Cina, scoperta acqua sulla luna. Il racconto di Valori

Scienziati cinesi hanno analizzato i minerali lunari e hanno scoperto che c’è molta acqua nel suolo delle superficie lunare.
Di recente, un team dell’Accademia cinese delle scienze ha scoperto che il suolo lunare riportato dalla sonda Chang’e 5 conteneva una grande quantità di acqua sulla superficie del minerale attraverso la spettroscopia a infrarossi e l’analisi della sonda nano-ionica: è 170 ppm, ossia un chilogrammo di terreno contiene almeno 170 mg di acqua.

I media continentali hanno riferito che in passato il telerilevamento ha svelato che l’acqua è comune sulla luna, ma a causa della mancanza di prove di analisi dirette del campione, la causa e la distribuzione dell’acqua superficiale lunare è sempre stata controversa. Il predetto studio ha confermato che i minerali sulla superficie lunare sono importanti serbatoi d’acqua, fornendo un riferimento importante per la distribuzione dell’acqua sulla superficie lunare.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista accademica internazionale Nature Communications. L’articolo è Evidence of water on the lunar surface from Chang’E-5 in-situ spectra and returned samples (N. 13, 14 giugno 2022) a cura di: Liu Jianjun, Liu Bin, Ren Xin, Li Chunlai, Shu Rong, Guo Lin, Yu Songzheng, Zhou Qin, Liu Dawei, Zeng Xingguo, Gao Xingye, Zhang Guangliang, Yan Wei, Zhang Hongbo, Jia Lihui, Jin Shifeng, Xu Chunhua, Deng Xiangjin, Xie Jianfeng, Yang Jianfeng, Huang Changning, Zuo Wei, Su Yan, Wen Weibin e Ouyang Ziyuan.

Inoltre, l’amministrazione spaziale nazionale ha annunciato che la quarta fase del progetto di esplorazione lunare cinese è stata approvata dallo Stato e sta procedendo senza intoppi. È stato riferito che la quarta fase, comprese le missioni Chang’e 6, 7 e 8, sarà implementata nei prossimi dieci anni. Liu Jizhong, direttore del Lunar Exploration and Aerospace Engineering Center, ha affermato che Chang’e 6 è stato praticamente completato e che Chang’e 7 è in fase di sviluppo. Essi esploreranno il polo sud della luna e stabiliranno il modello di base per la stazione internazionale di ricerca scientifica lunare.

I ricercatori hanno lavorato sul materiale di Chang’e-5 che al ritorno ha trasportato campioni lunari, dopo che è atterrata nella regione autonoma della Mongolia interna della RP della Cina settentrionale, il 17 dicembre 2020. Inoltre secondo un articolo pubblicato il 7 gennaio 2022 su Science Advances (pubblicazione scientifica ad accesso aperto e revisione paritaria della American Association for the Advancement of Science, di cui è stata la prima rivista open access di grado gold e la prima a essere pubblicata solamente in rete) – In situ detection of water on the Moon by the Chang’E-5 lander di Lin Honlei et alii, un team dell’Istituto di geologia e geofisica dell’Accademia cinese delle scienze – la possibilità che ci sia acqua sulla luna è ulteriormente aumentata.

Analizzando i dati ottenuti dallo spettrometro minerale lunare trasportato dalla sonda Chang’e 5, gli scienziati hanno ottenuto per la prima volta il contenuto d’acqua della superficie lunare in situ. Nello specifico, l’acqua rilevata dal dispositivo si riferisce a molecole d’acqua o gruppi ossidrilici in minerali, che devono essere convertiti in vera acqua potabile in determinate condizioni. L’analizzatore ha misurato circa 120 grammi di acqua in 1 tonnellata metrica di suolo lunare e 180 grammi di acqua nella roccia.

I ricercatori ipotizzano che la maggior parte dell’acqua nel suolo lunare provenga dal contributo del vento solare: il flusso di particelle cariche emesso dall’atmosfera superiore del sole spinge gli atomi di idrogeno sulla superficie lunare e l’idrogeno e l’ossigeno si combinano per formare molecole d’acqua o gruppi ossidrile. L’acqua in più nelle rocce, invece potrebbe essere all’interno della Luna. La scoperta corrisponde a una precedente ricerca pubblicata dalla Nasa, quando questa utilizzò un telescopio a infrarossi per trovare prove dell’acqua sulla superficie illuminata dal della luna. Prima di allora, gli scienziati avevano a lungo pensato che la luna potesse essere completamente asciutta, basandosi sul fatto che non ha un’atmosfera. Ma negli ultimi anni, sempre più scoperte sembrano portare a conclusioni diverse.

Ciò che deve essere chiaro è che l’acqua che gli scienziati studiano non è quella che beviamo. L’acqua rilevata dallo spettrometro si riferisce a molecole d’acqua o gruppi idrossilici nei minerali, che possono essere convertiti in acqua potabile in determinate condizioni, come affermato Lin Honglei, il primo autore dell’articolo, e ricercatore associato presso l’Istituto di Geologia e Scienze della Terra dell’Accademia cinese delle scienze.

