Impatti lunari: saranno un pericolo per le prossime spedizioni umane?

Alcuni ricercatori della NASA dell’MSFC, in previsione delle prossime missioni umane verso la Luna, hanno deciso di utilizzare i dati raccolti fino al 1977 dai sismografi lasciati dalle missioni Apollo, al fine di stimare con precisione maggiore la frequenza degli impatti di meteoriti sulla superficie selenica.

[http://science.nasa.gov/headlines/y2006/28apr_skyisfalling.htm](http://science.nasa.gov/headlines/y2006/28apr_skyisfalling.htm) The Sky is Falling NASA Science News April 28, 2006

NASA researchers are mining old Apollo seismic data for clues to lunar
meteoroid impacts

April 28, 2006: Up on the Moon, the sky is falling.

“Every day, more than a metric ton of meteoroids hits the Moon,” says
Bill Cooke of the Marshall Space Flight Center’s Meteoroid Environment
Office. They literally fall out of the sky, in all shapes and sizes,
from specks of comet dust to full-blown asteroids, traveling up to a
hundred thousand mph. And when they hit, they do not disintegrate
harmlessly in the atmosphere as most would on Earth. On the airless
Moon, meteoroids hit the ground.

Apollo astronauts were never bothered by these projectiles. The Moon
has a surface area roughly equal to the continent of Africa. “If you spread
the impacts over so much terrain, the probability of being hit is very
low,” says Cooke. It helped that the astronauts didn’t stay long:
Adding all Apollo missions together, they were on the lunar surface less than two weeks. “The odds of being hit during such a short time were, again, very low.”

But what about next time? Following the Vision for Space Exploration,
NASA is sending astronauts back to the Moon to stay longer and build
bigger bases (read: bigger targets) than Apollo astronauts ever did.
The odds of something precious being hit will go up. Should NASA be
worried?

That’s what Cooke and MSFC colleague Anne Diekmann are trying to find
out.

The truth is, “we really don’t know how many meteoroids hit the Moon
every day,” he says. “Our best estimates come from the ‘Standard
Meteoroid Model,’ which NASA uses to evaluate hazards to the space
station and the space shuttle.” Problem: The Standard Model is based
mainly on Earth-data, e.g., satellite observations of meteoroids
hitting Earth’s upper atmosphere and human observations of meteors flitting across the night sky. “The Standard Model may not work well for the
Moon.”

For lunar purposes, “we need more data,” says Cooke. Fortunately, there
are more data. It comes from Apollo:

Clues to how often and how hard the Moon is hit lie in data from four
seismometers placed on the Moon by the Apollo 12, 14, 15, and 16
missions during 1969-72. They operated until NASA turned them off in
1977. For years, the seismometers recorded all manner of tremors and
jolts, including almost 3000 moonquakes, 1700 meteoroid strikes, and 9
spacecraft deliberately crashed into the Moon. All these data were
transmitted to Earth for analysis.

“Here’s what’s interesting,” says Cooke. “Of some 12,000 events
recorded by the seismometers, less than half have been explained by known phenomena. There are thousands of tremors caused by … no one knows what.”

He has a hunch: “Many of them may be meteoroid impacts.”

“Apollo scientists were very bright,” says Cooke, “but they didn’t have
the benefit of modern computers. We do.” Cooke and Diekmann are now
loading the old seismic data into machines at the MSFC where they can
perform digital calculations at speeds impossible 30 years ago, rapidly
trying new algorithms to find previously unrecognized impacts.

Critical to the analysis are nine man-made impacts. “NASA deliberately
crashed some spacecraft into the Moon while the seismometers were
operating,” he explains. “They were the empty ascent stages of four
lunar modules (Apollo 12, 14, 15 and 17) and the SIV-B stages of five
Saturn rockets (Apollo 13, 14, 15, 16 and 17).” Their seismic waveforms
tell researchers what an impact should look like.

Also, in 1972, a 1,100 kg (2,400 lb) asteroid hit the Moon just north
of Mare Nubium, the Sea of Clouds. It was a major impact recorded at all
four seismic stations. “When we look at the seismic waveform of that
asteroid,” says Cooke, “we see that it has the same characteristics as
the man-made impacts - good sign that we know what we’re doing.”

Cooke and Diekmann will hunt for impacts in the Apollo seismic records
using these known waveforms as a reference. In theory, they should be
able to pick out tremors from objects as small as 10 centimeters (4
inches), weighing as little as 1 kg (2.2 lb). “Four inches doesn’t
sound like much, but traveling at cosmic velocities, a four-inch meteoroid can blast a crater as wide as your desk.”

According to the Standard Model, such meteoroids hit the Moon approximately 400 times a year - more than once a day. (Picture a map
of Africa stuck with 400 pushpins.) The Apollo seismic dataset can test
that prediction and many others.

The analysis is just beginning. “We hope to find many impacts,” he
says. Regardless of the final numbers, however, their work will have value.
“We’re developing new algorithms to find meteoroid impacts in seismic
data.” Eventually, Cooke believes, next-generation seismometers will be
placed on the Moon and Mars to monitor quakes and impacts, and when the data start pouring in, “we’ll be ready.”

