Apollo 17: dopo 40 anni, la NASA apre campioni di suolo lunare

La NASA ha aperto dopo oltre 40 anni un campione lunare incontaminato proveniente dalle missioni Apollo. Cerchiamo di fare chiarezza.

speciale Apollo 17: dopo 40 anni, la NASA apre campioni di suolo lunare
Articolo a cura di

Ogni volta che ci si approccia al periodo d'oro della NASA, quello delle missioni Apollo per intenderci, è innegabile provare un senso di meraviglia, curiosità ed eccitazione per ogni scatto, filmato, e reperto storico riconducibile a quella corsa allo spazio.
In passato abbiamo più volte trattato questo aspetto dell'esplorazione umana ma quest'oggi torniamo sull'argomento per raccontarvi cosa è accaduto in questi giorni nei laboratori della NASA.

L'evento importante

Il 5 novembre scorso gli scienziati della NASA hanno aperto un campione incontaminato di roccia e suolo proveniente dalla Luna, tornato sulla Terra tramite la missione Apollo 17. In prima battuta, questo pone le basi per successivi studi volti ad un miglioramento della raccolta dei campioni stessi, in arrivo dalle prossime missioni Artemis.

Piccola digressione sulle missioni Artemis (ci servirà per dopo): in breve, la NASA si sta impegnando per rendere realtà il prossimo sbarco sulla Luna da parte di astronauti americani, tra cui la prima donna, entro il 2024. Attraverso il programma di esplorazione lunare Artemis, la NASA collaborerà con partner internazionali per avviare missioni entro il 2028. Il tutto per "preparare il terreno" verso il prossimo grande passo dell'umanità: l'invio di astronauti su Marte. Si tenga a mente questo.

Come nacque il campione

Il campione, aperto il 5 novembre nel Lunar Curation Laboratory presso il Johnson Space Center dell'agenzia a Houston, è stato raccolto sulla Luna dagli astronauti della missione apollo 17 Gene Cernan e Jack Schmitt. Per visualizzare le operazioni di raccolta, è possibile assimilarle ad un "carotaggio": si trattò di inserire un tubo largo 4 centimetri nella superficie della Luna nella sua interezza, per poi estrarlo e raccoglierlo. Non fu l'unico campione raccolto e difatti è in programma l'apertura di un altro contenitore, si presume verso il mese di gennaio 2020.

Il campione è stato aperto nell'ambito dell'iniziativa Apollo Next-Generation Sample Analysis (ANGSA) della NASA, che sta sfruttando tecnologie avanzate per studiare i resti rocciosi delle missioni Apollo utilizzando nuovi strumenti di recente progettazione, e che quindi non erano disponibili quando i campioni sono stati originariamente portati sulla Terra, ormai più di quaranta anni fa.

Nell'immagine qui sopra, è possibile osservare L'astronauta Apollo Gene Cernan intento a raccogliere i due campioni 73001 e 73002.

L'affare con ARTEMIS

La dott.ssa Sarah Noble, scienziata del programma ANGSA presso la sede della NASA a Washington , si è così espressa in merito: "Oggi siamo in grado di effettuare misurazioni che non erano possibili durante gli anni del programma Apollo. L'analisi di questi campioni massimizzerà il ritorno delle operazioni di analisi e ricerca relativa al materiale ottenuto dalle missioni Apollo, oltre a consentire ad una nuova generazione di scienziati di affinare le loro tecniche e conoscenze, ed aiutare a formare i futuri esploratori per le missioni lunari nel 2020 e oltre".
Nella foto seguente, è possibile vedere gli scienziati Andrea Mosie, Charis Krysher e Juliane Gross aprire il campione lunare 73002 presso il Johnson Space Center della NASA a Houston.

Dall'era Apollo, tutti i campioni riportati sulla Terra sono stati accuratamente conservati in laboratorio per preservarli per le generazioni future. La maggior parte di questi sono stati ben studiati e molti sono, ancora oggi, oggetto di ricerche in corso. Tuttavia, la NASA ha anche deciso di non interagire con alcuni campioni, lasciandoli completamente intatti; rimasti sigillati nei loro contenitori originali, alcuni addirittura conservati in condizioni specifiche di temperatura e pressione, tutti destinati ad essere aperti e analizzati con tecnologie più avanzate di quelle disponibili all'epoca delle missioni Apollo.

