Questi cunicoli non solo sono una testimonianza geologica incontaminata della storia della Luna ma potrebbero anche fornire una casa sicura per i futuri esploratori umani e accesso a risorse in situ di vario tipo, inclusa l'acqua.
Si stima che questi pozzi siano a una temperatura pressoché costante di circa -30 °C, che sembra un paradiso rispetto agli sbalzi termici che sono in superficie dove le temperature oscillano tra -150 °C di notte e 150 °C. C durante il giorno. Inoltre, la regolite sopra le grotte funge da efficace scudo contro le radiazioni che investono costantemente la Luna.

Oggi sappiamo che la Luna è costellata di pozzi che potrebbero portare a enormi tunnel sotterranei ma finora nessuno ha mai inviato una missione spaziale al loro interno.
"Uno sguardo all'interno di una grotta lunare sarebbe una vera esplorazione: rivelerebbe informazioni scientifiche inaspettate", ha affermato Francesco Sauro, scienziato delle caverne ed esperto di tubi lavici planetari, nonché direttore del corso tecnico di ESA CAVES e PANGAEA.

L'ESA pensa alle grotte lunari dal 2019, quando ha lanciato un invito pubblico per l'Open Space Innovation Platform (OSIP) alla ricerca di idee per rilevare, mappare ed esplorare le grotte lunari. Erano stati selezionati cinque progetti da studiare più in dettaglio attraverso il concorso ESA Discovery SysNova: ciascuno di essi avrebbe affrontato una fase diversa di una potenziale missione. Recentemente, i due studi SysNova vincitori, RoboCrane e Daedalus, sono stati unificati e ampliati in un piano di missione completo attraverso il Concurrent Design Facility (CDF) guidato dall'Agenzia. Come risultato la missione "è fattibile e che sarebbe scientificamente molto interessante", si legge nel comunicato.

La missione dell'ESA

Potrebbe partire nel 2033 con un Ariane 6 e utilizzare il Large Logistic Lander europeo (EL3) per raggiungere la superficie lunare. La missione durerebbe 15 giorni e sarebbe diretta alla fossa di Marius Hills, situata in una regione collinosa formata da una serie di cupole vulcaniche, nell'Oceanus Procellarum. Il tubo lavico presente un questa zona è stato scoperto dalla sonda giapponese SELENE.

Gli esperti che hanno preso parte allo studio CDF hanno anche studiato l'ambiente della fossa, creato modelli del sottosuolo lunare e degli elementi della missione, generato la roadmap per lo sviluppo delle tecnologie necessarie per rendere la missione un successo e valutato le principali sfide che andranno affrontate.
"Una missione come questa richiederebbe lo sviluppo di tecnologie innovative, incoraggiando il settore spaziale a sviluppare nuove soluzioni rispetto alle precedenti missioni lunari", ha detto Sauro. "Questo progresso tecnologico sarebbe un grande passo avanti per l'esplorazione lunare e marziana".

I progressi compiuti finora mettono l'ESA in prima linea nello spingere l'esplorazione del sottosuolo lunare ma c'è ancora molto lavoro da fare.
"La missione dovrà essere definita in modo ancora più dettagliato nei prossimi anni", ha detto Loredana Bessone, responsabile del progetto CAVES e PANGEA e responsabile tecnico dello studio. "Il rover che trasporterà RoboCrane e Daedalus alla fossa dovrà essere studiato e saranno necessari dei test lunari per provare le tecniche pianificate per la missione".

Ora, è stato instituito "Team tematico" composto da 17 esperti provenienti da università e istituti di ricerca di tutta Europa e Canada per supportare l'ESA nello sviluppo di una strategia che includa le grotte lunari nel programma generale dell'esplorazione lunare europea. Il team sta organizzando una conferenza sulle grotte planetarie per il 2023.

Three key stages of a mission to explore and map lunar caves pillars

Crediti: Francesco Sauro

L'ESA non è sola

Le grotte lunari aprono la strada a missioni di vario tipo, come esplorare l'apertura dalla superficie o calarsi in profondità. E questa non è un'operazione semplice.

Uno studente laureato presso l'Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) ha sviluppato un proprio piano di accesso alle caverne lunari, in collaborazione con la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA).
Lucas Froissart ha ricevuto il compito di progettare un meccanismo in grado di spingere sei robot esploratori attraverso i tunnel lunari. Tuttavia, l'incarico è arrivato nel periodo della pandemia COVID quando ogni lavoro poteva essere svlto solo in video conferenza. Froissart, perciò, non aveva potuto ricevere troppe indicazioni. "Non sono nemmeno riuscito a vedere che aspetto avessero questi robot. Mi è stato appena detto che erano come una palla da ginnastica in termini di peso, dimensioni e rigidità", ha detto. Così Froissart non potè fare altro che basare il suo esoscheletro su delle vere palle per fare ginnastica. 

"L'esoscheletro è progettato per essere lasciato cadere in una fossa lunare, lunga circa 100 metri", ha detto Froissart. "Quando tocca il suolo, tre robot esploratori vengono spinti con un angolo di 45 gradi per andare il più lontano possibile nella grotta. Gli altri tre vengono rilasciati sul posto per raccogliere dati immediati". I test dovevano tenere conto non solo dell'altezza della caduta ma anche dell'assenza di gravità e della mancanza di resistenza dell'aria sulla luna. Froissart calcolò che doveva far cadere il suo esoscheletro da un'altezza di 20 metri sulla Terra per simulare le condizioni lunari.

Tuttavia, anche se il problema della consegna dei robot nelle grotte lunari sembra abbastanza risolto, c'è ancora molta strada da fare prima che i robot si possano veramente infilare nel sottosuolo del nostro satellite.

robot tubi lunari

 Crediti: EPFL