Sulla Luna ci sarebbero ambienti sotterranei dove ospitare future missioni umane

Una parte del lavoro per la colonizzazione del nostro satellite potrebbe già essere stata fatta dalla natura. A giudicare da uno studio a guida italiana, sulla Luna potrebbero esserci pozzi, grotte e tunnel sotterranei adatti a creare un habitat in grado di ospitare basi per l’umanità
di Emiliano Ricci
www.lescienze.it

Nel celebre romanzo di fantascienza La Luna è una severa maestra, pubblicato per la prima volta nel 1966, Robert Heinlein racconta di una colonia penale sulla Luna che lotta per l’indipendenza dalla Terra. Le colonie sotterranee, scavate sotto la superficie lunare, offrono un ambiente protetto dagli estremi di temperatura e dalle radiazioni provenienti dallo spazio. Gli abitanti di queste colonie, una miscela di prigionieri e loro discendenti, sviluppano una società unica con le proprie norme e una cultura profondamente radicata nell’idea di libertà e autogestione. Heinlein esplora temi di rivoluzione, libertà individuale e responsabilità collettiva, mostrando come gli esseri umani possano adattarsi e prosperare in ambienti ostili grazie alla cooperazione e all’innovazione.

Il romanzo di Heinlein è ambientato nel 2075, ancora sufficientemente lontano nel tempo per poter diventare una previsione realistica: perché, anche se stiamo facendo fatica a tornare sulla Luna con equipaggi umani, una parte del lavoro per la colonizzazione del nostro satellite potrebbe già essere stata fatta dalla natura. Già, perché, a giudicare da un recente studio a guida italiana pubblicato su “Nature Astronomy”, sulla Luna potrebbero esserci pozzi, grotte e tunnel sotterranei adatti proprio a creare un habitat in grado di ospitare future missioni umane.

“Nel corso della missione Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) della NASA, nel 2010 il radar a bordo della sonda ha ripreso una serie di immagini della superficie del nostro satellite naturale: queste immagini mostrano delle aperture sulla superficie, ovvero dei pozzi, che per molti anni la comunità scientifica ha ipotizzato potessero essere state generate dal collasso del tetto di estesi tunnel naturali, probabilmente prodotti da tubi di lava svuotati”, spiegano a “Le Scienze” Leonardo Carrer, primo autore dell’articolo, e Lorenzo Bruzzone, coordinatore della ricerca, entrambi dell’Università di Trento.

“Dopo molti anni abbiamo rianalizzato queste immagini con una tecnica di elaborazione dei segnali radar che abbiamo recentemente sviluppato presso il nostro laboratorio. Utilizzando tale tecnica, abbiamo scoperto che alcune delle riflessioni radar provenienti da un pozzo situato nell’area del Mare della Tranquillità (da cui il nome Mare Tranquillitatis Pit, MTP) possono essere attribuite a un condotto sotterraneo.”

A distanza di circa 50 anni dalle prime ipotesi sulla presenza di grotte sul nostro unico satellite naturale, questa scoperta rappresenta la prima prova reale diretta dell’esistenza di un tunnel direttamente accessibile da un pozzo sotto la superficie della Luna. L’analisi dei dati condotta dagli autori ha anche permesso di costruire un modello che rappresenta la parte iniziale del tunnel. Tuttavia, davanti alle riflessioni radar osservate, è sempre necessario comprendere se queste siano realmente dovute ai condotti sotterranei o se siano generate da altre possibili cause di anomalie radar.

Come spiegano ancora Carrer e Bruzzone, il criterio principale è stato confrontare il dato radar sperimentale acquisito nella regione del Mare Tranquillitatis, che ipotizzavano contenesse la risposta del condotto sotterraneo, con simulazioni radar molto accurate. Così hanno confrontato simulazioni che modellizzavano le riflessioni radar provenienti dal pozzo in presenza e assenza del condotto, utilizzando una tecnica già sviluppata per identificare e misurare condotti terrestri da radar satellitari simili a quello impiegato nello studio lunare.

“Quando abbiamo analizzato per la prima volta l’immagine radar del Mare Tranquillitatis Pit, abbiamo notato subito una straordinaria somiglianza con le immagini radar di pozzi e condotti presenti sulla terra in zone vulcaniche. In particolare, un esempio terrestre di riferimento è quello del sistema di grotte di origine vulcanica presente a La Corona, a Lanzarote, nelle isole Canarie”, spiegano.

Proprio le simulazioni radar sono state fondamentali per confermare l’esistenza della galleria. Grazie a queste simulazioni, i ricercatori sono riusciti a generare in maniera molto fedele un’immagine radar rappresentativa dell’acquisizione del sensore dall’orbita, confermando non solo la presenza del condotto sotterraneo, ma definendone anche la conformazione geologica di massima.

