martedì 11 febbraio 2020

Apollo 17: studiato un singolo granello di polvere lunare

Nel 1972, gli astronauti della missione Apollo 17 portarono a casa 111 kg. di rocce e polvere lunare. Un materiale preziosissimo e raro, vista la difficoltà e l'enorme costo per riportare i campioni sulla Terra.

Oggi i ricercatori dell'Università di Chicago, grazie ad una nuova tecnica, ne usano solo una piccola parte per rispondere alle grandi domande che restano circa la composizione della Luna e sulla formazione di risorse preziose come l'acqua e l'elio. Da un singolo granello di polvere, gli scienziati hanno analizzato la chimica del suolo lunare.

La comprensione dell'ambiente lunare da parte del team, pubblicata su Meteoritics & Planetary Science, sosterrà gli sforzi dei futuri astronauti mentre si preparano per le nuove e più lunghe esplorazioni della Luna.

Jennika Greer, prima autrice del documento e dottoranda al Field Museum e all'Università di Chicago:"Stiamo analizzando rocce dallo spazio, atomo per atomo. È la prima volta che un campione di rocce lunari viene studiato in questo modo. Stiamo usando una tecnica di cui molti geologi non hanno nemmeno sentito parlare".

Questa tecnica, nota come tomografia a sonda atomica (APT), è una delle più comunemente usate nella produzione e nell'analisi dell'acciaio e dei nanofili.
Il sistema APT combina uno spettrometro di massa e un microscopio. Impulsi elettrici rimuovono gli ioni dalla superficie del campione, permettendo agli atomi di essere poi ripresi e identificati.

Per studiare la minuscola grana, la Greer ha utilizzato un fascio focalizzato di atomi carichi per fare un'incisione larga solo poche centinaia di atomi.
Mentre la Greer scagliava gli atomi dal campione uno ad uno, le particelle colpivano una piastra del rivelatore - a velocità diverse a seconda del peso dell'elemento. Elementi più leggeri come l'idrogeno hanno raggiunto il rivelatore per primi; elementi più pesanti come il ferro hanno raggiunto il rivelatore in seguito.  Misurando i tempi tra lo sparo del laser e l'atomo che colpisce il rivelatore, lo strumento ha determinato il tipo di atomo e la sua carica. Utilizzando un punto codificato a colori per ogni atomo e molecola sono stati ricostruiti i dati in tre dimensioni e realizzata una mappa 3D della polvere lunare in scala nanometrica.



L'astronauta di Apollo 17 Harrison Schmitt raccoglie il terreno lunare nel 1972. Una nuova tecnica permette oggi agli scienziati di analizzare tali campioni utilizzando un singolo granello di polvere. (Credito immagine: NASA)

Nel minuscolo granello, la Greer ha identificato ferro puro, acqua ed elio, che si sono formati attraverso le interazioni del suolo lunare con l'ambiente spaziale. Tali risorse potrebbero aiutare i futuri astronauti a sostenere le loro attività sulla Luna. Sono stati scoperte anche le prove di agenti atmosferici spaziali, un cambiamento nei materiali lunari dovuto al duro ambiente privo di atmosfera.

Greer:"Questo piccolo grano conserva milioni di anni di storia e la sua comprensione va molto oltre a ciò che gli astronauti sono in grado di dirci mentre camminano sulla Luna". Prosegue la Greer: "Il nostro gruppo ha iniziato a lavorare con APT nello studio dei nanodiamanti presolari. Questi nanodiamanti, si trovano nei meteoriti, sono solo pochi nanometri e ci sono pochissimi strumenti in grado di analizzare qualcosa di così piccolo. Dopo aver utilizzato la sonda atomica, è molto facile lasciarsi ispirare da come è possibile utilizzarla per lavorare su altri progetti, come questi granelli spaziali".

Un singolo granello di terreno lunare ingrandito con un microscopio elettronico a scansione. (Credito immagine: Greer)
















Greer:"In un singolo granello, possiamo vedere l'intera gamma di prodotti per la protezione dagli agenti atmosferici. C'è un bordo che è costituito in parte da altre rocce lunari che sono state vaporizzate e ridepositate su questo grano; ci sono particelle di ferro puro che cambiano l'aspetto della superficie alle tecniche di telerilevamento; e c'è il vento solare impiantato nella superficie più esterna. Possiamo ottenere una visione olistica di un processo che interessa tutti i corpi senza aria del sistema solare da un piccolo volume".

Nei campioni è stata scoperta molta acqua sotto forma di singole molecole all'interno della roccia. Questa, e altre specie di idrogeno, potrebbero essere una risorsa preziosa per una futura base lunare.
Gli astronauti hanno raccolto in modo specifico questi terreni, e attraverso di essi possiamo imparare a conoscere gli agenti atmosferici spaziali, un processo che interessa tutti i corpi senza aria, compresi gli asteroidi, e altera la superficie in modo che gli spettri che vediamo con i telescopi siano diversi da quelli del laboratorio. Attraverso studi di laboratorio su campioni di meteorologia spaziale, siamo in grado di interpretare meglio i dati provenienti dai telescopi e da altre tecniche di telerilevamento.


Una visione microscopica di un granello di polvere di luna affilato come una lama.  (Credito immagine: Greer)

Conclude Jennika Greer:"L'APT è una grande tecnica per i preziosi campioni, dato che viene consumato poco materiale durante l'analisi. Ci sono diverse missioni che potrebbero riportare campioni sulla Terra.(Chang'e-4 sulla Luna, Hayabusa 2, e Osiris-REX sugli asteroidi) questa sarebbe una grande tecnica da applicare a questi campioni una volta arrivati". Credit: Billy Hurley

giovedì 6 febbraio 2020

Luca Parmitano è rientrato sulla Terra

Luca Parmitano è rientrato dalla sua seconda missione sulla Stazione Spaziale Internazionale. 200 giorni in orbita, che si aggiungono ai 166 della precedente missione del 2013 (Volare) quattro EVA (attività extraveicolari) che si aggiungono alle due effettuate nel 2013.

Luca Parmitano (ESA)

Diversi i record ottenuti dall'astronauta italiano fra i quali ricordiamo:

  • Primo Comandante Italiano della Stazione Spaziale Internazionale
  • Record europeo di permanenza extraveicolare (EVA) cumulativa 33 ore 9 minuti
  • Numero di EVA (6) Unico italiano ad averle effettuate.
  • Durata per singola missione per un italiano
  • 366 giorni, 23 ore e 30 minuti Record di tempo passato nello spazio per un italiano

Di seguito l'elenco (in giorni, dal lancio all'atterraggio) dei voli spaziali più lunghi, quelli che hanno raggiunto o superato i 200 giorni di durata. Sono inclusi i membri dell'equipaggio di Salyut, Mir e della Stazione Spaziale Internazionale:


437 giorni - Valeri Polyakov sulla Mir
379 giorni - Sergei Avdeyev su Mir
365 giorni - Vladimir Titov, Musa Manarov su Mir 
340 giorni - Mikhail Korniyenko, Scott Kelly su ISS
328 giorni - Christina Koch su ISS 
326 giorni - Yuri Romanenko su Mir
311 giorni - Sergei Krikalev su Mir
289 giorni - Peggy Whitson su ISS
240 giorni - Valeri Polyakov su Mir
236 giorni - Leonid Kizim, Vladimir Solovyov, Oleg Atkov su Salyut 7
215 giorni - Mikhail Tyurin, Michael Lopez-Alegria su ISS
211 giorni - Anatoli Berezovoy, Valentin Lebedev su Salyut 7
207 giorni - Talgat Musabayev, Nikolai Budarin su Mir
203 giorni - Oleg Kononenko, David Saint-Jacques, Anne McClain su ISS
202 giorni - Aleksei Ovchinin, Nicklaus Hague su ISS
201 giorni - Luca Parmitano e Alexander Skvortsov,su ISS 


During his Beyond mission, Luca became the third European and first Italian in command of the International Space Station, performed four complex spacewalks to maintain the cosmic-ray-detecting Alpha Magnetic Spectrometer AMS-02, gained the European record for most cumulative hours spent spacewalking at 33 hours and 9 minutes, remotely operated a rover in the Netherlands as part of the Analog-1 experiment, delivered an important climate change message to leaders at the UN climate change conference in Madrid, and supported over 50 European experiments as well as 200 international experiments in space.



ESA astronaut Luca Parmitano emerges from the Soyuz MS-13 spacecraft after landing in the steppes of Kazakhstan at 09:12 GMT (10:12 CET), 6 February 2020.  Luca returned to Earth, after six months on the International Space Station mission, alongside US astronaut Christina Koch and Russian cosmonaut Alexander Skvortsov. This was Luca’s second mission to the Space Station and is known as mission ‘Beyond’. During his Beyond mission, Luca served as the third European and first ever Italian in command of the Station. He also performed four complex spacewalks to repair the particle physics instrument AMS-02, remotely operated a rock-collecting rover in the Netherlands, set the European record for most cumulative spacewalking hours and shared countless images of our planet from space. He will now return to ESA’s Astronaut Centre in Cologne, Germany, where he will continue to work with researchers and undergo an extensive programme of rehabilitation as he readapts to Earth’s gravity. Credit ESA






Timeline del tour:

00:00:06 Soyuz MS-15 
00:04:53 Modulo di servizio Zvezda 
00:08:01 Pirs
00:09:27 Mini Modulo di ricerca 2 (MRM-2)
00:10:30 Soyuz MS-13 
00:11:44 MRM-2 
00:12:27 Progressi 
00:13:19 Blocco funzionale del carico (FGB) 
00:07:12 Mini Research Module-1 (MRM-1) 
00:19:36 Adattatore di accoppiamento pressurizzato 
00:20:42 Node-1 Unità
00:22:46 Northrup Grumman Cygnus-12 
00:27:32 Quest Airlock 
00:29:27 Node-3 Tranquillità
00:30:58 T2 Tapis Roulant
00:31:17 Servizi igienici
00:33:38 Cupola di notte
00:34:11 Modulo Polivalente Permanente Leonardo (PMM) 
00:36:42 Laboratorio USA Destino
00:37:45 Stazione robotica per Canadarm2
00:38:40 Bicicletta per ginnastica
00:42:21 Node-2 Harmony
00:44:40 SpaceX Dragon 
00:46:35 Laboratorio europeo Columbus
00:49:53 Laboratorio giapponese Kibo
00:56:17 La Stazione Spaziale vola
01:00:43 Cupola diurna
01:04:27 Arrivederci dalla Cupola