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H2020

SeisMo — Risultato in breve

Project ID: 659773
Finanziato nell'ambito di: H2020-EU.1.3.2.
Paese: Germania
Dominio: Spazio, Economia digitale

Dati vecchi di 40 anni continuano a far luce sulla sismologia della Luna

I 12 uomini che hanno messo piede sulla Luna tra il 1969 e il 1972 hanno lasciato dietro di sé qualcosa che va oltre bandiere e manufatti simbolici. Dispiegarono anche cinque sismometri sulla superficie lunare che continuarono a funzionare fino a quando non furono spenti, nel 1977. Quarant’anni dopo, le loro misure hanno ancora un valore per la futura esplorazione dello spazio.
Dati vecchi di 40 anni continuano a far luce sulla sismologia della Luna
Mai sentito parlare di lunamoti? Probabilmente neanche la comunità scientifica ne avrebbe sentito parlare, se non fosse stato per i sismometri dell’Apollo. E questo valore scientifico non è semplicemente scomparso nel 1977. Nel 2011, gli scienziati hanno ottenuto informazioni preziose sul nucleo della luna applicando la moderna tecnologia di calcolo ai dati del sismometro Apollo. Tre anni dopo, gli stessi dati hanno aiutato i fisici a scoprire come rilevare le onde gravitazionali, piccole distorsioni dello spazio-tempo che Einstein aveva previsto nel 1916, ma che nessuno era riuscito a osservare prima.

Come afferma il prof. Heiner Igel dell’Università Ludwig-Maximilians, «il fatto che i sismometri Apollo siano stati installati quasi mezzo secolo fa e che stiamo ancora utilizzando i loro dati testimonia il fatto che gli ingegneri all’epoca avevano visto giusto».

Ovviamente, come ci si dovrebbe aspettare da qualsiasi componente tecnologico vecchio di 40 anni, i sismometri Apollo erano tutt’altro che perfetti. Le loro limitazioni della larghezza di banda e l’intervallo di campionamento incostante, ad esempio, li renderebbero inutili nelle missioni spaziali attuali o future. Una migliore comprensione di questi limiti è cruciale se vogliamo tornare sulla Luna o andare su Marte, perché contribuirebbe a spingere i limiti di ciò che si può apprendere dai dati del sismometro Apollo.

Questo era esattamente il punto del progetto SEISMO guidato dal prof. Igel. Poiché lavorare con dati così vecchi è piuttosto insolito per i sismologi, il progetto mirava a spianare la strada usando la tomografia del rumore ambientale per fornire un modello più accurato della crosta lunare e del mantello. Il progetto ha applicato i recenti progressi nel modellamento della forma d’onda completa della dispersione su scala planetaria alla crosta lunare e ha esplorato vie completamente nuove per la sismologia planetaria.

«Come sulla Terra, la sismologia può dirci molto sull’interno di un pianeta o della Luna», spiega il prof. Igel. «La Luna è stata bombardata da meteoriti da sempre. A differenza della Terra, non ha processi come pioggia o agenti atmosferici per riparare i danni superficiali, quindi rimane fortemente fratturata. Se vogliamo che le missioni future abbiano successo, abbiamo bisogno di quante più informazioni possibili su come le onde sismiche si propagano sulla Luna».

Ottenere tali informazioni non è stato un compito facile. I dati sismici recuperati dai sismometri Apollo sono stati inizialmente registrati su nastri magnetici digitali con marcature temporali che rappresentano il tempo di ricezione del segnale sulla Terra. Successivamente, sono stati trasferiti nel formato standard per lo scambio di dati sul terremoto (SEED, Standard for the Exchange of Earthquake Data), ma il team del prof. Igel ha scoperto durante il progetto che c’erano alcuni problemi legati al tempo con i file SEED originali.

«Abbiamo reimportato i dati di medio periodo in formato SEED e reso disponibili questi dati tramite IRIS (Incorporated Research Institutions for Seismology). Ci sono molte lacune all’interno dei dati causate dalla perdita di segnale o da problemi dello strumento, quindi abbiamo ricostruito il segnale da leggere come una registrazione continua, con lacune all’interno della traccia sismica dove necessario. I nuovi file saranno una risorsa preziosa per analizzare la struttura della Luna», spiega il prof. Igel.

Da quando il progetto è terminato, nel gennaio 2018, il prof. Igel è stato impegnato ad utilizzare i dati di Apollo per due nuovi progetti e ne ha già altri in cantiere. «Stiamo utilizzando lo strumento di modellazione Salvus, recentemente sviluppato da ETH, Zurigo, per modellare la superficie fortemente dispersiva. Creando diversi possibili modelli della superficie lunare, stiamo imparando di più sulla struttura della Luna. Generiamo i sismogrammi dai nostri modelli e li confrontiamo con i dati di Apollo», afferma.

Un altro progetto collaterale consiste nell’esaminare i profondi sismi lunari, che si verificano a una profondità di circa 800 km sotto la superficie della Luna. Il prof. Igel sta studiando quanto fortemente siano raggruppati questi tremiti, confrontando diversi minuti dei sismogrammi di ciascun episodio.

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Keywords

SEISMO, Apollo, Luna, crosta, sismologia, sismometro, onde sismiche, registrazioni