Durante le missioni Apollo, oltre 50 anni fa, vennero installati sulla Luna dei retroriflettori. Si tratta – sono ancora fisicamente dove sono stati messi – di dispositivi ottici passivi che sono serviti fino a oggi per riflettere raggi laser inviati dalla Terra, permettendo così di misurare con precisione millimetrica la distanza del satellite naturale dal nostro pianeta.
In pratica, si tratta di speciali specchi che rimandano la luce laser esattamente nella stessa direzione da cui provengono, indipendentemente dall’angolo d’incidenza dei raggi ricevuti. Per funzionare non richiedono energia elettrica e neppure batterie, mentre per effettuare la misura si sfrutta la relazione tra velocità della luce, tempo e quindi spazio.
Così l’umanità ha scoperto che la Luna si allontana dalla Terra di circa 38 millimetri all’anno. Ora è la volta di Mpac (MoonLight Pointing Actuator), un sistema che consentirà agli scienziati di misurare la distanza dalla Terra arrivando a una precisione dell’ordine di millimetri.
Le caratteristiche della nuova tecnologia spaziale
Mpac volerà a bordo della missione IM-3 di Intuitive Machines verso la regione lunare di Reiner Gamma all’inizio del prossimo anno, con lo scopo di rivelare nuovi dettagli sull’interno della Luna. La tecnica usata da Mpac, sempre definita telemetria laser, combina due elementi: il Moonlight, un retroriflettore a cubo angolare di nuova generazione, e lo Mpac vero e proprio, ovvero un attuatore di precisione che orienta il riflettore verso la Terra «puntando» la stazione che emette il raggio.
Ma laddove i vecchi riflettori sono influenzati dalla «librazione» lunare, la leggera oscillazione apparente della Luna mentre orbita attorno alla Terra, degradando la misurazione, il Moonlight utilizza un unico grande retroriflettore, e ciò riduce notevolmente la diffusione (e degradazione) del segnale, producendo un raggio di ritorno più nitido e consentendo misurazioni della distanza molto più precise.
Tuttavia, il riflettore ha giocoforza un campo visivo ristretto e deve essere puntato con estrema precisione verso la Terra: questo è il ruolo di Mpac, che allinea il riflettore dopo l’atterraggio e gli consente di raggiungere il massimo delle sue prestazioni scientifiche, ovvero valori millimetrici.
I futuri progetti di Mpac legati alla Luna
L’apparato è stato sviluppato dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare italiano (Infin), in collaborazione con l’Università del Maryland e grazie al finanziamento dell’Agenzia Spaziale europea Esa. Sarà poi inviato sulla Luna attraverso il programma Commercial Lunar Payload Services della Nasa, nell’ambito della missione IM-3 di Intuitive Machines sulla superficie lunare. L’Agenzia Spaziale Italiana (Asi) sosterrà invece Mpac attraverso il suo Osservatorio di telemetria laser di Matera, insieme ad altre tre stazioni di terra situate a Grasse (Francia), Wettzell (Germania) e negli Stati Uniti.
Attualmente, l’Mpac ha completato le fasi di qualificazione e collaudo, e attende di essere integrato sul lander Nova-C di Intuitive Machines in vista del lancio, previsto per il 2027 con un razzo SpaceX Falcon 9 della serie Block 5. La missione IM-3 sarà una spedizione spaziale robotica il cui obiettivo principale sarà studiare i caratteristici «vortici lunari» e l’insolito campo magnetico a essi associato. Il lander usato sarà il Nova-C (Trinity), che oltre allo Mpac porterà anche il Lunar Vertex, strumento essenziale per effettuare l’indagine scientifica volta ad analizzare l’evoluzione della superficie lunare.