David Lawrence - kosmomagazine.it
Abbiamo incontrato David Lawrence, scienziato planetario presso la Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) di Laurel, Maryland (USA). Lawrence è il responsabile scientifico di tre strumenti installati su tre veicoli spaziali: lo spettrometro Psyche Gamma-Ray and Neutron (GRNS) per la missione Psyche della NASA, lo spettrometro Mars-moon Exploration with GAmma-rays and NEutrons (MEGANE) per la missione giapponese Martian Moons eXploration (MMX) sulla luna di Marte, e lo strumento Dragonfly Gamma-ray/Neutron Spectrometer (DraGNS) per la missione Dragonfly dalla NASA.
La missione Psyche della NASA, che partirà ad ottobre 2023, ha l’obiettivo di visitare l’insolito asteroide 16 Psyche nel 2029, dopo circa 6 anni di viaggio. Gli esperti ritengono che sia un asteroide fatto di metallo anziché di roccia. Potrebbe essere il nucleo ferroso di un passato pianeta, e questo ci darebbe la possibilità di osservare da vicino un qualcosa che è impossibile osservare su altri pianeti.
La missione Dragonfly, che partirà nel 2027, invierà un drone ottocottero (un drone con otto eliche) su Titano, la più grande luna di Saturno. Dragonfly, che arriverà nel 2034, avrà l’obiettivo di studiare la chimica prebiotica e la possibile presenza di vita microbica passata o presente.
La missione Martian Moons eXploration (MMX) della JAXA (agenzia spaziale giapponese), che partirà nel 2024, ha l’obiettivo di prelevare dei campioni dalla luna di Marte Phobos, e di portarli sulla Terra entro il 2029.
Hai partecipato a molte missioni spaziali di grande importanza. Quali sono le scoperte più importanti che hai fatto, attraverso gli strumenti delle sonde spaziali?
Le scoperte più importanti le ho ottenute quando facevo parte della missione Lunar Prospector (LP), che è stata la mia prima missione ad avermi permesso di lavorare con dei dati scientifici planetari. Ricordo che ero un postdoc (post-dottorato) alLos Alamos National Laboratory e mi sono ritrovato a lavorare con la missione LP, affiancato da un piccolo team di grande talento.
Entro pochi mesi dal lancio della missione LP siamo stati in grado di fare alcune importanti scoperte sulla Luna. La prima è stata la prima identificazione della presenza di idrogeno ai poli della Luna. Questo era uno degli obiettivi primari della missione, ed è stato un grande successo (molto entusiasmante). La seconda scoperta è stata la creazione di una mappa sulla concentrazione di torio sulla Luna. Ci siamo riusciti utilizzando i dati dei raggi gamma delLunar Prospector. La distribuzione del torio sulla Luna rivela dettagli affascinanti su come la Luna si è formata e cambiata nel tempo. Una scoperta divertente, associata alla mappa del torio, è stata l’identificazione di una significativa presenza del torio in una porzione della Luna che non ci aspettavamo.
Infine, ho appena completato la pubblicazione di un documento in cui abbiamo mostrato una mappa globale dell’idrogeno sulla Luna. Questo è stato uno sforzo di oltre 20 anni, che ha portato al completamento del lavoro iniziato nel 1998 con l’analisi iniziale dei dati del Lunar Prospector.
Credit: NASA Goddard
La missione Psyche della NASA visiterà un asteroide molto particolare, potenzialmente ricco di metalli preziosi. Qual è lo scopo dello strumento “Psyche Gamma-Ray and Neutron Spectrometer (GRNS)”?
Lo scopo dello strumento GRNS è misurare la composizione elementare dell’asteroide Psyche. Lo strumento può effettuare questa misurazione senza nemmeno atterrare o toccare la superficie di Psyche. Basterà entrare in un’orbita vicino alla superficie di Psyche per acquisire i dati.
Perché studiare l’asteroide Psyche è così importante? Saremo in grado di raccogliere o estrarre metalli preziosi dagli asteroidi in futuro e inviarli sulla Terra?