Ci sono indicazioni scientifiche che suggeriscono la possibile esistenza di pozzi e grotte anche ai poli lunari. Queste strutture sono di altissimo interesse, in considerazione dell’alta probabilità di presenza di ghiaccio d’acqua ai poli lunari, e un’ipotetica grotta potrebbe trattenerne quantità rilevanti al suo interno. Tuttavia, la maggior parte delle evidenze per i pozzi è stata trovata nei mari lunari e, in generale, nelle regioni lunari dove si ritiene ci sia stata una significativa attività vulcanica in passato. Al momento attuale, il numero esatto di pozzi e grotte è altamente incerto in quanto per loro natura sono strutture sotto-superficiali e quindi non direttamente visibili dalla superficie, ma gli scienziati credono che potrebbero esserci centinaia di pozzi e potenzialmente migliaia di tubi di lava sparsi al di sotto della superficie della Luna.

Ma, prima di tutto, è fondamentale confermare la presenza del condotto sotterraneo scoperto da Carrer, Bruzzone e collaboratori.

“Rispetto al condotto che abbiamo identificato, sarebbe molto utile innanzitutto definire una missione con un ‘radar sounder’ a bassa frequenza, capace di penetrare sistematicamente la superficie lunare, progettato con caratteristiche ottimizzate per la rilevazione delle grotte e i tubi lavici anche lontano dai pozzi. Tale radar aiuterebbe a ricostruire la probabilmente vasta rete sotterranea di tunnel lunari. Ciò permetterebbe di completare la caratterizzazione del tunnel anche oltre la sua parte iniziale”, spiegano di due autori.

Certamente sarebbe anche molto interessante prevedere una missione robotica con un rover che potrebbe entrare nella cavità e fornirci una mappatura dettagliata dell’interno del condotto, continuano, utilizzando diversi tipi di sensori. Tutto questo potrebbe essere propedeutico all’esplorazione umana della grotta.

Proprio per quanto riguarda l’esplorazione in situ della cavità osservata, una potenziale sfida potrebbe essere rappresentata proprio dalla morfologia interna della grotta, che potrebbe avere una pavimentazione sconnessa o essere caratterizzata dalla presenza di detriti tale da rendere difficile il passaggio di un rover. Ma su questo punto sappiamo ancora molto poco e sarebbe molto interessante avere un’immagine interna scattata da una sonda robotica.

L’interno delle grotte potrebbe essere simile o molto diverso da quello terrestre. In realtà è difficile prevederlo, in quanto la gravità lunare è molto differente da quella terrestre ed è un fattore determinante per la morfologia e la dimensione di una grotta. “Potremmo dire che l’esplorazione di queste grotte potrebbe davvero sorprenderci, un po’ come le avventure di un romanzo di Jules Verne”, commentano gli autori.

Queste incognite rendono anche complicato ipotizzare l’eventuale utilizzo di questi condotti come avamposti o strutture integranti di basi lunari. In effetti, occorrerà prima considerare la sicurezza di eventuali astronauti che dovessero abitare sotto la superficie lunare. Come spiegano ancora Carrer e Bruzzone, il vantaggio delle grotte è che rendono disponibili le principali parti strutturali di una possibile base umana limitando le attività di costruzione.

Naturalmente, ci sono potenziali rischi da considerare e analizzare, che sono attualmente affrontati in diversi studi. Per citarne alcuni: servono analisi strutturali per valutare la stabilità della grotta; serve rinforzare le pareti e il soffitto dei condotti; è necessario creare habitat ridondanti in modo che, se una sezione della grotta dovesse essere compromessa, gli astronauti possano spostarsi in un’altra zona sicura; serve prevedere sistemi di monitoraggio capaci di rilevare qualsiasi segno di stress strutturale o attività sismica.

Attualmente si ritiene che creare un habitat lunare in una grotta abbia significativi vantaggi rispetto alla costruzione di una base sulla superficie. Uno di questi è rappresentato dalla protezione dai raggi cosmici e dalla radiazione solare, che sono dannosi per gli esseri umani e colpiscono costantemente la superficie lunare. Un altro vantaggio è la stabilità termica, poiché le temperature sulla superficie lunare variano enormemente, mentre l’interno delle grotte lunari mantiene una temperatura stabile. Si stima che la temperatura all’interno delle grotte lunari si aggiri intorno a -20 °C, in netto contrasto con quelle rilevate sulla superficie della Luna, dove possono oscillare da circa 127 °C durante il giorno a -173 °C durante la notte. Pertanto la regolazione termica di un’ipotetica base sotterranea è molto più semplice.

Altri vantaggi sono la protezione dai micrometeoriti, poiché le rocce delle grotte forniscono uno scudo naturale contro gli impatti, e la possibile disponibilità di risorse, poiché le grotte potrebbero essere più vicine a fonti di ghiaccio d’acqua e altri minerali.