Per gran parte del Novecento la Luna è stata considerata un mondo completamente secco. Le rocce riportate dalle missioni Apollo sembravano prive di qualsiasi traccia d'acqua. Negli ultimi vent'anni questa immagine è cambiata radicalmente: oggi sappiamo che sulla Luna c'è acqua, in forme diverse e in luoghi diversi. Uno studio del 2019 ha perfino mostrato che alcune molecole d'acqua si spostano sulla superficie, saltellando da un punto all'altro con il passare del giorno lunare.
Molecole in movimento
La scoperta è arrivata dallo strumento LAMP della sonda Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA, in orbita attorno alla Luna dal 2009. LAMP osserva la superficie nell'ultravioletto e può rilevare la presenza di molecole d'acqua in quantità minime.
Analizzando i dati raccolti in diversi momenti del giorno lunare, un gruppo di ricercatori guidato da Amanda Hendrix ha osservato che la quantità di acqua legata alla superficie varia: al mattino, quando il suolo si scalda, le molecole si liberano e si spostano nell'esilissima atmosfera lunare, per poi posarsi di nuovo in zone più fredde. Nel pomeriggio il processo si inverte. Le molecole compiono una sorta di migrazione quotidiana, piccoli salti balistici da un punto all'altro.
Si tratta di quantità minuscole: non pozze né gocce, ma molecole isolate legate ai granelli di regolite, la polvere che ricopre la Luna.
Da dove viene quest'acqua
Le fonti possibili sono diverse. Una è il vento solare: i protoni emessi dal Sole, cioè nuclei di idrogeno, colpiscono la superficie lunare, che non è protetta né da un'atmosfera né da un campo magnetico. L'idrogeno può legarsi all'ossigeno presente nei minerali, formando gruppi ossidrile e molecole d'acqua.
Un'altra fonte sono i micrometeoriti. Nel 2019 uno studio basato sui dati della sonda LADEE ha mostrato che, durante gli sciami meteorici, la quantità di vapore acqueo nell'esosfera lunare aumenta: gli impatti liberano l'acqua intrappolata sotto la superficie. Infine, nel corso di miliardi di anni, comete e asteroidi hanno portato acqua che si è in parte conservata.
Acqua anche nelle zone illuminate
Nel 2020 un altro risultato ha fatto notizia: il telescopio volante SOFIA, montato su un Boeing 747 modificato, ha rilevato la presenza di acqua molecolare nel cratere Clavius, una zona illuminata dal Sole nell'emisfero sud. Le concentrazioni erano bassissime, tra 100 e 400 parti per milione: meno acqua di quella contenuta nella sabbia del deserto del Sahara. Ma dimostravano che l'acqua non è confinata solo nelle zone più fredde, e che può restare intrappolata all'interno dei granelli di vetro prodotti dagli impatti.
Il ghiaccio nei crateri polari
Le riserve più importanti si trovano però ai poli. L'asse della Luna è quasi perpendicolare al piano dell'orbita terrestre, e alcuni crateri vicini ai poli hanno il fondo in ombra perenne: la luce del Sole non vi arriva mai. Lì le temperature scendono sotto i -230 °C, tra le più basse del Sistema solare, e il ghiaccio può restare stabile per miliardi di anni.
La prima indicazione arrivò negli anni Novanta dalle sonde Clementine e Lunar Prospector, che rilevarono un eccesso di idrogeno ai poli. Alla fine della missione, nel 1999, Lunar Prospector fu fatto schiantare in un cratere polare nel tentativo di sollevare vapore acqueo; a bordo portava le ceneri del geologo Eugene Shoemaker. Nel 2009 l'esperimento LCROSS della NASA fece schiantare uno stadio di razzo nel cratere Cabeus, vicino al polo sud, e la sonda che lo seguiva rilevò acqua nella nube di detriti sollevata. Nello stesso anno lo strumento M3 della sonda indiana Chandrayaan-1 confermò la presenza di acqua e ossidrile sulla superficie.
Perché è così importante
L'acqua sulla Luna è una risorsa preziosa. Portarla dalla Terra costa moltissimo: ogni chilo lanciato nello spazio ha un costo di migliaia di euro. Se si potesse estrarre acqua dal ghiaccio lunare, la si potrebbe usare per bere, per coltivare, per produrre ossigeno da respirare e, separando idrogeno e ossigeno, per fabbricare carburante per razzi. La Luna diventerebbe una stazione di rifornimento per le missioni verso Marte e oltre.
È per questo che il polo sud lunare è la destinazione del programma Artemis della NASA e di altre missioni internazionali. Nel 2023 la sonda indiana Chandrayaan-3 è stata la prima ad atterrare vicino al polo sud. Anche diverse missioni private, raccontate nell'articolo sulla sonda Beresheet, puntano a studiare le risorse della regione.
Una Luna meno arida
La scoperta dell'acqua ha cambiato anche il modo in cui gli scienziati studiano la storia della Luna. Nuove analisi dei campioni Apollo, con strumenti più sensibili, hanno trovato tracce d'acqua anche all'interno di cristalli e perle di vetro vulcanico, suggerendo che una parte dell'acqua fosse presente fin dall'origine nel mantello lunare.
L'acqua e l'ossigeno che arrivano dalla Terra potrebbero spiegare anche un'altra sorpresa: la presenza di ruggine sulla Luna.
La Luna, insomma, è un mondo molto più dinamico di quanto si pensasse: con un'esilissima atmosfera, molecole che si spostano, ghiaccio antico nascosto nell'ombra. Per saperne di più si può consultare il portale della NASA dedicato alla Luna. Altri articoli sul nostro satellite, come quello sulla Superluna, si trovano nella sezione Astronomia.
