Ciò potrebbe aiutare a migliorare la precisione di alcuni satelliti terrestri, utilizzati per il tracciamento di modelli metereologici ed altri fenomeni, che usano la Luna come target di calibrazione.

Il team, che comprende anche ricercatori dell'Air Force Research Laboratory dello Space Science Institute e dell'Università del Missouri-Kansas City, ha sviluppato un metodo complesso per misurare l'esatta tridimensionalità di 25 particelle di polvere lunare raccolte durante la missione Apollo 11 nel 1969. La polvere lunare viene studiata da diversi anni ma come descritto in un nuovo articolo, ora è stata generata una nanomografia computerizzata a raggi X (XCT), che ha permesso di esaminare la forma di particelle di appena 400 nanometri (miliardesimi di metro) di lunghezza.

Gli scienziati sono particolarmente interessati ad una caratteristica chiamata "albedo", ossia la quantità di luce o radiazione incidente che viene riflessa da una superficie.

 

Una ricetta complicata

I ricercatori hanno dichiarato nella press release: "La ricetta per misurare le nanopolveri lunari è complicata. Per prima cosa devi mescolarle con qualcosa come se stessi facendo una frittata e, poi girarle su un bastoncino per ore come un pollo allo spiedo. Servono anche cannucce e spilli da sarta".
"La procedura è elaborata perché è difficile ottenere una piccola particella da sola ma è necessario misurare molte particelle per ottenere buone statistiche, poiché sono distribuite casualmente in dimensione e forma", ha detto Ed Garboczi del NIST. "Dato che sono così piccole e dato che sono disponibili solo in polvere, una singola particella deve essere separata da tutte le altre", ha continuato. “Sono troppo piccole per farlo a mano, almeno non in quantità, quindi devono essere accuratamente disperse in un mezzo. Il mezzo deve anche congelare il loro movimento meccanico, per poter ottenere buone immagini XCT. Se si verifica un movimento delle particelle durante le diverse ore della scansione XCT, le immagini escono molto sfocate e generalmente inutilizzabili. La forma finale del campione deve anche essere compatibile con l'avvicinamento della sorgente di raggi X e della telecamera mentre ruota, quindi un cilindro stretto e diritto è la cosa migliore".

La macchina XCT ha generato immagini a raggi X dei campioni. Il software NIST ha poi impilato le sezioni ottenute in un'immagine 3D.
I risultati hanno indicato che il colore della luce assorbita da una particella di polvere lunare è altamente sensibile alla sua forma e può essere significativamente diverso tra particelle sferiche o ellissoidali della stessa dimensione. Questo, però, ancora non significa molto per i ricercatori.

 

Follow-up

"Questo è il nostro primo sguardo sull'influenza delle forme reali delle particelle lunari sulla diffusione della luce e si concentra su alcune proprietà fondamentali delle particelle", ha detto il coautore Jay Goguen dello Space Science Institute. "I modelli sviluppati qui costituiscono la base per calcoli futuri che potrebbero modellare le osservazioni dello spettro, della luminosità e della polarizzazione della superficie lunare e di come le quantità osservate cambiano durante le fasi lunari". D'altra parte la Luna è il nostro "camaleonte del cielo notturno". Cambia spesso il suo aspetto: potrebbe sembrare più grande, più luminosa, più rossa a causa delle fasi lunari, della sua posizione nel Sistema Solare o della sua luce riflessa osservata attraverso l'atmosfera terrestre.

Gli studi di follow-up includeranno molte più particelle e collegheranno chiaramente la loro forma alla diffusione della luce.
Gli autori stanno ora lavorando su una gamma più ampia di forme e dimensioni di polvere lunare, comprese le particelle raccolte durante la missione Apollo 14 nel 1971.