Credit: NASA/GSFC/Arizona State University
Il destino di molti veicoli spaziali è quello di far perdere le loro tracce nello spazio profondo ma le sonde gemelle della NASA GRAIL hanno avuto ben altra sorte: la loro missione si concluse con un impatto controllato sulla superficie lunare a dicembre 2012.
Le sonde Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL), rinominate Ebb e Flow, completarono la loro missione, come previsto, alle 23:28:51 e alle 23:29:21 ora italiana del 17 dicembre 2012.
Qualche giorno prima erano stati resi noti i risultati della prima fase del programma, con la pubblicazione della mappa della gravità lunare ad alta risoluzione, la più dettagliata e precisa generata finora.
Lanciate il 10 settembre 2011, le sonde gemelle si inserirono nell’orbita lunare rispettivamente, il 31 dicembre 2011, Grail-A, e il 1 gennaio 2012, Grail-B.
Il 30 agosto era iniziata la fase estesa della missione che si concluse quando Ebb e Flow erano ormai a corto di carburante. L'impatto controllato era avvenuto su una vetta del polo nord lunare.
La zona selezionata per concludere la missione GRAIL era in ombra e non visibile da Terra: l'area era stata appositamente scelta lontano dai siti storici delle missioni Apollo per preservarli da eventuali danni.
Nonostante la NASA non avesse previsto alcun video per documentare l'evento, i primi di gennaio arrivò una gradita sorpresa: un filmato registrato da Ebb del lato nascosto della Luna, tre giorni prima dell'impatto.
Ebb si trovava a soli 10 chilometri dalla superficie lunare quando catturò una serie di immagini con la sua MoonKAM (Moon Knowledge Acquired by Middle school students): la sonda stava sfiorando l'emisfero settentrionale del lato nascosto della Luna, nei pressi del cratere Jackson.
La missione, nata per studiare l'interno della Luna, è stata sfruttata fino in fondo e gli scienziati hanno cercato di ottenere dati utili anche dalla polvere e dai detriti generati durante l'impatto.
Un aiuto in tal senso è arrivato da un'altra importante missione al lavoro intorno al nostro satellite: Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO).
Con sole tre settimane di anticipo sul giorno previsto per la fine della missione GRAIL, il team di LRO ha fatto di tutto per riuscire ad arrivare nel momento giusto al posto giusto ed assistere al gran finale.
Quando si è verificato l'evento, LRO viaggiava a bassa quota sulla superficie lunare, ad appena 160 chilometri.
Il sito dell'impatto era in ombra, quindi il team di LRO ha dobuto attendere che il pennacchio di polveri generato fosse abbastanza alto da essere illuminato dalla luce del Sole.
Lo spettrografo ultravioletto Lyman Alpha Mapping Project (LAMP) ha rilevato mercurio ed idrogeno atomico.
Credit: NASA/GSFC/Arizona State University
"L'osservazione del mercurio è in linea con quello che il team LRO ha visto durante l'impatto di LCROSS nell'ottobre 2009", ha detto Keller, scienziato del progetto LRO al NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland.
"LCROSS (Lunar CRater Observation and Sensing Satellite) ha visto una notevole quantità di mercurio ma il sito LCROSS era in fondo al cratere Cabeus che non ha visto la luce solare per più di un miliardo di anni e quindi è estremamente freddo".
Il mercurio è una sostanza volatile che si vaporizza facilmente.
Gli scienziati pensano che possa accumularsi nei crateri freddi prevalentemente in ombra e quindi, trovarlo in una zona che riceve regolarmente la luce solare, è stata una sorpresa.
Il mercurio fa parte delle fasi di formazione della Luna così come per la Terra per cui la sua presenza è logica. Tuttavia quello che stupisce è trovarlo ragionevolmente concentrato anche in zone superficiali esposte allo spazio, al calore della luce del Sole ed agli impatti di radiazioni e meteoriti.
"Questi nuovi risultati ci aiutano a comprendere la natura delle sostanze volatili vicino ai poli lunari", dice Kurt Retherford, ricercatore LAMP presso il Southwest Research Institute, San Antonio, Texas.
"Negli ultimi quattro anni abbiamo cominciato a capire che la quantità di ghiaccio d'acqua in prossimità delle regioni polari è maggiore di quanto si pensasse. Oltre alle misure dirette di acqua dal pennacchio dell'impatto di LCROSS, c'erano diverse altre specie volatili rilevate nella fredda regione del cratere Cabeus, tra cui atomi di mercurio e idrogeno (H2). Mentre i nostri risultati sono ancora delle novità, pensiamo che il mercurio rilevato dal LAMP nel sito GRAIL potrebbe essere correlato ad un rafforzamento ai poli causato da atomi di mercurio generalmente saltellanti attraverso la superficie ed eventualmente migranti verso le regioni più fredde polari. La rilevazione di atomi di idrogeno per l'impatto GRAIL rispetto ai pennacchi nell'impatto di LCROSS potrebbe dirci di più sull'idrogeno e/o l'acqua in prossimità dei poli ma questo è un work in progress".
"Questo da un'idea di come materiale volatile è trasportato intorno alla Luna", aggiunge Keller.
LRO Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) è stato in grado di creare un'immagine dei crateri da impatto GRAAL nonostante le loro dimensioni relativamente piccole: le due sonde grandi come una lavatrice, hanno creato crateri da impatto di appena 4 o 6 metri di diametro. Il loro colore, a differenza dei nuovi crateri che si formano sulla Luna, generalmente brillanti, è scuro, probabilmente a causa del materiale delle sonde stesse mescolato al materiale espulso.
Credit: NASA/GSFC/Arizona State University
Credit: NASA/GSFC/Arizona State University
Entrambi i sii di impatto si trovano sul versante meridionale di un massiccio senza nome, a sud del cratere Mouchez e a nord-est del cratere Philolaus. Il massiccio si erge per 2.500 metri sopra le pianure circostanti e gli impatti sono avvenuti rispettivamente a circa 700 metri e 1.000 metri, dai 500 agli 800 metri sotto la cima. I due crateri sono distanti circa 2.200 metri l'uno dall'altro: GRAIL B (Flow) ha impattato circa 30 secondi dopo GRAIL A (Ebb), più ad ovest e a nord rispetto a GRAIL A.