Il 4 marzo 2022, un razzo solitario esausto colpirà la superficie della luna a quasi 6.000 mph (9.656 km/h). Una volta che la polvere si sarà depositata, il Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA si sposterà per avere una vista ravvicinata del cratere fumante e, si spera, fare luce sulla misteriosa fisica degli impatti planetari.
Come scienziato planetario che studia la luna , considero questo impatto non pianificato come un'opportunità entusiasmante. La luna è stata una costante testimone della storia del sistema solare , la sua superficie fortemente craterizzata ha registrato innumerevoli collisioni negli ultimi 4 miliardi di anni. Tuttavia, gli scienziati raramente riescono a intravedere i proiettili, di solito asteroidi o comete, che formano questi crateri . Senza conoscere i dettagli di ciò che ha creato un cratere, c'è solo così tanto che gli scienziati possono imparare studiandone uno.
L'imminente impatto del razzo fornirà un esperimento fortuito che potrebbe rivelare molto su come le collisioni naturali colpiscono e perlustrano le superfici dei pianeti. Una comprensione più approfondita della fisica dell'impatto aiuterà i ricercatori a interpretare il paesaggio arido della luna e anche gli effetti che gli impatti hanno sulla Terra e su altri pianeti.
Quando un razzo si schianta sulla luna
C'è stato un dibattito sull'esatta identità dell'oggetto che cade attualmente in rotta di collisione con la luna. Gli astronomi sanno che l'oggetto è un booster dello stadio superiore scartato dal lancio di un satellite ad alta quota. È lungo circa 40 piedi (12 metri) e pesa quasi 10.000 libbre (4.500 chilogrammi). Le prove suggeriscono che è probabile che sia un razzo SpaceX lanciato nel 2015 o un razzo cinese lanciato nel 2014 , ma entrambe le parti hanno negato la proprietà .
Il razzo dovrebbe schiantarsi contro la vasta pianura arida all'interno del gigantesco cratere Hertzsprung , appena oltre l'orizzonte sul lato opposto della luna dalla Terra.
Un istante dopo che il razzo ha toccato la superficie lunare, un'onda d'urto percorrerà la lunghezza del proiettile a diverse miglia al secondo. Entro pochi millisecondi, la parte posteriore dello scafo del razzo sarà cancellata da frammenti di metallo che esplodono in tutte le direzioni.
Una doppia onda d'urto viaggerà verso il basso nello strato superficiale polveroso della superficie lunare chiamato regolite . La compressione dell'impatto riscalderà la polvere e le rocce e genererà un lampo incandescente che sarebbe visibile dallo spazio se in quel momento ci fosse un'imbarcazione nell'area. Una nuvola di roccia e metallo vaporizzati si espanderà dal punto di impatto mentre la polvere e le particelle delle dimensioni di sabbia vengono lanciate verso il cielo. Nel corso di alcuni minuti, il materiale espulso tornerà a piovere in superficie attorno al cratere che sta bruciando. Non rimarrà praticamente nulla dello sfortunato razzo.
Se sei un fan dello spazio, potresti aver sperimentato qualche déjà vu leggendo quella descrizione: la NASA ha eseguito un esperimento simile nel 2009 quando ha intenzionalmente fatto schiantare il Lunar Crater Observation and Sensing Satellite , o LCROSS, in un cratere permanentemente in ombra vicino al sud lunare polo. Facevo parte della missione LCROSS ed è stato un successo strepitoso. Studiando la composizione del pennacchio di polvere proiettato alla luce del sole, gli scienziati sono stati in grado di trovare segni di alcune centinaia di libbre di ghiaccio d'acqua che era stato liberato dalla superficie della luna dall'impatto. Questa è stata una prova cruciale a sostegno dell'idea che per miliardi di anni le comete hanno fornito acqua e composti organicialla luna quando si schiantano sulla sua superficie.
Tuttavia, poiché il cratere del razzo LCROSS è permanentemente oscurato dalle ombre, io e i miei colleghi abbiamo lottato per un decennio per determinare la profondità di questo strato ricco di ghiaccio sepolto.
Osservando con il Lunar Reconnaissance Orbiter
L'esperimento accidentale dell'imminente schianto darà agli scienziati planetari la possibilità di osservare un cratere molto simile alla luce del giorno. Sarà come vedere per la prima volta il cratere LCROSS in tutti i dettagli.
Poiché l'impatto avverrà sul lato opposto della luna, non sarà visibile ai telescopi terrestri. Ma circa due settimane dopo l'impatto, il Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA inizierà a intravedere il cratere mentre la sua orbita lo porta sopra la zona di impatto. Una volta che le condizioni saranno favorevoli, la fotocamera dell'orbiter lunare inizierà a scattare foto del sito dell'impatto con una risoluzione di circa 3 piedi (1 metro) per pixel. Anche gli orbiter lunari di altre agenzie spaziali potrebbero puntare le loro telecamere sul cratere.
Si spera che la forma del cratere e la polvere e le rocce espulse rivelino come era orientato il razzo al momento dell'impatto. Un orientamento verticale produrrà una caratteristica più circolare, mentre uno schema detritico asimmetrico potrebbe indicare più un mal di pancia. I modelli suggeriscono che il cratere potrebbe avere un diametro compreso tra 30 e 100 piedi (da 10 a 30 metri) e una profondità compresa tra 6 e 10 piedi (da 2 a 3 metri) .
Anche la quantità di calore generata dall'impatto sarà un'informazione preziosa. Se le osservazioni possono essere fatte abbastanza rapidamente, c'è la possibilità che lo strumento a infrarossi dell'orbiter lunare sia in grado di rilevare materiale incandescente all'interno del cratere. Questo potrebbe essere utilizzato per calcolare la quantità totale di calore dall'impatto. Se l'orbiter non riesce a ottenere una visuale sufficientemente veloce, è possibile utilizzare immagini ad alta risoluzione per stimare la quantità di materiale fuso nel cratere e nel campo di detriti.
Confrontando le immagini prima e dopo dalla fotocamera dell'orbiter e dal sensore di calore, gli scienziati cercheranno qualsiasi altro sottile cambiamento sulla superficie. Alcuni di questi effetti possono estendersi per centinaia di volte il raggio del cratere .
Perché questo è importante
Gli impatti e la formazione di crateri sono un fenomeno pervasivo nel sistema solare. I crateri frantumano e frammentano le croste planetarie, formando gradualmente lo strato superiore sciolto e granulare comune nella maggior parte dei mondi senz'aria . Tuttavia, la fisica generale di questo processo è poco conosciuta nonostante sia comune.
Osservare l'imminente impatto del razzo e il conseguente cratere potrebbe aiutare gli scienziati planetari a interpretare meglio i dati dell'esperimento LCROSS del 2009 e produrre migliori simulazioni di impatto . Con una vera e propria falange di missioni pianificate per visitare la luna nei prossimi anni, la conoscenza delle proprietà della superficie lunare, in particolare la quantità e la profondità del ghiaccio sepolto, è molto richiesta.
Indipendentemente dall'identità di questo razzo ribelle, questo raro evento di impatto fornirà nuove intuizioni che potrebbero rivelarsi fondamentali per il successo delle future missioni sulla luna e oltre.
Paul Hayne è un assistente professore di scienze astrofisiche e planetarie presso l'Università del Colorado Boulder. Riceve finanziamenti dalla National Aeronautics and Space Administration.
Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Potete trovare l' articolo originale qui.
