di Matt Williams , Universe Today
Nei prossimi decenni, molte agenzie spaziali sperano di condurre missioni con equipaggio sulla luna e persino di stabilirvi avamposti. Infatti, tra la NASA, l’Agenzia Spaziale Europea (ESA), Roscosmos e le agenzie spaziali indiana e cinese, non mancano i piani per costruire basi e insediamenti lunari. Questi non solo stabiliranno una presenza umana sulla luna, ma faciliteranno le missioni su Marte e più in profondità nello spazio.
Per esempio, l’ESA sta progettando di costruire un “villaggio lunare internazionale” sulla luna entro il 2030. Come successore spirituale della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), questo villaggio permetterebbe anche la ricerca scientifica in un ambiente lunare. Attualmente, i ricercatori europei stanno pianificando come procedere alla costruzione di questo villaggio, che comprende la conduzione di esperimenti con simulanti di polvere lunare per creare mattoni.
Per dirla semplicemente, l’intera superficie della luna è coperta di polvere (aka. regolith) che è composta da particelle fini di silicato grezzo. Questa polvere si è formata nel corso di miliardi di anni a causa dei continui impatti di meteoriti che hanno frantumato il mantello di silicato in particelle sottili. È rimasta in uno stato ruvido e fine a causa del fatto che la superficie lunare non subisce erosione o invecchiamento (a causa della mancanza di un’atmosfera e di acqua liquida).
Perché è così abbondante, raggiungendo profondità di 4-5 metri (13-16,5 piedi) in alcuni luoghi – e fino a 15 metri (49 piedi) nelle aree più antiche dell’altopiano – il regolith è considerato da molte agenzie spaziali come il materiale da costruzione preferito per gli insediamenti lunari. Come Aidan Cowley, consulente scientifico dell’ESA ed esperto in materia di suolo lunare, ha spiegato in un recente comunicato stampa dell’ESA:
“I mattoni lunari saranno fatti di polvere. Si possono creare blocchi solidi con essa per costruire strade e rampe di lancio, o habitat che proteggono gli astronauti dal duro ambiente lunare.”
Oltre a sfruttare una risorsa locale apparentemente inesauribile, i piani dell’ESA di utilizzare la regolite lunare per creare questa base e le relative infrastrutture dimostra il loro impegno per l’utilizzo delle risorse in situ. Fondamentalmente, le basi sulla luna, su Marte e in altri luoghi del sistema solare dovranno essere il più possibile autosufficienti per ridurre la dipendenza dalla Terra per le spedizioni regolari di rifornimenti – che sarebbero sia costose che esauribili.
Per testare come la regolite lunare potrebbe funzionare come materiale da costruzione, gli scienziati dell’ESA hanno usato simulanti di polvere lunare raccolti proprio qui sulla Terra. Come ha spiegato Aiden, il regolith sia sulla Terra che sulla luna sono il prodotto del vulcanismo e sono fondamentalmente materiale basaltico composto da silicati. “La luna e la Terra condividono una storia geologica comune”, ha detto, “e non è difficile trovare materiale simile a quello trovato sulla luna nei resti delle colate di lava.”
I simulanti sono stati raccolti dalla regione intorno a Colonia, in Germania, che erano vulcanicamente attivi circa 45 milioni di anni fa. Usando la polvere vulcanica di queste antiche colate di lava, che è stata determinata per essere una buona corrispondenza con la polvere lunare, i ricercatori dell’European Astronaut Center (EAC) hanno iniziato a usare la polvere (che hanno chiamato EAC-1) per modellare i prototipi dei mattoni che sarebbero stati utilizzati per creare il villaggio lunare.
Spaceship EAC, un’iniziativa dell’ESA progettata per affrontare le sfide del volo spaziale con equipaggio, sta anche lavorando con EAC-1 per sviluppare le tecnologie e i concetti che saranno necessari per creare un avamposto lunare e per future missioni sulla luna. Uno dei loro progetti è incentrato su come utilizzare l’ossigeno presente nella polvere lunare (che ne costituisce il 40%) per aiutare gli astronauti ad avere soggiorni prolungati sulla luna.
Ma prima che l’ESA possa approvare la polvere lunare come materiale da costruzione, devono ancora essere condotti una serie di test. Questi includono ricreare il comportamento della polvere lunare in un ambiente di radiazioni per simulare il loro comportamento elettrostatico. Per decenni, gli scienziati hanno saputo che la polvere lunare è elettricamente carica a causa del modo in cui è costantemente bombardata dalle radiazioni solari e cosmiche.
Questo è ciò che la fa sollevare dalla superficie e aggrapparsi a tutto ciò che tocca (cosa che gli astronauti dell’Apollo 11 hanno notato al ritorno al Lunar Excursion Module). Come ha indicato Erin Transfield – un membro del team d’attualità dell’ESA sulla polvere lunare – gli scienziati non comprendono ancora appieno la natura elettrostatica della polvere lunare, il che potrebbe rappresentare un problema quando si tratta di usarla come materiale da costruzione.
Inoltre, gli esperimenti sulle radiazioni ambientali non hanno ancora prodotto alcun risultato conclusivo. Come biologa che sogna di essere la prima donna sulla luna, Transfield ha indicato che sono necessarie ulteriori ricerche utilizzando la vera polvere lunare. “Questo ci dà una ragione in più per tornare sulla luna”, ha detto. “Abbiamo bisogno di campioni incontaminati dalla superficie esposta alle radiazioni”.
Oltre a stabilire una presenza umana sulla luna e a permettere missioni nello spazio profondo, la costruzione del villaggio lunare proposto dall’ESA offrirebbe anche opportunità per sfruttare nuove tecnologie e creare partnership tra il settore pubblico e privato. Per esempio, l’ESA ha collaborato con lo studio di progettazione architettonica Foster + Partners per elaborare il progetto del loro villaggio lunare, e altre aziende private sono state reclutate per aiutare a studiare altri aspetti della costruzione.
Al momento, l’ESA prevede di costruire il suo villaggio lunare internazionale nella regione polare meridionale, dove è stato scoperto abbondante ghiaccio d’acqua. Per indagare su questo, l’ESA invierà la sua missione Package for Resource Observation and in-Situ Prospecting for Exploration, Commercial exploitation and Transportation (PROSPECT) sulla luna nel 2020, che viaggerà come parte della missione russa Luna-27.
Questa missione, uno sforzo congiunto tra l’ESA e Roscosmos, coinvolgerà un lander costruito in Russia che si poserà nel South Pole-Aitken Basin della luna, dove la sonda PROSPECT si schiererà e perforerà la superficie per recuperare campioni di ghiaccio. In futuro, i piani a lungo termine dell’ESA prevedono anche una serie di missioni sulla luna a partire dal 2020 che coinvolgeranno lavoratori robotici che apriranno la strada agli esploratori umani che atterreranno più tardi.
Nei prossimi decenni, le intenzioni delle principali agenzie spaziali del mondo sono chiare: non solo torneremo sulla luna, ma intendiamo rimanerci! A tal fine, considerevoli risorse sono dedicate alla ricerca e allo sviluppo delle tecnologie e dei concetti necessari per far sì che ciò accada. Entro il 2030, potremmo vedere astronauti (e anche privati cittadini) andare e venire dalla luna con frequenza regolare.