Rappresentazione di un artista del veicolo spaziale DAPPER in orbita attorno alla luna.
(Immagine: © NASA / JPL-Caltech / Jack Burns, Univ. Of Colorado, Boulder)
La ricerca della NASA riporta gli umani sulla luna potrebbe rafforzare un campo di ricerca che potrebbe non sembrare particolarmente lunare in natura: la cosmologia.
Ma il lato più lontano della luna potrebbe essere un posto potente per rispondere ad alcuni dei domande più convincenti sull'universo - e la spinta della NASA a riportare gli umani sulla luna potrebbe ridurre i prezzi abbastanza da rendere questa scienza una realtà. Perfino uno scienziato che guida la spinta della NASA a indagare su queste missioni ammette che non è stata l'idea più intuitiva quando ne ha sentito parlare per la prima volta.
"Siamo stati giudici [science fair] insieme e mi chiedevano cosa ne pensassi dei telescopi sulla luna", ha detto a Space.com Jack Burns, un astrofisico dell'Università del Colorado Boulder. "E ho detto, non ci ho pensato molto. Non mi è venuto in mente."
Da allora, lui e i suoi colleghi ci hanno pensato molto. La loro conclusione è che gli osservatori sul lato opposto della luna offrono un'opportunità unica per gli astronomi moderni. Burns ha trascorso quest'anno a riflettere su due specifici concetti di missione progettati per trarre vantaggio, concentrandosi in particolare sul periodo prima che le stelle iniziassero a formarsi, chiamato anni oscuri.
"Sembra inquietante", ha detto Burns dell'epoca, ma per gli scienziati è per lo più solo intrigante. "Ha molta fisica potenzialmente molto interessante lì e un'opportunità per noi di testare il modello standard di cosmologia e di vedere se possiamo romperlo o no. Sai, gli astronomi vogliono sempre rompere le cose."
Queste osservazioni si basano sulla capacità di catturare abbastanza a lungo onde radio, che sono difficili da studiare dalla Terra a causa dell'interferenza della tecnologia umana sulla superficie del pianeta e in orbita. Questo è il fascino del lato lontano della luna: è l'unico posto nel nostro quartiere protetto da tutti i nostri chiacchieri chiacchieroni di luce.
"La lontana lunare è un ambiente così raro", ha detto Burns. "È l'unico posto veramente tranquillo in tutto il sistema solare interno per condurre osservazioni a frequenze radio molto basse, che, come risulta oggi, è davvero l'ultima finestra non aperta sullo spettro elettromagnetico."
Quindi Burns e i suoi colleghi hanno prodotto un rapporto su ciascuno dei due concetti radio-scientifici per la NASA, che è alla ricerca di ricerche scientifiche in grado di portare a termine il programma Artemis, la spinta dell'agenzia a sbarcare gli umani sulla luna entro il 2024. NASA L'amministratore Jim Bridenstine ha fatto riferimento a uno dei progetti radiofonici, una missione orbitale, durante una conferenza stampa su quella campagna, soprannominato il Programma Artemis, il 9 dicembre.
"Tutta questa scienza, tutta questa conoscenza e tutte queste capacità saranno disponibili per noi perché stiamo lanciando gli umani sulla luna per la prima volta dal 1972", ha detto. "Possiamo ottenere molte più scienze e informazioni astrofisiche di quante ne potremmo mai ottenere senza avere questa architettura sulla luna."
Quell'architettura include il porta, una waystation della NASA per robot e umani diretti verso la superficie lunare. Il primo modulo del Gateway potrebbe essere lanciato nel 2022 e la prima missione che lui ei suoi colleghi descrivono potrebbe volare l'anno successivo, ha detto Burns, basandosi sulle comunicazioni sviluppate per la stazione di destinazione.
Il progetto scientifico, chiamato Dark Ages Polarimetry Pathfinder, o DAPPER, è un veicolo spaziale che orbiterebbe attorno alla luna, trascorrendo circa un terzo del suo tempo nella zona radio-tranquilla sul lato opposto della luna.
Burns e Bridenstine hanno entrambi affermato che la costruzione di DAPPER nel contesto del programma Artemis ridurrebbe i costi di missione. Burns ha affermato che il progetto è stato progettato pensando a un prezzo di $ 50 milioni; Bridenstine ha affermato che l'esecuzione indipendente della missione costerebbe circa $ 500 milioni, ma che la possibilità di utilizzare l'infrastruttura di Gateway ridurrebbe tale prezzo a circa $ 90 milioni.
La spinta a inviare apparecchiature di radioastronomia con il programma Artemis non attinge la sua tempestività esclusivamente dalla comodità. È anche una questione di urgenza, dal momento che si precipita sulla luna NASA, altre nazioni e le compagnie private potrebbero portare la tecnologia a eclissare questi segnali radio dall'universo primordiale, allo stesso modo in cui lo fa sulla Terra.
"Parte del motivo per cui vogliamo farlo prima piuttosto che dopo vogliamo arrivarci prima e osservare mentre l'ambiente è ancora incontaminato", ha detto Burns.
DAPPER sarebbe più facile da eseguire rispetto agli altri progetti che Burns e i suoi colleghi hanno preso in considerazione, chiamati il Farside Array for Radio Science Investigations of the Dark age and Exoplanets (LATO LONTANO).
Quel progetto farebbe un giro su un lander commerciale della luna, come quelli che la NASA sta assumendo per portare i propri strumenti scientifici sulla superficie lunare. Quindi, un rover dispiegherebbe 128 antenne su 6 miglia (10 chilometri) dal lato opposto per catturare le onde radio. Un tale progetto potrebbe svolgersi tra la metà e la fine del 2020, ha affermato Burns, e costare circa $ 1 miliardo.
Oltre a fare ricerche sulla cosmologia, una tale matrice potrebbe anche aiutare gli astronomi a capire quali esopianeti potrebbero essere più favorevoli alla vita. Un ingrediente chiave, secondo gli scienziati, potrebbe essere un campo magnetico che avvolge il pianeta e mantiene al suo posto un'atmosfera.
"Forse siamo giunti alla conclusione provvisoria che per formare la vita come noi, la vita come la conosciamo, che avere un campo magnetico è molto importante", ha detto Burns. E questi campi magnetici dovrebbero "illuminarsi" quando visti dai radiotelescopi, ha detto. "Questo è l'unico modo per cercare campi magnetici, con una serie di questi telescopi a bassa frequenza sul lato lunare lontano."
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