Alzando gli occhi al cielo, la domanda «C’è acqua sulla luna?» ha suscitato grande curiosità negli esseri umani: il dibattito scientifico su questo tema dura da più di mezzo secolo. Già nel 1952, il chimico statunitense Harold Urey (1893-1981), lo scopritore del deuterio, ipotizzò audacemente che potessero esserci sostanze volatili come l’acqua nelle depressioni lunari che il sole non avrebbe mai raggiunto.
Dal 1969 al 1972, il programma statunitense Apollo ha dato agli astronauti l’opportunità di “vedere per credere”. Sfortunatamente, i campioni che hanno riportato sono stati studiati in laboratorio, dando come responso che il suolo lunare fosse secco e gli strumenti lasciati sulla superficie lunare per rilevare l’atmosfera non rilevavano il vapore acqueo. Da allora, “la luna arida” è diventato quasi un tormentone di consensi.

Secondo Lin Honglei, anche nel 1978, gli scienziati sovietici misurarono tracce di acqua nei campioni raccolti dalla missione Luna 24, ma l’evento non attirò ancora l’attenzione degli scienziati e la ricerca sull’acqua lunare rimase stagnante per molto tempo ancora. Negli anni Novanta, l’emergere di una nuova tecnologia di rilevamento ha dato il via a un boom della ricerca sull’acqua lunare. La prima è stata la tecnologia radar: nel 1994, gli scienziati statunitensi hanno utilizzato tale sistema per rilevare i poli della luna nella missione Clementine.

Clementine è stato un veicolo spaziale statunitense lanciato nel 1994 col duplice obiettivo di sperimentare gli effetti di una lunga esposizione nello spazio dei suoi componenti e realizzare osservazioni scientifiche della Luna e di alcuni asteroidi, in particolare 1620 Geographos (corpo celeste vicino alla Terra del diametro medio di circa 2,5 km). E tale missione ha confermato la precedente congettura di Harold Urey.
Nel 1998, lo statunitense Lunar Prospector ha trasportato uno spettrometro di neutroni per rilevare una grande quantità di idrogeno: e stimò che ci possa essere acqua nelle regioni polari della luna, fino a centinaia di milioni di tonnellate.

Nel 2000, il rilevamento spettrometrico è diventato un modo più avanzato. Nel 2009, il Lunar Mineral Mapping Spectrometer a bordo dell’indiano Chandrayaan-1 ha scoperto che l’acqua è ovunque sulla luna e il suo contenuto aumenta con la latitudine. Questo risultato ha fatto intendere a molte persone per la prima volta, che in realtà c’è dell’acqua sulla luna, come ha affermato Liu Yang, uno dei coautori del saggio su Science Advances e ricercatore presso il National Space Science Center dell’Accademia cinese delle Scienze. Da allora, la sonda Cassini per Saturno, la Deep Impact per lo studio delle comete ed il Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (Lcross) – tutte della Nasa – hanno utilizzato lo spettrometro.

Il 1° dicembre 2020, la sonda Chang’e-5 è allunata nella regione settentrionale dell’Oceanus Procellarum, e ha portato 1731 grammi di campioni lunari, e l’analizzatore di spettro minerale lunare ha acquisito dati della superficie. Nelle parole di Lin Honglei si evince come questa sia stata la prima opportunità per rilevare segnali d’acqua a distanza ravvicinata e ad alta risoluzione sulla superficie lunare.
In effetti, gli spettrometri misurano l’acqua trovando tracce di assorbimento distinte di gruppi idrossilici o molecole d’acqua. Analizzando le caratteristiche spettrali intorno ai 3 micron, è possibile identificare l’acqua superficiale lunare e ottenere il suo contenuto d’acqua, ha detto He Zhiping, il progettista dello spettrometro Chang’e 5 e ricercatore presso lo Shanghai Institute of Technical Physics dell’Accademia cinese delle Scienze.

A differenza dell’acqua liquida in senso generale, l’acqua rilevata dallo spettrometro sulla superficie lunare è nascosta nella roccia.Le molecole d’acqua rappresentano l’acqua legata che può essere rilasciata dietro un leggero riscaldamento, e il gruppo ossidrile rappresenta la precipitazione che richiede una temperatura più elevata, ossia l’“acqua strutturata”. Tuttavia, la copertura di banda dei dati di telerilevamento spettrale lunare ottenuti al momento non sono in grado di distinguere queste due forme di esistenza idrica. Per ottenere dati più accurati, i ricercatori hanno calibrato termicamente lo spettrometro. La temperatura della superficie lunare supera anche i 150° C nella punta massima. La radiazione termica generata dal suolo lunare cambia la forma spettrale e maschera le caratteristiche dell’acqua. Pertanto, la correzione termica dello spettro è la chiave per studiare le acque superficiali del suolo lunare, come affermato da Lin Honglei.

Lo spettrometro della Chang’e-5 ha effettuato osservazioni spettroscopiche su un’area di circa due metri quadrati nell’area di campionamento: oltre al suolo lunare, c’era un pezzo di roccia che non è stato possibile portare sulla Terra. I risultati dell’analisi dei dati aggiungono nuove prove conclusive che l’acqua esiste realmente sulla luna: il contenuto d’acqua nell’area di campionamento di Chang’e-5 è inferiore a 120 ppm (120 parti per milione), mentre il contenuto d’acqua nella roccia, come suddetto, è di circa 180 ppm. Ossia p equivalente a circa 120 grammi di acqua in una tonnellata di suolo lunare e a circa 180 grammi di acqua in una tonnellata di roccia.
Da queste poche note si rileva come la collaborazione fra le potenze spaziali, se non è mirata a scopi bellici, è a giovamento di tutta l’umanità: 為全人類 – For all Mankind.