LUNA: le ultime interessanti scoperte
di Maurizio Mucci

Molto recentemente i mass-media nazionali hanno annunciato che gli scienziati avevano scoperto acqua sulla Luna. Questa notizia mi fece letteralmente saltare dalla mia amata poltrona.
Ma allora gli antichi avevano ragione a chiamare vaste zone lunari con il nome di mari (il colore era quello) e gli astronauti erano stati così sfortunati da allunare solamente in zone secche ed aride. Corsi al mio telescopio, osservai con ansia il nostro caro satellite naturale e puntai subito sulle zone più scure.. No, quelli non erano mari, erano vaste pianure di lava basaltica con significativi crateri da impatto. La notizia ebbe poi sia conferme sia smentite. Che cosa era successo?
Seguiamo tutta la vicenda dall'inizio.

La mini-sonda Clementine, una sonda senza troppe pretese, il cui scopo principale era di avvicinare un asteroide, obiettivo fallito, durante le sue osservazioni aveva rilevato la presenza d'acqua in alcuni crateri situati al polo sud della Luna. La notizia della scoperta della Clementine era stata diffusa con clamore nell'inverno del 1996. Misure vecchie di mesi avevano richiesto tempi lunghi per elaborarle e forse per meditarle e una volta pubblicate svelarono di avere raccolto le prove dell'esistenza di sconfinati giacimenti di ghiaccio d'acqua, grazie alle onde radio con cui la sonda aveva esplorato il polo sud lunare.

Le onde riflesse raccolte da antenne terrestri mostravano, infatti, le stesse caratteristiche d'intensità e di polarizzazione che i satelliti circumterrestri registrano quando illuminano la banchisa polare. Da queste osservazioni non si poteva capire se il ghiaccio si trovava in superficie o nel sottosuolo, sotto pochi centimetri di regolite. Un risultato sembrava chiaro: doveva essercene tantissimo, da ricoprire almeno una superficie di 100 chilometri quadrati. In che modo era arrivato sulla Luna?
Dalle numerose comete che nel corso di miliardi d'anni hanno bombardato il nostro satellite. La maggior parte di esse è vaporizzata nell'impatto e si è dispersa nello spazio, ma qualcosa è rimasto nelle regioni eternamente in ombra ad una temperatura di 230 °C sotto lo zero: nei fondi di crateri con i bordi rilevati giacenti ai due poli. In queste zone, infatti, la luce del Sole giunge radente e non riesce ad illuminare l'interno del circo, né per via diretta, né riflessa. Erano queste le zone dove la riflettività radar era massima.
Le misure prese da Terra con il grande radiotelescopio d'Arecibo diedero misure negative. Esse dimostravano che non c'era una sostanziale differenza nella risposta radar dei due poli, come aveva rilevato la Clementine. La maggior risoluzione del radiotelescopio c'indicava che la zona, dove si registrava la maggior riflettività, non era una sorgente unica, ma tante più piccole; in particolare, sono molto brillanti le ripide scarpate interne che precipitano verso il fondo di piccoli crateri. Queste zone sono così scoscese che offrono al fascio del radiotelescopio un angolo d'incidenza relativamente piccolo, al contrario di zone pianeggianti circostanti. I tecnici d'Arecibo tendono quindi ad attribuire la maggiore riflettività alla natura irregolare della superficie colpita e non a depositi di ghiaccio.
La corsa alla Luna era ricominciata.
Un'altra sonda, la Prospector, venne inviata il 7 gennaio 1998. Anche questa sonda era stata costruita con la nuova filosofia della NASA: faster, better, cheaper. Non aveva neanche una telecamera, per tenere bassi i costi. Lo scopo principale della missione consisteva nello studio della crosta lunare, del residuo campo magnetico e con lo spettrometro a neutroni rilevare la presenza di ghiaccio d'acqua nei crateri situati ai poli che non ricevono mai la luce solare.
Ma perché tanto interesse sulla presenza o meno di ghiaccio d'acqua?
Avere acqua sul nostro satellite può facilitare la presenza di una base permanente, la costruzione di una piattaforma di lancio verso gli altri pianeti, riducendo i costi e l'energia impiegata per la minore gravità lunare e per altri innumerevoli e validi motivi. Una volta iniziato il suo lavoro, si ebbe la conferma, la seconda dopo la sonda Clementine, che c'è ghiaccio d'acqua sulla Luna. Lo spettrometro a neutroni ha rilevato i segni inequivocabili della sua presenza, sotto forma probabilmente di cristalli mischiati al suolo lunare in una quantità compresa tra i 10 e 300 milioni di tonnellate. Il ghiaccio non è solamente al polo sud, sul fondo del grande bacino da impatto Aitken che con il diametro di 2240 km è la più grande struttura di questo tipo del Sistema Solare, ma anche in alcuni crateri vicini al polo nord, dove il ghiaccio sarebbe superiore di circa il 50% a quello situato al polo sud.

