In un’epoca in cui ci si sta concretamente preparando al ritorno e alla permanenza dell’uomo sulla Luna, per poi procedere verso Marte, ogni scoperta riguardo alle modalità di sopravvivenza nello spazio è potenzialmente fondamentale. L’acqua siamo abituati a vederla in abbondanza, ma c’è motivo se la Terra è soprannominata il pianeta blu: l’acqua è una caratteristica peculiare del nostro pianeta. Nello spazio questa molecola è invece molto rara, e questo è un grosso problema per la permanenza al di fuori della Terra.

Acqua o non acqua?

Alla fine della missione Apollo del 1969, la Luna è stata considerata come completamente asciutta. Negli anni successivi, una serie di missioni hanno notato invece del ghiaccio in corrispondenza dei poli, ma no sono stati in grado di distinguere la forma in cui si presentava. Il dubbio era tra la comune acqua (H2O) e l’altrettanto comune idrossido (OH). Solo l’esperimento SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) dell’ottobre 2020 è riuscito a rilevare acqua, proprio H2O, all’interno del cratere Clavius.

Il cratere Clavius sulla superficie lunare. Questa alta risoluzione permette di vedere i numerosi crateri causati da impatti con altri meteoriti. Sulla Terra non ne abbiamo così tanti perchè si bruciano in atmosfera. ©Tom Wildoner

A primo avviso sembrerebbe una scoperta straordinaria e fondamentale per l’esplorazione spaziale, ma non è tutto così roseo. La quantità è la prima nota dolente: si parla di 100-412 parti per milione, quindi per fare un paragone con il nostro immaginario, circa 100 volte meno di quella che si trova nel deserto del Sahara. Inoltre, l’acqua presente sulla Luna non è stata generata sul suolo lunare, ma arriva dallo spazio. Le ipotesi che spiegano l’arrivo dell’acqua sono due. La prima è che l’acqua sia stata portata sul satellite a bordo di asteroidi, che ovviamente non possono portare con sé che poche manciate del prezioso liquido blu, che in realtà nemmeno è blu, ma trasparente, ma questo è un aspetto che riguarda la luce e come si propaga nei materiali. La seconda ipotesi sostiene che il vento solare porti idrogeno sulla superficie lunare, e lì ci si sia una reazione chimica con i minerali contenenti ossigeno.

Che l’ipotesi corretta sia una o l’altra, il problema fondamentale rimane la quantità di acqua, assolutamente insufficiente per qualunque speranza di sopravvivenza, quindi la scoperta rimane per puro interesse accademico e poco altro. 

Il video ufficiale NASA della scoperta. ©NASA

L’importanza dell’esperimento

Quello che realmente è una novità rispetto agli esperimenti precedenti è la distinzione tra le due molecole: H2O e OH. È qui che si vede la grande importanza dell’esperimento SOFIA.

Finché si cerca l’acqua stando coi piedi per terra, si deve sempre attraversare l’atmosfera, che contiene acqua, per sua natura. La Luna la vediamo lo stesso, certo, ma in questo caso si tratta di un altro tipo di vista. Per rilevare l’acqua, i ricercatori hanno cercato di rilevare la lunghezza d’onda che la molecola d’acqua emette, ma l’atmosfera, contenendo lei stessa acqua, interferisce. Per questo motivo gli esperimenti precedenti non sono riusciti a distinguere le molecole.

Il Boeing 747 modificato per l’esperimento SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy). L’apertura laterale permette ad un telescopio con una lente da 2,5 m di diametro di guardare verso lo spazio. © NASA

L’esperimento SOFIA, per uscire da questa impasse, ha cambiato completamente strategia, e invece che stare coi piedi per terra, ha messo un telescopio al di sopra dell’atmosfera (sopra al 99% del vapore acqueo). Per fare questo grande passo ha messo un telescopio a bordo di un Boeing 747 modificato per l’occasione, a più di 13 km di quota. Qui, scavalcato il disturbo causato dall’atmosfera, i gli strumenti di SOFIA hanno rilevato l’esatta lunghezza d’onda emessa dall’acqua, ovvero 6,1 micron. 

SOFIA non è stato ideato appositamente per questa scoperta, e questo risultato è addirittura frutto solo del primo test nell’osservazione lunare. Chissà cos’altro sarà in grado di scoprire. SOFIA nasce infatti nel 2010, e ha già collezionato numerosi successi, tra cui l’osservazione dell’atmosfera di Plutone (2015) e la rilevazione dell’ossigeno nell’atmosfera di Marte (2016).

La prima impronta sul suolo lunare segnava un’era dell’esplorazione spaziale. NASA e SpaceX stanno per dar vita a una nuova era. © Buzz Aldrin – NASA