Scritto: Giovedì, 13 Maggio 2021 04:48 Ultima modifica: Giovedì, 13 Maggio 2021 06:15

Lunar Crater Radio Telescope: sondare il Medioevo cosmico dalla Luna


Il progetto, guidato dalla divisione Innovative Advanced Concepts (NIAC), non è ancora una missione della NASA ma ha ricevuto i fondi per entrare nella fase due

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Lunar Crater Radio Telescope: sondare il Medioevo cosmico dalla Luna Crediti: Vladimir Vustyansky

Si chiama Lunar Crater Radio Telescope (LCRT) ed ha l'obiettivo di captare le onde radio generate dal Medioevo cosmico, che durò alcune centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang, prima che emergessero le prime stelle. I cosmologi sanno poco su questo periodo ma le risposte ad alcuni dei più grandi misteri della scienza potrebbero essere rinchiuse nelle emissioni radio generate dal gas che all'epoca riempivano l'Universo.

"Anche se non c'erano stelle, c'era una grande quantità di idrogeno durante la Dark Ages, idrogeno che alla fine sarebbe servito come materia prima per le prime stelle", ha detto Joseph Lazio, radioastronomo del Jet Propulsion Laboratory della NASA e membro di il team LCRT. "Con un radiotelescopio sufficientemente grande al largo della Terra, potremmo seguire i processi che portarono alla formazione delle prime stelle e forse, trovare anche indizi sulla natura della materia oscura".

I radiotelescopi sulla Terra non riescono sondare questo periodo misterioso perché si tratta di onde radio molto lunghe che vengono riflesse dalla nostra ionosfera, lo strato di gas ionizzato nella parte superiore dell'atmosfera terrestre. Inoltre, le emissioni radio casuali della nostra rumorosa civiltà possono interferire con la radioastronomia, soffocando i segnali più deboli. Ma la Luna potrebbe essere il posto ideale: non c'è un'atmosfera che riflette i segnali e, sul lato opposto, la Luna stessa bloccherebbe le chiacchiere radio della Terra. Tuttavia, "le idee precedenti di costruire un'antenna radio sulla Luna erano molto complesse e impegnative in termini di risorse, quindi siamo stati costretti a inventare qualcosa di diverso", ha detto Saptarshi Bandyopadhyay, un tecnologo di robotica al JPL e il ricercatore capo del progetto LCRT..

 

La costruzione

Per essere sensibile alle lunghe lunghezze d'onda radio, tipiche di quel periodo, l'LCRT dovrebbe essere enorme.
L'idea è di creare un'antenna di oltre 1 chilometro di larghezza in un cratere di oltre 3 chilometri di diametro. D'altra parte, anche sulla Terra i radiotelescopi più grandi sono stati costruiti all'interno di conche naturali dove è il paesaggio stesso con la sua conformazione ad offrire una struttura di supporto. Basti pensare al Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope (FAST) in Cina con un'apertura di 500 metri o all'osservatorio di Arecibo di 305 metri, ormai inutilizzabile. Questa classe di radiotelescopi utilizza migliaia di pannelli riflettenti sospesi all'interno della depressione per rendere l'intera superficie dell'antenna riflettente alle onde radio. Il ricevitore è bloccato tramite un sistema di cavi in ​​un punto focale sopra la parabola, ancorato tramite torri perimetrali, per misurare le onde radio che rimbalzano sulla superficie curva sottostante. Ma nonostante le sue dimensioni e complessità, anche FAST non è sensibile alle lunghezze d'onda radio più lunghe (di circa 4,3 metri).

Bandyopadhyay ed il suo team hanno estremizzato questo concetto, eliminando la necessità di trasportare materiale pesantemente proibitivo sulla Luna ed affidando la costruzione ai robot.
Invece di utilizzare migliaia di pannelli riflettenti per focalizzare le onde radio in arrivo, l'LCRT sarebbe costituito da una sottile rete metallica posta al centro del cratere.
Un veicolo spaziale consegnerebbe la rete e un lander sulla superficie lunare, il quale a sua volta rilascerebbe un rover DuAxel per costruire la parabola in diversi giorni o settimane. Quest'ultimo è un altro concetto innovativo in fase di studio al JPL: si tratta di un rover composto da due rover ad asse singolo (chiamati Axel) che possono sganciarsi l'uno dall'altro ma rimanere collegati tramite un cavo.

duaxel

Crediti: NASA/JPL-Caltech/J.D. Gammell

"DuAxel risolve molti dei problemi associati alla sospensione di un'antenna così grande all'interno di un cratere lunare", ha detto Patrick Mcgarey, un tecnologo di robotica al JPL e membro del team dei progetti LCRT e DuAxel. "I singoli rover Axel possono entrare nel cratere mentre sono legati, collegarsi ai cavi, applicare tensione e sollevare i cavi per sospendere l'antenna".

 

La fase due

Durante la fase due l'idea sarà raffinata. Una delle principali sfide sarà la progettazione della rete metallica.
Per mantenere la forma parabolica e la precisa spaziatura tra i fili, la rete deve essere resistente e flessibile ma abbastanza leggera da poter essere trasportata. La maglia deve anche essere in grado di sopportare i cambiamenti di temperatura selvaggi sulla superficie della Luna, da un minimo di -173 gradi Celsius a un massimo di 127 gradi Celsius, senza deformazioni o cedimenti.

Un'altra sfida sarà capire se i rover DuAxel potranno essere completamente automatizzati o dovranno coinvolgere un operatore umano nel processo decisionale.

E poi, c'è una domanda fondamentale che tutti ultimamente si stanno ponendo: il lato lontano della Luna resterà così silenzioso anche nei prossimi anni? Dopotutto i cinesi lo stanno già esplorando con la missione Chang'e 4 che ormai è operativa da oltre un anno e recentemente, il governo di Pechino ha firmato un accordo con la Russia per l'esplorazione robotica ed umana del nostro satellite.

Per i prossimi due anni, la squadra LCRT lavorerà per identificare anche altre sfide e domande come questa. Se il processo si concluderà positivamente, il progetto potrà essere selezionato per ulteriori sviluppi e, un domani, diventare una missione.

Altre informazioni su questo articolo

Letto: 154 volta/e Ultima modifica Giovedì, 13 Maggio 2021 06:15

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Elisabetta Bonora

Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing. Nel tempo libero sono un'incontenibile space enthusiast e mamma di Sofia Vega.
Mi occupo di divulgazione scientifica, attraverso questo web, collaborazioni con riviste del settore e l'image processing delle foto provenienti dalle missioni robotiche. Appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro. Nel 2019 è uscito il mio primo libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno".
Amo le missioni robotiche inviate 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!

https://twitter.com/EliBonora | Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

1 commento

  • Comment Link Marco Di Lorenzo (DILO) Giovedì, 13 Maggio 2021 15:05 posted by Marco Di Lorenzo (DILO)

    Progetto affascinante, anche se sospetto che sarebbe più efficace un interferometro con più antenne sparpagliate su una regione ampia centinaia di km oppure una schiera di dipoli lasciati cadere su un'ampia area, qualcosa di simile alle antenne a bassa frequenza utilizzate da SKA...

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