Chang’e-4 è arrivata sulla faccia lontana della Luna3 min di lettura

La sonda cinese Chang’e-4 è arrivata sulla Luna durante la notte del 3 gennaio 2019. Ma bisogna essere più precisi: la sonda è arrivata sulla superficie lunare, dalla parte che non vediamo mai dalla Terra.

Non la vediamo mai perché la Luna impiega praticamente lo stesso tempo sia a fare un giro su se stessa, sia a fare un giro intorno alla Terra. Questo fatto non è una coincidenza ma un fenomeno chiamato tidal locking: con il passare del tempo, Luna e Terra si sono tirate gravitazionalmente a vicenda e alla fine siamo arrivati alla situazione attuale.

Ecco come funziona la rotazione e la rivoluzione della Luna.

La sonda Chang’e-4 ha fatto qualcosa che non aveva mai fatto nessuno prima: mai una sonda era allunata sulla faccia lontana della Luna, precisamente all’interno del cratere Von Karman, e già abbiamo qualche bella foto del panorama.

Panorama dell’interno del cratere Von Karman, sul lato lontano della Luna, ottenuto dalla sonda Chang’e-4
(Crediti: Xinhua/Zuma Wire)

Quindi, innanzitutto va sottolineato il valore storico di questa missione: abbiamo fatto un balzo in avanti gigante. Ora vediamo un po’ la scienza.

Polvere, patate, vermi e una missione a pezzi

La sonda ha a bordo diversi strumenti per effettuare studi sulla polvere lunare e il campo elettrico lunare. Inoltre, a bordo della sonda c’è anche un sismometro per studiare l’interno della Luna dall’analisi delle scosse sismiche che avvengono sul nostro satellite.

Una cosa interessante a bordo della sonda Chang’e-4 è la mini-biosfera in cui proveranno a germogliare semi di patate e arabidopsis in un contenitore dove ci sono anche dei bachi da seta e un po’ d’aria e acqua. L’idea è provare a sviluppare un ambiente del genere sulla Luna per capire se la cosa sia fattibile anche in futuro. Del resto, mi sa che se non amate le patate allora l’esplorazione spaziale non fa per voi (ma poi, a chi non piacciono le patate?).

In realtà la missione di cui vi sto parlando è fatta di diversi pezzi. Siccome la sonda Chang’e-4 si trova sul lato lunare che non guarda mai alla Terra, l’agenzia spaziale cinese ha lasciato in orbita attorno alla Luna anche un’altra sonda, chiamata Quequaio.

La sonda Queqiao farà praticamente da centralinista tra Chang’e-4 e la Terra, stazionando in un punto particolare del sistema Terra-Luna, cioè il secondo punto lagrangiano del sistema.

Ecco dove si è messa la sonda Queqiao (Crediti: Nature)

Ma non solo: Queqiao ha a bordo anche alcuni strumenti per fare qualche esperimento di cosmologia. Si tratta principalmente di stumenti per osservare onde radio di bassa frequenza (qualche decina di megahertz); questo tipo di segnale è del tipo atteso da quell’epoca della storia dell’universo chiamata dark ages. Da una parte questa è una genialata perché provare a misurare queste onde radio a bassa frequenza dallo spazio permette di non risentire le interferenze da Terra (soprattutto quando Queqiao si trova coperta proprio dalla Luna) ed evita lo schermo dell’atmosfera. D’altra parte, non gasiamoci troppo: Queqiao è ottimizzato soprattutto per fare da ponte per le comunicazioni tra Chang’e-4 e la Terra; questo non vuol dire che non si possa fare scienza, insomma vedremo.

Inoltre, gli scienziati proveranno anche a creare un piccolo insieme di antenne radio spaziali, mettendo insieme quella su Queqiao e quella su Chang’e-4. Questo è importante perché più antenne radio permettono di aumentare la risoluzione del segnale osservato. Anche in questo caso, vedremo come va.

La missione Chang’e-4 ci dirà molte cose su quella parte di Luna che abbiamo poco esplorato finora ma, come diceva il mitico Corrado, non finisce qui: prossimamente arriverà sulla Luna anche la missione Chang’e-5 che avrà come obiettivo quello di prelevare campioni di superficie lunare e riportarli sulla Terra. Molto bene.

Finisco così, con la foto del lato lontano della Luna ottenuta durante la missione Apollo 16. Più crateri e meno mari, segno di una differente attività vulcanica. Sulla faccia che vediamo da Terra ci sono più depositi di lava lunare che hanno coperto molti crateri.
(Crediti: NASA Apollo 16)

OK, in realtà il post finisce qui: tuttavia da ex-cosmologo non potevo fare a meno di scrivere due cose sulle dark ages per chi volesse approfondire.

Piccola appendice sulle dark ages (saltate pure se volete)

Le dark ages corrispondono a un periodo che va dalla formazione della radiazione cosmica di fondo a microonde fino alla formazione delle prime stelle e galassie. In pratica, si tratta di quel periodo in cui l’universo non emetteva praticamente luce (a parte per la radiazione di fondo ovviamente), da cui il nome dark ages.

In questa fase, dovrebbe essere accaduto ciò che segue: la materia oscura presente nell’universo ha iniziato pian piano ad aggregarsi e formare oggetti sempre più densi; il gas (idrogeno) ha iniziato così a cadere in queste grosse palle (aloni, dicono gli astrofisici) di materia oscura; questo collasso del gas ha generato poi la formazione delle prime stelle e quindi le galassie così come le vediamo oggi. Tutto molto bello, sì, ma anche tutto molto teorico. Sarebbe bello avere le prove sperimentali di ciò.

Per questo motivo è interessante studiare le dark ages: per capire come si sono formate le galassie.

OK, ma se si chiamano dark ages, come facciamo a osservare onde radio che provengono da quell’epoca? Possiamo farlo, perché nell’universo nulla è davvero, ma davvero dark (o almeno così dicono). Infatti durante le dark ages l’universo era pieno zeppo di atomi di idrogeno e particelle varie. Le collisioni tra queste particelle e gli atomi di idrogeno possono cambiare lo stato energetico dell'(unico) elettrone dell’atomo di idrogeno; passato poi un certo tempo tecnico, l’elettrone torna allo stato energetico iniziale emettendo luce, nello specifico principalmente luce con lunghezza d’onda pari a 21 centimetri (cioè 1420 megahertz).

Ma dall’epoca delle dark ages a oggi l’universo si è espanso e l’espansione ha cambiato la lunghezza d’onda di questa luce fino a farla diventare 210 metri, ovvero onde radio di bassa frequenza. Fine della piccola deviazione.