Per essere precisi, i campioni non aperti furono raccolti durante tutte le missioni Apollo 15, 16 e 17. I progressi nelle tecniche di imaging 3D non distruttivo, la spettrometria di massa e le tecniche di analisi attraverso microtomi ad altissima risoluzione consentiranno uno studio molto più approfondito e ad ampio spettro di questi campioni, permettendo di ottenere informazioni come mai prima d'ora era stato possibile.

I campioni 73002 e 73001 fanno parte di un "cilindro" di regolite proveniente da un deposito di origine franosa vicino al cratere Lara, vicino al sito di allunaggio di A17. I campioni conservano la stratificazione verticale all'interno del suolo lunare, informazioni "dinamiche" su moti franosi avvenuti in corpi senz'aria come la Luna e una registrazione di elementi volatili intrappolati nella regolite lunare.

Due campioni, due processi

73002 è rimasto chiuso ma non sigillato sotto vuoto da quando è stato portato sulla Terra. Questo è stato il primo campione ad essere estratto dal suo contenitore. Le strumentazioni del laboratorio Johnson lavoreranno ininterrottamente per i prossimi mesi per studiare il campione e distribuirne alcune parti ai team scientifici ANGSA per le analisi. Per facilitare l'apertura della provetta, i ricercatori hanno utilizzato la tomografia computerizzata a raggi X (XCT) presso l'Università del Texas Austin.

Cosa significa? Gli addetti ai lavori hanno utilizzato i raggi X per scandagliare il campione e ottenere un'immagine 3D ad alta risoluzione della regolite all'interno della provetta. L'imaging aiuta i processori a sviluppare strategie per rimuovere il campione in maniera corretta, per renderlo pronto alla dissezione e alla distribuzione ai molteplici team di ricerca, oltre ad aiutare gli scienziati a comprendere la struttura del campione prima di aprire il contenitore.

Dopo la scansione a raggi X, i resti rocciosi vengono rimossi dalla loro provetta all'interno di una sorta di teca riempita di azoto secco ultrapuro, e vengono quindi suddivisi in segmenti di un quarto di pollice per consentire agli scienziati di osservare le variazioni delle sue proprietà lungo tutta la lunghezza del campione, a cominciare dal suo punto più interno.
La High-Resolution X-ray Computed Tomography Facility disponibile presso l'Università del Texas ad Austin (UTCT) offre ai ricercatori scientifici di tutto il mondo, spaziando dalle scienze biologiche a quelle ingegneristiche, l'accesso a tecniche completamente non distruttive (ed è questa la vera potenza dello strumento in questione) per la visualizzazione di specifiche proprietà all'interno di oggetti solidi e opachi, consentendo di ottenere informazioni convertite in digitale sulle loro geometrie e caratteristiche, in aggiunta alla creazione di un modello 3D dell'oggetto scansionato.

Il campione 73001, che sarà aperto all'inizio del 2020, è stato sigillato sulla Luna in uno speciale contenitore all'interno del quale è stato praticato il vuoto e quindi posto in un altro recipiente sottovuoto e sigillato sulla Terra. Quel campione verrà aperto quando gli scienziati avranno messo a punto metodologie più accurate per catturare i gas della Luna raccolti. Una volta rimosso, anch'esso verrà disposto in delle teche e condiviso con i vari team di ricerca.

L'esplorazione della Luna da parte degli astronauti del programma Artemis si svolgerà facendo uso anche delle risorse del satellite naturale della Terra, incluso il ghiaccio d'acqua, che potrà essere utilizzato per sintetizzare carburante per missili e ossigeno per i sistemi di respirazione degli astronauti.
Lo studio di questi campioni non ancora aperti risulta, a ben pensare, decisamente importante sotto quest'ultimo aspetto: se dall'analisi degli strati contenuti nei campioni si dovesse dedurre un pattern con cui il ghiaccio lunare si posizioni al di sotto della superficie, questo consentirebbe agli scienziati di ottenere informazioni sull'origine dei depositi di ghiaccio polare lunari, nonché su altre potenziali risorse per le successive esplorazioni.

Credit delle immagini dei campioni: NASA / James Blair