15 gennaio 2021

Esteri

La roccia lunare? Sa di patata sporca

Ora sulla Luna ci sono i cinesi. Per prelevare nuovi campioni di roccia. Il motivo?

| Richard Brewer |

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| Richard Brewer |

La roccia lunare? Sa di patata sporca

Prendi il campione! Prendi il campione!

I geologi del Mission Control, Houston, Texas, erano terrorizzati dal fatto che l'astronauta dell'Apollo 11 Neil Armstrong lo potesse dimenticare. E tirarono un sospiro di sollievo dopo che fu raccolto quel campione.

Era il 20 luglio 1969 e appena sette minuti dopo essere salito sulla superficie lunare, Armstrong raccolse un campione di terreno di emergenza utilizzando una busta ancorata a un bastone. Piegò quindi la busta e se la infilò in una tasca della gamba destra della tuta. Ciò garantiva che un po 'di terreno lunare sarebbe stato riportato sulla Terra in caso di ritorno di emergenza.

L'attività totale degli astronauti sulla superficie lunare fu breve, solo due ore e mezza, ma raccolsero e portarono a casa 22 kg di roccia lunare e suolo che sono diventati i campioni geologici più studiati della storia.

Dal 1969 al 1972, sei atterraggi Apollo con equipaggio hanno restituito un totale combinato di 382 kg di materiale lunare selezionato dall'uomo che ha gettato le basi della moderna scienza planetaria. Il programma Luna sovietico ha effettuato tre missioni robotiche di successo tra il 1970 e il 1972 e ha restituito un totale di 301 grammi di materiale lunare raccolto roboticamente. E poi ... niente!

Da allora non è stato più portato sulla Terra alcun materiale Lunar. I campioni di terreno dalla superficie della Luna sono diventati un tesoro scientifico raro ma inestimabile.

Sono passati quarantaquattro anni senza che siano stati fatti ulteriori tentativi di recuperare le rocce lunari ... fino a quest'anno.

Il 23 novembre 2020 i cinesi hanno lanciato la sonda "Chang'e 5", dal nome della mitica dea cinese della luna: una missione di un mese per raccogliere le rocce e portarle sulla Terra.

In caso di successo, la Cina diventerà il terzo paese a riportare campioni lunari. Entro 48 ore dall'atterraggio di un lander-ascender combinato, un braccio robotico raccoglierà le rocce dalla superficie mentre un trapano perforerà il terreno. I campioni saranno sigillati in un contenitore nella navicella spaziale Ascender che si solleverà dalla superficie per attraccare con un orbiter-returner per il viaggio di ritorno sulla Terra. La missione totale dovrebbe richiedere più di 20 giorni per restituire i campioni a metà dicembre, atterrando nella regione della Mongolia interna. Le rocce dovrebbero fornire un primo sguardo a una parte più "giovane" della luna libera dal cratere di circa 1,2 miliardi di anni.

Le aree esplorate da Apollo e Luna avevano tutte più di 3 miliardi di anni.

Ma perché gli scienziati vogliono più campioni lunari? Perché più rocce? Il tesoro scientifico del programma Apollo sono state le rocce. L'80% di ciò che sappiamo oggi sulla Luna proviene da quei primi campioni dell'Apollo e l'impatto scientifico delle rocce lunari è difficile da valutare. Fornendo parti di un mondo alieno da analizzare, hanno trasformato la scienza planetaria e rivoluzionato la nostra conoscenza del sistema solare e delle origini Terra-Luna. La Luna è la pietra di Rosetta del sistema solare poiché le rocce lunari agiscono come capsule del tempo che non sono cambiate molto da quando si sono formate. Prima del ritorno dei campioni Apollo, tutto era sconosciuto. Non sapevamo davvero come si fosse formata la luna, di cosa fosse fatta o quando. Le caratteristiche della superficie che vediamo, i crateri, erano dovute a impatti di asteroidi o caldere vulcaniche? La luna aveva un nucleo fuso come la Terra?

