Lo strumento APXC a bordo del rover lunare della missione lunare Chandrayaan-3 dell'ISRO ha condotto uno studio spettroscopico in-situ per accertare l'abbondanza di elementi nel terreno intorno al sito di atterraggio nella regione polare sud della Luna. Questo è stato il primo studio in situ sulla composizione elementare del suolo lunare nella regione del polo sud (studi precedenti avevano analizzato la composizione del suolo nelle regioni equatoriali e di media latitudine). I risultati hanno mostrato uniformità nella composizione del suolo lunare. Era prevalentemente presente la roccia Ferroan Anorthosite (FAN), ricca di minerali di plagioclasio. Questo è il prodotto della cristallizzazione dell'oceano di magma lunare (LMO). È stata rilevata anche un’abbondanza di minerali ricchi di magnesio, suggerendo il contributo dello strato più profondo della Luna. Nel complesso, questo studio supporta l’ipotesi dell’evoluzione della Luna del Lunar Magma Ocean (LMO).
La missione lunare Chandrayaan-3 dell'ISRO ha dimostrato la capacità di atterraggio morbido lunare il 23 agosto 2023 quando il suo lander è sceso sulla superficie lunare vicino al polo sud a 69.37 gradi di latitudine sud e 32.35 gradi di longitudine est (in seguito chiamato punto Shiv Shakti).
Il rover schierato ha esplorato l'area vicina attraversando circa 103 metri per i successivi dieci giorni e ha condotto esperimenti in-situ utilizzando lo spettrometro a raggi X a particelle alfa (APXS) a bordo del rover.
La missione ha misurato la composizione degli elementi nel suolo lunare nei punti di sosta del rover posizionando lo strumento APXS vicino alla superficie per le misurazioni e riponendolo durante lo spostamento. Le tecniche di spettroscopia di fluorescenza a raggi X e di emissione di raggi X indotta da particelle sono state utilizzate per rilevare e quantificare vari elementi maggiori e minori presenti nel suolo lunare, come Si, Mg, Al, Fe, Ca, nonché Mn, Cr, Ti, Ni, K, Na e S ecc. Irradiando la superficie lunare con le sue sorgenti Cm-244, APXS ha registrato le caratteristiche linee di raggi X di tutti gli elementi maggiori e minori. L'APXS ha effettuato 23 osservazioni lungo il percorso del rover e ha ottenuto uno spettro di raggi X in ciascuna posizione.
Questa è la prima misurazione in situ della composizione degli elementi nel suolo lunare nelle regioni meridionali ad alta latitudine della Luna. Precedenti studi di misurazioni di elementi nel suolo lunare sono stati effettuati utilizzando campioni raccolti dalle regioni equatoriali alle medie latitudini dalle missioni Apollo, Luna e Chang'e 5, meteoriti lunari di origine sconosciuta e misurazioni in situ dal medio -regioni di latitudine dalle missioni Chang'e 3 e Chang'e 4.
L'analisi dei dati APXS delle 23 misurazioni in ciascuna località vicino al sito di atterraggio ha rivelato che la composizione elementare è uniforme in tutta l'area esplorata dal rover. Il terreno è una miscela di due tipi di rocce. La roccia Ferroan Anorthosite (FAN), ricca di minerale plagioclasio, è un prodotto della cristallizzazione dell'oceano di magma lunare (LMO). Lo strumento APXS ha rilevato anche una maggiore abbondanza di minerali ricchi di magnesio.
La conoscenza della composizione degli elementi sulla superficie lunare è importante per comprendere la formazione e l'evoluzione della Luna. Secondo l’ipotesi Lunar Magma Ocean (LMO), all’inizio la Luna era interamente un oceano di magma. I minerali più pesanti affondarono e formarono gli strati interni mentre il magma si raffreddava. Allo stesso tempo, i minerali più leggeri galleggiarono e formarono la crosta esterna della Luna.
La presenza dominante di Ferroan Anorthosite (FAN) nel suolo lunare nella regione del sito di atterraggio del rover, che è la scoperta principale di questo studio, supporta l’ipotesi Lunar Magma Ocean (LMO). La presenza di minerali ricchi di magnesio suggerisce la miscelazione con minerali provenienti dallo strato interno.
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Riferimenti:
- Vadawale, SV, Mithun, NPS, Shanmugam, M. et al. Misurazioni dell'abbondanza elementare di Chandrayaan-3 APXS all'alta latitudine lunare. Natura (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07870-7
- Comunicato stampa dell'ISRO. L'APXS costruito da PRL sul Pragyan Rover di Chandrayaan-3 ha effettuato le prime misurazioni dell'abbondanza degli elementi del suolo lunare nella regione polare meridionale della Luna. Pubblicato il 21 agosto 2024. Disponibile su https://www.isro.gov.in/media_isro/pdf/APXS_CH3.pdf
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