Nell’anno del cinquantesimo anniversario dello sbarco dell’uomo sulla Luna, l’umanità ha raggiunto un altro importante traguardo: la missione robotica cinese Chang’e-4 è allunata all’interno del cratere Von Kármán, lungo 186 km, alle 3:26 ora italiana del 3 gennaio 2019. Questo evento costituisce il primo atterraggio morbido sul misterioso lato lunare.

Faccia nascosta della Luna. Credits: Wikipedia

L’epico touchdown si aggiunge alla lista dei grandi traguardi del volo spaziale della NASA. Il 31 dicembre, la sonda spaziale OSIRIS-REx è entrata in orbita attorno all’asteroide Bennu vicino alla Terra, e la sonda New Horizons ha sorvolato l’oggetto distante Ultima Thule poco dopo la mezzanotte del 1 gennaio.

“Congratulazioni al team cinese Chang’e 4 per quello che sembra essere un atterraggio di successo sul lato più lontano della Luna: questa è la prima volta per l’umanità e un risultato impressionante!”

L’amministratore della NASA Jim Bridenstine ha detto via Twitter mercoledì sera, dopo che la parola della pietra miliare ha iniziato a circolare sui social media.

Shang’e: la missione

Rappresentazioe artistica del rover Yutu 2. Credits: Jim Bridenstine on Twitter

Il chiamato impropriamente “lato oscuro della Luna”  (il lato nascosto riceve la stessa quantità di luce del lato visibile dalla Terra), è stato già osservato nelle missioni Appollo con equipaggio della NASA. Prima d’ora, non era mai stato possibile inviare rover sulla superficie in quanto la massa rocciosa della Luna bloccherebbe la comunicazione diretta con la Terra.

Per far fronte a questo problema, la Cina ha lanciato un satellite relay chiamato Queqiao, nel maggio del 2018. Queqiao è stato posto nel punto 2 di Lagrange Terra-Luna, un punto gravitazionalmente stabile oltre la Luna dal quale il satellite può mantenere, sia Chang’e-4 che il nostro pianeta, in vista.

Un altro ostacolo è la durata della la notte lunare (14 giorni terrestri) nella quale le temperature scendono fino a meno 173 gradi Celsius. Ma anche il giorno lunare, che dura anche 14 giorni terrestri, nel quale le temperature salgono fino a 127 gradi Celsius, costituisce una sfida. Gli strumenti del rover devono resistere a queste fluttuazioni e bisogna generare abbastanza energia per mantenerlo attivo durante la lunga notte.

La sonda cinese è allunata lo scorso 3 gennaio e ha come obiettivi studiare il suolo lunare e realizzare degli esperimenti biologici.
Il rover cinese Yutu 2 lascia le prime impronte sulla faccia nascosta della Luna il 3 gennaio 2019, dopo essere uscito dal lander di Chang’e-4. Credits: CNSA

Chang’e 4, lanciato il 7 dicembre e inserito nell’orbita lunare 4,5 giorni dopo, vanta otto strumenti scientifici: quattro su un lander fisso e quattro su un rover mobile (denominato Yutu 2).

Il lander include la Landing Camera, la Terrain Camera, lo Spettrometro a Bassa Frequenza, e i Lunar Lander, Neutrons e Dosimetry, forniti dalla Germania. Il rover ha la Fotocamera Panoramica, il Radar a Penetrazione Lunare, lo Spettrometro di imagini visibile e vicino all’infrarosso, e l’Advanced Small Analyzer for Neutrals (un rilevatore di atomi energetici neutrali), costruito in Svezia.

Sondaggio del terreno, caratterizzazione della superficie e esperimenti biologici

Chang’e 4 eseguirà una varietà di lavori scientifici nei prossimi mesi, potenzialmente aiutando gli scienziati a comprendere meglio la struttura, la formazione e l’evoluzione del satellite naturale della Terra.

Chang’e 4 sarà quindi in grado di caratterizzare l’ambiente circostante in modo molto dettagliato, sondando la composizione della superficie e la struttura a strati del terreno sotto il lander. Tali osservazioni potrebbero aiutare i ricercatori a capire meglio perché i lati visibile e nascosto della Luna sono così diversi. Ad esempio, le pianure vulcaniche scure chiamate “maria”, coprono gran parte del lato visibile ma sono quasi assenti sul lato opposto.

La missione dovrebbe riportare a casa anche alcune immagini del cratere Von Kármán che si trova all’interno del bacino del Polo Sud-Aitken (SPA), una delle maggiori aree di impatto del Sistema Solare. Il bacino della SPA misura ben 2.500 km da un bordo all’altro ed è profondo circa 12 km.

Inoltre, Chang’e-4 integra un esperimento biologico, che traccerà il modo in cui i bachi da seta, le patate e le piante di Arabidopsis crescono e si sviluppano sulla superficie lunare. La missione farà anche osservazioni sulla radioastronomia, sfruttando l’eccezionale pace e tranquillità del lato nascosto. Queqiao sta già raccogliendo dati astronomici, usando uno strumento a sé stante chiamato Explorer Low-Frequency realizzato in collaborazione coni Paesi Bassi.

Pechino ha in programma di inviare un altro lander lunare, Chang’e-5, l’anno prossimo per raccogliere campioni e riportarli sulla Terra.

Perché dalla Terra si vede solo una faccia della Luna?

Rappresentazione della rotazione sincrona di un pianeta e il suo satellite naturale. Credits: Wikipedia

Il motivo è semplice: la Luna ha lo stesso tempo di rotazione intorno al proprio asse e di rivoluzione intorno alla Terra. La Luna impiega 27 giorni, 7 ore e 43 minuti per girare su se stessa, che coincide con il tempo che trascorre per fare un giro intorno al nostro pianeta. Quindi, se la Luna compie un quarto di giro intorno alla Terra ha anche fatto un quarto di giro intorno a sé stessa e perciò ci mostra sempre la stessa faccia. Questo è conosciuto come il fenomeno della rotazione sincrona. (In realtà vediamo il 59% della superficie lunare, dovuto a piccole oscillazioni)