Quelle prime rocce del 1969 furono inizialmente tenute in quarantena per proteggere la Terra. Alla fine, il dottor Robin Brett si convinse che la quarantena non era necessaria e per dimostrarlo divenne il primo essere umano a leccare una roccia lunare. "Aveva il sapore di una patata sporca", ha riferito. Successivamente, le rocce furono studiate da 150 gruppi di scienziati di nove paesi che includevano circa 550 ricercatori. Il tipo di roccia principale è risultato essere il basalto vulcanico, che fornisce la prova che i mari lunari scuri sono antichi laghi di lava di circa 3,9 miliardi di anni. La tecnologia per analizzare le rocce ha continuato a migliorare e nel 2019, 50 anni dopo la loro raccolta, si è stabilito che le rocce delle aree più chiare fossero ancora più vecchie, circa 4,51 miliardi di anni. Le misurazioni delle rocce Apollo archiviate effettuate quest'anno rivelano che la Luna si è formata solo circa 60 milioni di anni dopo la formazione del sistema solare e che 4,2 miliardi di anni fa la luna primordiale aveva un campo magnetico almeno altrettanto forte di quello terrestre insieme a un'atmosfera, entrambi persi circa 2 miliardi di anni fa. Una parte del sole è stata intrappolata nella luna. Una scoperta "poetica" è che l'elio e l'azoto del sole sono incorporati nella sporcizia del campione lunare. La luna ha assorbito i gas solari come una spugna e un giorno potremmo essere in grado di raccogliere l'elio della luna, una risorsa sempre più scarsa sulla Terra. I campioni di roccia lunare sono un investimento per il futuro. La Luna è fondamentale per comprendere l'evoluzione del sistema solare e la formazione dei pianeti rocciosi, compresa la Terra, anche per la futura esplorazione spaziale.

 

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Sampling the Moon Moon rock tastes like a dirty potato

Get the sample! Get the sample!

The geologists at Mission Control, Houston, Texas were terrified that Apollo 11 Astronaut Neil Armstrong might forget. They breathed a sigh of relief after it was collected.

It was 20 July 1969 and just seven minutes after stepping onto the moon’s surface, Armstrong collected a contingency soil sample using a bag on a stick. He folded the bag and tucked it into a pocket on his right thigh. This guaranteed there would be some lunar soil brought back to Earth in case of an emergency return. The total surface activity was brief, only two and a half hours, but they collected and brought home 22 kg of moon rock and soil that became the most studied geologic samples in history.

From 1969 to 1972, six manned Apollo landings returned a combined total of 382 kg of human selected Lunar material that laid the foundations of modern planetary science. The Soviet Luna program made three successful robotic missions between 1970 and 1972 and returned a total of 301 grams of robotically scooped up lunar material. And then … nothing! No Lunar material has been obtained since. Nothing! The soil samples from the Moon’s surface have become a rare but invaluable rich scientific treasure trove. Forty-four years have passed with no further attempts made at retrieving Moon rocks … until this year.

23 November 2020 the Chinese launched its “Chang’e 5” probe, named for the Chinese mythical goddess of the moon, on a month long mission to collect rocks from the moon and return them to Earth. If successful, China will become only the third country to bring back lunar samples. Within 48 hours of touchdown of a combined lander-ascender, a robotic arm will scoop up rocks from the surface while a drill bores into the ground to collect soil. The samples will be sealed into a container in the ascender spacecraft which will lift off from the surface to dock with an orbiter-returner for the journey back to Earth. The total mission is expected to take more than 20 days returning the samples in mid December, landing in the Inner Mongolia region of China. The rocks should provide a first look at a crater free younger part of the moon, about 1.2 billion years old. The areas explored by Apollo and Luna were all more than 3 billion years old.

Why Scientists want more Lunar samples. The secrets in Moon Dust. Why more rocks? The scientific treasure of the Apollo program has been the rocks. 80% of what we know today about the Moon came from those first Apollo samples and the scientific impact of moon rocks is hard to overstate. By providing parts of an alien world to analyze they transformed planetary science and revolutionized our knowledge of the solar system and Earth-Moon origins. The Moon is the Rosetta stone of the solar system as Moon rocks act as time capsules which haven’t changed much since they were formed. Before the return of Apollo samples, everything was unknown. We really did not know how the moon formed, what it was made of, or when. Were the surface features we see, the craters, due to asteroid impacts or volcanic calderas? Did the moon have a molten core like Earth? Those first rocks from 1969 were initially kept in quarantine to protect Earth.

Finally, Dr. Robin Brett became convinced the quarantine was unnecessary and to prove it he became the first human to lick a Moon rock. “It tasted like a dirty potato” he reported. Subsequently, the rocks were released to be investigated by 150 groups of scientists from nine countries that included about 550 investigators. The main rock type was found to be volcanic basalt providing proof that the dark lunar seas are ancient lava lakes about 3.9 billion years old. The technology for analyzing the rocks has continued to improve and in 2019, 50 years after they were collected, the rocks from the lighter areas were determined to be even older, about 4.51 billion years. Measurements of archived Apollo rocks made this year reveal the moon was formed only about 60 million years after formation of the solar system and that 4,2 billion years ago the early moon had a magnetic field at least as strong as Earth's along with an atmosphere, both of which were lost about 2 billion years ago.

A part of the sun trapped in the moon. One poetic discovery is helium and nitrogen from the sun are embedded in lunar sample dirt. The moon has soaked up impinging solar gases like a sponge and we may one day be able to harvest the moon’s helium, an increasingly scarce resource on Earth. Moon rock samples are an investment in the future. The Moon is critical to understanding solar system evolution and formation of rocky planets, including Earth, in preparation for future space exploration.

 



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Richard Brewer

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