Psyche è importante perché è un asteroide insolito, tanto che gli scienziati ritengono che abbia una maggiore abbondanza di “metalli”, rispetto ad altri corpi planetari. E quando usiamo il termine “metallo”, generalmente intendiamo elementi come ferro e nichel, ma forse anche altri “metalli preziosi” (come l’oro). Dai dati ottenuti sulla Terra, non è possibile sapere quanto contenuto di metallo abbia realmente. Ecco perché è necessario osservare da vicino Psyche con il nostro strumento. Per quanto riguarda la raccolta di tali metalli in futuro dagli asteroidi, non so se sia fattibile, ma sospetto che potrebbe essere piuttosto impegnativo.
Credit: ASI Tv
Sei anche il responsabile scientifico dello strumento “Dragonfly Gamma-ray/Neutron Spectrometer (DraGNS)”, che sarà installato nella missione Dragonfly. Quali difficoltà dovrà affrontare lo strumento DraGNS su Titano? Ho letto che lo strumento DraGNS funzionerà in modo diverso dal solito, poiché Titano ha un’atmosfera densa.
La sfida più grande dello strumentoDraGNS sarà proprio lavorare in un ambiente diverso, un ambiente che non abbiamo mai visitato con uno strumentodi raggi gamma/neutroni. Di conseguenza dovremo pianificare il tutto in modo significativo, per anticipare tutti i problemi che incontrerà lo strumento.
La spessa atmosfera di Titano è una grande sfida per lo strumento DraGNS. Il motivo è che tutti i nostri esperimenti precedenti hanno effettuato misurazioni passive, in cui i raggi gamma e i neutroni sono stati generati da protoni ad alta energia (ovvero raggi cosmici galattici), che colpiscono le superfici planetarie prive di atmosfera. La spessa atmosfera di Titano impedisce a questi protoni di colpire la superficie; quindi, stiamo progettando di portare con noi un acceleratore di particelle (cioè un generatore di neutroni), che bagnerà la superficie di Titano con neutroni, creando i raggi gamma che usiamo per effettuare le nostre misurazioni.
Un’altra caratteristica di Titano, che useremo a nostro vantaggio, è la sua atmosfera fredda (94 kelvin o -290 gradi Fahrenheit, o -179 gradi Celsius). Il nostro sensore di raggi gamma deve essere raffreddato a questa temperatura per funzionare correttamente.
In precedenti missioni spaziali abbiamo portato con noi un frigorifero in miniatura (un qualcosa che chiamiamo criorefrigeratore). Ma su Titano possiamo semplicemente posizionare il nostro sensore all’esterno del lander, per farlo raffreddare naturalmente e avere la stessa temperatura dell’atmosfera di Titano. Pensiamo che sia un’idea piuttosto interessante.
Credits: Media INAF Tv / Nasa GSFC/ Johns Hopkins University APL
Hai visitato, attraverso le missioni spaziali, molti mondi del nostro Sistema Solare. Qual è il mondo che ti ha sorpreso ed emozionato di più? E quale vorresti visitare personalmente?
Bella domanda! Sulla base della mia storia, il mio posto preferito è la Luna, dove ho iniziato a lavorare nella scienza planetaria. Ci sono molteplici ragioni per cui dico questo. Innanzitutto, perché la Luna è il mio primo corpo celeste studiato da uno scienziato planetario, e per questo occupa un posto speciale nel mio cuore. In secondo luogo, la Luna ha molti luoghi e aspetti affascinanti da studiare, e ancora oggi continuiamo a fare nuove scoperte. E non solo: i dati raccolti dalLunar Prospector oltre 20 anni fa, stanno dando ancora dei buoni frutti. Infine, la Luna è l’unico corpo planetario che possiamo fissare ed “esplorare” a occhio nudo. E poi gli esseri umani guardano la stessa superficie lunare da migliaia di anni, e di conseguenza c’è un certo timore reverenziale nell’avere una tale connessione con i nostri antenati di tanto tempo fa.
