L'acqua sarà una risorsa fondamentale per i futuri astronauti e per stabilire basi permanenti sul nostro satellite. Ma in quali quantità questa risorsa sia disponibile in loco, come è distribuita, com'è la corrispondenza tra ghiaccio superficiale e serbatoi sotterranei e se è facile accesso, nessuno ancora lo sa esattamente. Così l'Agenzia Spaziale Americana sta pianificando una missione a basso costo per mappare con più precisione la preziosa risorsa, nell'ambito del programma Small Spacecraft Technology, a cura dall'Ames Research Center in California.
Gestito dal Jet Propulsion Laboratory (JPL), il nanosatellite da 6U Lunar Flashlight sarà una dimostrazione tecnologica integrata nel payload della missione di test Artemis 1.
Cercherà ghiaccio d'acqua usando i laser e sarà il primo veicolo spaziale planetario ad utilizzare il cosiddetto propellente "verde", un nuovo tipo di combustibile più sicuro da trasportare ed immagazzinare rispetto all'idrazina, comunemente usata per le missioni spaziali. Il combustibile è stato sviluppato dall'U.S. Air Force diversi anni fa ed è composto principalmente da liquidi ionici che conferiscono un'alta densità di energia.
Nel corso di due mesi, la "torcia lunare" si concentrerà sul Polo Sud del nostro satellite ed utilizzerà la spettroscopia a riflettanza infrarossa per sondare le regioni in ombra perenne. Si ritiene, infatti, che questi crateri oscuri, situati ai poli, siano delle "trappole fredde" in grado di accumulare e conservare molecole ghiacciate di diverse sostanze, compresa l'acqua, consegnate alla superficie da impatti con comete, asteroidi e dalle interazioni con il vento solare.
Lunar Flashlight è dotato di un illuminatore laser attivo che utilizzerà lunghezze d'onda del vicino infrarosso prontamente assorbite dall'acqua (∼1,5 e 2 μm) per identificare eventuali accumuli di ghiaccio sulla superficie. Sul cubesat un ricevitore ottico multibanda riceverà il segnale di ritorno e misurerà la riflettanza della superficie.
Se i laser colpiranno la roccia nuda, la luce sarà riflessa verso il cubesat e ciò indicherà l'assenza di ghiaccio d'acqua; al contrario, se il raggio laser sarà assorbito e non avrà ritorno (o avrà un ritorno parziale), allora il nanosatellite segnalerà la presenza di acqua.
Ma attenzione, Lunar Flashlight potrà segnalare solo il ghiaccio d'acqua veramente superficiale: la profondità di penetrazione del laser, infatti, ha la stessa scala della lunghezza d'onda impiegata (vale a dire, la spettroscopia IR rileva i primi 1-2 micron della superficie).
Tuttavia, i suoi dati saranno preziosi per colmare le lacune e per comparare la grande mole di informazioni già ottenute da altre missioni (Clementine, Lunar Prospector e Lunar Reconnaissance Orbiter - LRO).
Lunar Flashlight ed i payload secondari della missione Artemis 1 saranno lanciati all'interno del Secondary Payload Deployment System (SPDS) di Orion che, dopo il lancio, distribuirà gli esperimenti a bordo in diverse "fermate" lungo il percorso.
Il cubesat sarà rilasciato alla prima, a circa 36.000 chilometri di quota sopra la Terra.
La raccolta di dati scientifici avverrà durante 10 orbite nell'arco di due mesi. Poiché il nanosatellite dovrà aggiustare costantemente la sua traiettoria, se i livelli di propellente lo consentiranno, al termine della missione primaria potrebbe essere valutata una fase estesa. In ogni caso, le operazioni si concluderanno con un impatto controllato vicino al polo sud.
Maggiori informazioni: ieeexplore.ieee.org/document/9076196
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