Gli americani sono notoriamente appassionati delle loro armi. Quindi non dovrebbe sorprendere che un team di scienziati della NASA abbia ideato un metodo per “sparare” un tipo modificato di sensore nel suolo di un corpo extraterrestre e determinare di cosa è composto. Questo è esattamente ciò che hanno fatto Sang Choi e Robert Moses del Langley Research Center della NASA, anche se i loro proiettili sono spettrometri miniaturizzati anziché bossoli di metallo cavo.

Innanzitutto, diamo un’occhiata agli spettrometri miniaturizzati. Gli spettrometri sono stati un pilastro dell’esplorazione spaziale per decenni. Analizzano tutto, dalla superficie di Encelado alle stelle. Tuttavia, quasi tutti usano un tipo di spettroscopia noto come diffrazione di Fraunhofer. I dottori Choi e Moses hanno deciso di utilizzare un diverso fenomeno fisico nella loro invenzione, noto come diffrazione di Fresnel.
Nella diffrazione di Fresnel, un grafico spettrale diventa molto chiaro a distanze molto più piccole rispetto a quelle create dalla diffrazione di Fraunhofer. Poiché la distanza necessaria tra una “reticolo” e il sensore richiesta da uno spettrometro che utilizza la diffrazione di Fraunhofer è uno dei vincoli di design del sistema, la maggior parte degli spettrometri in uso oggi sono proibitivamente grandi.

Fraser discute l’importanza del polo sud lunare, che comprende molti crateri permanentemente in ombra.
La diffrazione di Fresnel, tuttavia, consente la creazione di spettrometri molto più piccoli. Nel caso dell’invenzione dei dottori Choi e Moses, tutta la potenza necessaria, i segnali e l’elettronica di analisi possono adattarsi in un piccolo tubo cilindrico solo leggermente più grande di un proiettile tradizionale.
È probabile che l’idea di sparare questi sensori nel terreno derivi da qui. Se i “micro-spettrometri” fossero circondati da regolite, sia sulla Luna, su un asteroide o su Marte, consentirebbero un’analisi rapida della composizione del suolo in cui sono stati inseriti. Poiché questi sensori sono facilmente utilizzabili, se più di essi venissero distribuiti all’interno di un cratere lunare, un singolo astronauta (o rover) potrebbe caratterizzare la composizione del suolo di un’intera area senza dover scavare a mano uno spazio per ogni zona di campionamento.
È qui che entra in gioco la “pistola”: un rover, o anche un astronauta, potrebbe essere dotato di un tubo che “spara” il micro-spettrometro cilindrico nel terreno, inserendolo dove può fornire i migliori dati scientifici. Un singolo rover o astronauta potrebbe quindi distribuire un numero sufficiente di questi per raccogliere dati su un’intera area, come le regioni permanentemente in ombra di un cratere lunare.

Immagine di un prototipo di micro-spettrometro
Credito – Choi e Moses
Un tale sistema potrebbe anche essere utilizzato sugli asteroidi da un orbiter o anche su Marte. Potrebbe utilizzare telemetria verso un punto di connessione centrale, potenzialmente anche portato dall’astronauta o dal rover. Purtroppo, almeno nell’iterazione attuale, non potrebbe essere riutilizzato, anche se ciò potrebbe cambiare in nuovi progetti.
Questa invenzione, brevettata dalla NASA, potrebbe essere utilizzata anche sulla Terra se un’azienda mineraria o petrolifera volesse campionare rapidamente la composizione geologica di un’area. Ma è anche utile nello spazio, così tanto che potremmo un giorno trovare astronauti a sparare quello che sembrano proiettili ma che in realtà sono sensori miniaturizzati direttamente nel terreno.
Scopri di più:
Sang H Choi – Esplorazione della Luna, di Marte e degli Asteroidi per Risorse Spaziali
Choi & Moses – Micro-Spectrometro per la Mappatura delle Risorse in Ambienti Estremi
UT – Le Parti Più Oscure della Luna sono Rivelate con la Nuova Telecamera della NASA
UT – Spettroscopia di Assorbimento
Immagine principale:
Rappresentazione dei “proiettili” lanciati in un cratere lunare.
Credito – NASA