Il lato nascosto della Luna potrebbe offrire una visione molto profonda dell'universo

Con il lancio della missione Artemis 1 della NASA sulla Luna questo mese, Space.com sta dando un'occhiata a ciò che sappiamo della Luna e al motivo per cui ci preoccupiamo. Unisciti a noi per il nostro rapporto speciale sulla Settimana della Luna nel conto alla rovescia per Artemis 1.

Il potenziale scientifico delle future missioni lunari si estende ben oltre la Luna.

Un nuovo radiotelescopio sul lato nascosto della Luna potrebbe trarre vantaggio dalla nuova era Artemis della NASA per l’esplorazione lunare, affermano gli scienziati che sperano un giorno di utilizzare un telescopio del genere per sondare potenzialmente l’universo più in profondità rispetto al appena operativo James Webb Space Telescope Potere.

"L'argomentazione a favore del posizionamento di un radiotelescopio sul lato nascosto della Luna è quella di osservare le frequenze radio più basse che altrimenti sarebbero pesantemente inquinate dalle trasmissioni radio umane sulla Terra", ha detto a Space.com Steven Kahn, fisico della Stanford University in California. .

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Kahn ha guidato uno dei panel della recente indagine decennale di astronomia e astrofisica (Pathways to Discovery in Astronomy and Astrophysicals per gli anni 2020), concentrandosi sulle osservazioni elettromagnetiche dallo spazio. Una proposta per un telescopio lunare denominato FARSIDE, guidata da Jack Burns dell'Università del Colorado, Boulder, è stata presentata come una potenziale missione di "classe sonda" dal costo compreso tra 1 e 2 miliardi di dollari. Burns ha lavorato a un progetto per un radiotelescopio sulla Luna sin dagli anni '80, ma alla fine FARSIDE non è stato selezionato per essere raccomandato dall'indagine decennale.

Tuttavia, un concetto completamente nuovo è ora in fase di valutazione chiamato Lunar Crater Radio Telescope, guidato da Saptarshi Bandyopadhyay del Jet Propulsion Laboratory della NASA in California.

"Vogliamo costruire un radiotelescopio di 350 metri di diametro in un cratere largo 1,3 chilometri sul lato nascosto della luna", ha detto a Space.com Bandyopadhyay, che è un esperto di robotica. (Sarebbe un piatto largo 1.150 piedi in un cratere di 0,8 miglia.)

Il piano originale prevedeva un telescopio ancora più grande, di 1 km, ma le dimensioni di quello strumento si rivelarono irrealizzabili a causa della massa totale che avrebbe dovuto essere lanciata dalla Terra. Fortunatamente, "osservando la scienza, ci siamo resi conto che un diametro di 350 metri sarebbe stato sufficiente per darci la scienza che vogliamo ottenere", ha detto Bandyopadhyay.

Quella scienza implica vedere indietro nel tempo fino a un’era lontana conosciuta come l’Epoca della Reionizzazione. Poco dopo il Big Bang non c’erano né stelle né galassie, solo una vasta nebbia di idrogeno neutro. Questo periodo è stato soprannominato il "Secolo oscuro cosmico". Alla fine l’idrogeno cominciò a coalizzarsi per formare stelle e galassie, illuminando l’universo e ionizzando l’idrogeno neutro. È questa era precoce che il Lunar Crater Radio Telescope spera di vedere.

Normalmente, l’idrogeno neutro emette onde radio a una lunghezza d’onda di 8,3 pollici (21 centimetri), ma l’espansione cosmica avrà allungato la lunghezza d’onda delle onde radio emesse dall’idrogeno nei secoli bui fino a lunghezze d’onda estremamente lunghe di decine di metri.

Rilevare questa luce a lunga lunghezza d’onda sulla Terra è difficile, in parte perché la ionosfera (la parte superiore della nostra atmosfera) può riflettere la luce di queste lunghezze d’onda nello spazio, e in parte perché le interferenze radio terrestri possono oscurarla. La cosa da fare sarebbe costruire un radiotelescopio gigante sul lato nascosto della Luna, dove non c’è la ionosfera, e dove la Luna stessa può proteggere il telescopio dalle interferenze provenienti dalla Terra.

"La recente indagine decennale di astrofisica ha parlato della necessità di capire come apparivano i secoli bui e che per fare questo tipo di lavoro è necessaria una misurazione globale a singolo ricevitore", ha detto Bandyopadhyay. "Questo è esattamente ciò che stiamo proponendo."

Il piano di Bandyopadhyay è quello di inviare una navicella spaziale verso un cratere adatto sul lato nascosto della Luna. La navicella spaziale atterrerebbe all'interno del cratere e poi lancerebbe più cavi con ancore nel bordo del cratere, dove le ancore penetrerebbero saldamente nella regolite lunare. I cavi verrebbero quindi tesi, creando una struttura per sostenere la parabola radio in rete metallica, che verrebbe piegata come un origami nel lander e aperta mentre i cavi si tendono. Un'antenna di alimentazione verrebbe dispiegata sopra la parabola e un veicolo spaziale in alto fornirebbe prima un segnale di segnalazione per aiutare a calibrare il telescopio e poi fungerebbe da relè per dati e comandi, poiché la Terra non può essere vista dal lato nascosto della Luna, nascosta com'è. dietro il corpo della luna.