Motivo ulteriore per pensare di ricoprire la base lunare di uno strato di alcuni metri di regolite per proteggere gli occupanti dai possibili impatti. Un problema ci sarà quando un LSAM sarà utilizzato come base lunare per lunghi periodi. In questo caso non ci sarà abbastanza protezione per gli astronauti nè dai meteoriti nè dalle possibli eruzioni solari.
Problemi su cui riflettere…

Si potrebbero sfruttare i tunnel di lava lunari … :roll_eyes:

Penso che da questo punto di vista il massimo sarebbe un osservazione ed un analisi dei siti apollo.

In previsione dei futuri programmi di esplorazione lunare si stanno monitorando gli impatti meteorici sul suolo lunare.
Le osservazioni della parte notturna della luna servono per stabilire statisticamente, quante meteoriti (superiore a 500 grammi), colpiscono la superficie lunare.
I modelli attuali indicano che la luna è colpita, probabilmente, da 260 meteoroidi l’anno con una massa maggiore di 1 kg.
http://www.nasa.gov/centers/marshall/news/lunar/

Il 13 marzo l’astrofilo americano George Varros con il suo SC Celestron da 20 cm a cui ha applicato una telecamera da video sorveglianza ha registrato un impatto di un meteoroide nei pressi del cratere Darwin. Le analisi hanno mostrato che l’energia sviluppata dall’impatto è stata equivalente a circa 100 kg di TNT. Le osservazioni sono state confermate anche da tre telescopi della NASA preposti allo scopo.
Il video: http://www.spaceweather.com/swpod2008/18mar08/varros1.gif?PHPSESSID=bktoehqnrp35ldh17a1o4e2927

C’è da pensarci per evitare grossi guai !

Paolo

Altra pagina NASA riguardo alla registrazione degli impatti lunari:
http://science.nasa.gov/headlines/y2008/21may_100explosions.htm?list39361

Nella immagine con i numeri progressivi degli impatti, si nota una asimmetria di quest’ultimi.
Avanzo una mia idea.
Sembrerebbe una asimmetria dovuta al moto lunare.
Molti impatti sul lato verso il moto, scarsi o nulli quelli tangenti, impatti in numero un poco più maggiore sul lato opposto al moto, forse a causa del moto combinato Terra-Luna. :thinking:

Una componente significativa dell’asimmetria è probabilmente dovuta a un effetto di selezione nelle osservazioni.

Paolo Amoroso

Grazie per la segnalazione! Effettivamente ci avevo pensato, ma avevo sperato che le osservazioni non fossero così…ristrette temporalmente.

Qualsiasi oggetto che impatta a 3 km/s ha un’emergia cinetica pari al suo peso in TNT. Il problema degli impatti iperveloci di corpi piccoli potrebbe essere risolto elegantemente con un uno scudo di Whipple

http://en.wikipedia.org/wiki/Whipple_shield

ovvero uno scudo a più strati in metallo e ceramica, distanziati in modo tale che l’esplosione si sfogni nella cavità vuota, arrivando sullo strato successivo indebolita in proporzione al quadrato della distanza (tanto è più alto il rapporto energia cinetica/momento tanto più l’esposione tende ad essere sferica). Meteoriti più grandi dovrebbero invece essere localizzati mediante radar in tempo utile calcolare il punto d’impatto e spostare la base.
Con una base fissa, invece, non dovrebbero esserci problemi perché dovrebbe essere comunque interrata sotto un paio di metri di regolite, per schermare gli astronauti da raggi cosmici e flare solari. Si potrebbero utilizzare dei sacchi vuoti, che verrebbero riempiti di regolite sul suolo Lunare, per poi essere posti sul tetto e sulle pareti della piccola base, formando una muraglia protettiva… Il buon vecchio sistema dei sacchi di sabbia è stato ampiamente collaudato in due guerre mondiali.

Un saluto
Quaoar
Un

Ma se la base lunare sarà formata da LSAM… se questi saranno ALTI come i design visti fino ad ora la vedo MOLTO difficile ricoprirli con la regolite… :thinking:

Non mi pare sia già stato deciso se la stazione sarà formata da LSAM “interi” o se lo sarà da moduli trasportati dagli LSAM cargo e adagiati sul terreno…

Infatti ho detto “SE” sarà formata da LSAM… :sunglasses:

Puoi darmi qualche link con immagini degli SLAM tanto per farmi un’idea?

Qui qualche concept in fase di valutazione (il documento non è recentissimo):
http://images.spaceref.com/news/2007/Connolly.AIAA.02.20.07.pdf

L’idea del radar non sarebbe male, ma bisogna averne uno abbastanza potente e sensibile, e soprattutto un piano di emergenza o di evacuamento mooolto rapido. Penso che infine opteranno per interrarla…sembra l’unico sistema…
Per quando è prevista la prima base permanente sulla luna? :thinking:

Penso che infine opteranno per interrarla...sembra l'unico sistema...

Anche secondo me e la soluzione migliore .

Interessantissimo questo pdf. Una curiosità: a pag 13, fra i compiti dello stadio di discesa si legge: “TCMs, LOI, Deorbit, Landing”. Gli ultimi tre sono chiari, ma i TCMs cosa sono?

“Trajectory Correction Maneuver” :wink: