eco radar mostra le sue parti scure e luminose, quindi ci sono granuli e pietre sparse ", ha detto Su in un'intervista di China Central Television (CCTV).

Nonostante la buona qualità dell'immagine radar lungo il percorso del rover, “la complessità della distribuzione spaziale e la forma delle caratteristiche del radar rendono l'identificazione e l'interpretazione delle strutture geologiche e degli eventi che le hanno prodotte, piuttosto difficile ", ha aggiunto Su
"Il contenuto è probabilmente il risultato di un turbolento giovane Sistema Solare, quando meteore e altri detriti spaziali colpivano frequentemente la Luna. Il sito di impatto espelle materiale, gettandolo altrove, creando una superficie craterizzata ed un sottosuolo con strati variabili", ha detto Li

 "Questa è la prima misurazione del sottosuolo della Luna ad alta risoluzione che ci consente di comprendere la stratigrafia e, in particolare, le caratteristiche di un deposito di ejecta", ha affermato la co-autrice Elena Pettinelli (Università di Roma Tre, Italia). "I risultati forniscono nuove informazioni sullo spessore della regolite", aggiunge. Quest'ultimo può cambiare da un posto all'altro ed è stato ipotizzato che vada da pochi centimetri a circa 100 metri. Tale conoscenza potrà risultare importante per l'estrazione dell'ossigeno, sia per l'uso da parte di futuri astronauti, sia come propellente.

"In linea di principio", ha commentato Ian Crawford (Università di Londra), "tali strati possono preservare informazioni sull'antico vento solare e le particelle di raggi cosmici galattici, che potrebbero potenzialmente fornire informazioni sull'evoluzione passata del Sole e dell'ambiente in cui il Sistema Solare si è formato".

Ora Yutu-2 ed il lander sono entrati nella 16-esima notte lunare il 31 marzo 2020, dimostrando una grande longevità.
Il rover continua a spostarsi a nord-ovest rispetto al lander in base al percorso pianificato ed attualmente il chilometraggio accumulato è di 424.455 metri.

Speriamo che possa uscire dall'area coperta da ejecta. Se entrerà in una zona di basalti, forse potremo comprendere meglio la distribuzione e la struttura degli ejecta. Dovrà percorrere almeno ancora 1,8 chilometri. Penso che potrebbe volerci un altro anno perché il rover esca da questa area ”, ha detto ancora Li.

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing.
Dedico il tempo libero alla mia dolcissima bimba Sofia Vega, a questo sito (creato nel 2012 in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte) ed al processing delle immagini raw scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

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