Ma come funziona lo spettrometro a neutroni?
Esso è in grado di rilevare la presenza di ghiaccio d'acqua sulla superficie lunare sino a due metri di profondità, misurando la velocità di queste particelle che, a seguito del bombardamento della superficie lunare da parte dei raggi cosmici, vengono continuamente emesse nello spazio. Questi neutroni ad alta energia vengono rallentati a seguito dell'interazione con atomi di idrogeno, per cui confrontando la quantità di neutroni veloci con quella di neutroni lenti è possibile stimare l'abbondanza di idrogeno, quindi di acqua, presente sulla superficie lunare.

In corrispondenza delle regioni polari è stata osservata una predominante di neutroni lenti che quindi denunciano un eccesso di idrogeno; questo significa che in queste zone c'è abbondanza d'acqua, sotto forma di ghiaccio naturalmente. I risultati ci indicano che il ghiaccio è concentrato forse sotto forma di grossi blocchi, sul fondo permanente in ombra dei crateri e la superficie totale di entrambe le regioni non dovrebbe superare i 4000 chilometri quadrati. I depositi di ghiaccio dovrebbero essere sepolti sotto uno strato di detriti rocciosi (regolite) spesso circa 40 centimetri.
Il ghiaccio sarebbe stato portato, come dicevamo all'inizio, dalle comete cadute sulla Luna. La temperatura sul fondo di questi crateri, intorno ai -150 °C, realizza una perfetta "trappola criogenica" per il ghiaccio, portato nel corso degli ultimi due miliardi di anni, protetto da uno spesso strato di regolite.

La sonda Lunar Prospector ha scoperto altre caratteristiche del nostro amato satellite.
La Luna possiede un campo magnetico a "macchia di leopardo" concentrato in due zone, dove sono presenti rocce fortemente magnetizzate: si tratta delle più piccole magnetosfere conosciute nel Sistema Solare. Si possono, inoltre, formare delle magnetosfere transitorie in grado di schermarla parzialmente dal vento solare.

Infine i dati della sonda indicano la presenza di un piccolo nucleo metallico con un diametro compreso tra i 440 e 900 chilometri con una massa tra l'1% e il 4% di quella totale.
Questa è una buona notizia per i sostenitori dell'ipotesi più accettata sull'origine della Luna, quella secondo cui il nostro satellite si formò, durante le prime fasi evolutive del Sistema Solare, dal materiale espulso dalle regioni superficiali dalla Terra ancora in formazione a seguito di un impatto sul nostro pianeta di un corpo protoplanetario delle dimensioni di Marte. Questa ipotesi non ha difficoltà a spiegare un nucleo metallico di queste dimensioni, a differenza di alte ipotesi.

Certamente la scoperta più grande della sonda è la presenza di acqua, sempre supponendo che l'idrogeno rilevato sia legato all'ossigeno per formare l'acqua. Le riserve di ghiaccio dovrebbero essere considerevoli. Accanto ad una componete fatta di piccoli cristalli mischiati al suolo, ci sarebbero depositi localizzati di ghiaccio puro, sepolti sotto decime di centimetri di regolite sul fondo di crateri in ombra perenne; in totale avremmo sui 6 miliardi di tonnellate che equivalgono al contenuto d'acqua di un lago di 25x25 chilometri profondo 10 metri, non molto per i nostri standard terrestri, ma abbastanza per rivedere qualsiasi piano di colonizzazione lunare e planetaria.

Per toglierci ogni dubbio bisognerà organizzare una spedizione con più ambizioni della "misera" Prospector, solo il prelievo e l'analisi diretta del fondo di questi crateri ci chiarirà se c'è o no acqua sulla Luna.

Concludendo il nostro caro satellite è ancora per molti aspetti uno sconosciuto e dopo molti anni di "torpore" si è "svegliato", ribadendo con forza che merita tutte le attenzioni possibili, attenzioni che i popoli antichi non avevano mai smesso di dargli.